烘筒烘燥机温度在线检测系统的模拟设计及其研究

摘要

烘筒烘燥机使用过程中，普遍存在织物过烘问题，过烘问题是指在烘燥加工过程的中后期，织物的含湿量已经接近，甚至低于相应环境条件下该织物的回潮率值时，仍然对织物进行烘燥的加工操作方式。织物过烘造成了大量的能源浪费。
　　本研究根据烘筒烘燥机自身结构特点，设计了基于网络通信的烘筒烘燥机温度在线检测节汽系统。一台烘筒烘燥机对织物的加工任务由若干只烘筒分工完成，烘筒是烘筒烘燥机进行烘燥加工的最小单元，各烘筒之间有一定的相互独立性。利用这种相互独立性，可以对一台烘筒烘燥机上的若干只烘筒分别独立供汽，根据织物烘干程度，调整对这几个独立供汽烘筒的蒸汽供应，能起到减少烘筒烘燥机蒸汽耗用量的作用。
　　本设计中，判断织物烘干程度的标志是温度及其变化情况。研究显示，对于适宜在烘筒烘燥机上加工的棉型织物，当前后两个烘筒上织物的布面温度在100℃左右发生突跃时，说明烘燥工作已完成，可以停止对后面烘筒的蒸汽供应。因此将布面温度在线检测技术引入烘筒烘燥机对织物的烘燥加工中，对提高烘筒烘燥机的能源使用效率有重要意义。
　　本课题的总体设计方案如下:将一台烘筒烘燥机的后几个烘筒分别独立供汽，并用电磁阀控制蒸汽供应。在烘筒烘燥机上设置若干红外温度传感器，测量各独立供气的烘筒上织物的布面温度，通过网络实现在远程电脑上对烘燥现场布面温度情况的在线检测。
　　本课题的研究内容分为三个部分:烘燥现场部分、网络通信部分和远程电脑部分。其中烘燥现场部分，论述了单片机的结构、功能和编程方法，分析了模数转换的原理，编写了ADC0832模数转换程序。通过单片机开发，实现了对温度传感器电压信号的模数转换，和对继电器的控制。网络通信部分，介绍了网络通信的概况，论述了网络接口芯片的种类、结构和使用方法，编写了芯片驱动和网络通信程序，使用W5100网络接口芯片实现了嵌入式系统的网络连接。远程电脑部分，介绍了Delphi软件开发平台，分析了烘筒烘燥机温度在线检测节汽系统对桌面应用程序功能的需求，利用Delphi平台提供的组件设计了符合需求桌面应用程序界面，论述了Socket及其编程方法，利用ClientSocket组件，编写了网络通信程序。本课题研制的桌面应用程序实现了良好的人机接口和对布面温度的实时显示。本课题利用传感器、单片机、模数转换芯片、网络接口芯片、继电器、桌面应用程序组成了网络在线检测和控制平台，该平台稍加改动还可应用于前处理、染色、后整理等其它在线检测系统、自动加料系统以及企业的ERP系统，是提升印染加工信息化水平的一次有意义的探索和实践。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 烘简烘燥机及其能耗

1．3 烘筒烘燥机蒸汽节能方面的研究现状

1．3．1 烘筒烘燥设备的传统节能方式

1．3．2 信息化设备在烘筒烘燥设备上的应用

1．4 网络通信和嵌入式网络通信芯片

1．4．1 以太网技术简介

1．4．2 TCP／IP协议

1．4．3 网络通信芯片

1．5 单片微型计算机

1．5．1 单片机的起源

1．5．2 单片机的分类

1．5．3 单片机的特点

1．5．4 51系列单片机

1．5．5 编程语言

1．6 Delphi简介

1．6．1 界面设计及程序编写

1．6．2 Socket网络通信组件

第二章 烘筒烘燥机温度在线监测系统总体设计方案

2．2 STC89C52单片机的主要结构和功能

2．2．1 半导体存储器原理

2．2．2 半导体存储器的分类

2．2．3 单片机的时序

2．2．4 单片机的特殊功能寄存器

2．2．5 单片机的中断和中断寄存器

2．2．6 ADC0832模数模块

第三章 网络接口芯片W5100在烘筒烘燥机温度在线监测系统中的应用

3．1 W5100引脚分析

3．1．1 单片机接口引脚

3．1．2 以太网物理层接口引脚

3．1．3．电源接口引脚

3．1．4 外接时钟

3．1．5 其它接口信号

3．2 W5100寄存器分析

3．2．1 公共寄存器

3．2．2 端口寄存器

3．3 W5100的单片机C51程序

3．3．1 W5100的SPI总线

3．3．2 准备程序

3．3．3 SPI通信函数

3．3．4 初始化函数

3．3．5 W5100中断处理

第四章 基于Delphi的电脑端监控程序

4．1 界面程序设计

4．1．1 电脑端监控程序功能需求分析

4．1．2 背景图片的设计

4．1．3 图片导入与图像组件的应用

4．1．4 按键的设计

4．1．5 温度的显示

4．2．Socket程序编写

4．2．1 通信协议

4．2．2 程序分析

第五章 烘燥过程的模拟和分析

5．1 实验部分

5．1．1 实验材料

5．1．2 实验方法

5．2 结果与讨论

5．2．1 模拟烘燥过程的合理性和局限性

5．2．2 温度突跃与烘燥终点的确定

第六章 结论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢