基于STM32的pH自动控制加液机的设计开题报告

 2022-09-14 19:18:52

1. 研究目的与意义

pH值控制过程广泛存在与石油,化工,制药,造纸,废水处理及给水处理中,在工业生产中必须使pH值严格控制在特定范围内,否则可能会造成产品质量下降,原料浪费,生产不能顺利进行,经济效益下降,甚至造成环境污染,比如工业废水的排放中,废水的pH 值往往是环保部门监测的重点对象,由于污水排放量的变化较大,其酸或碱的含量变化也非常大,并且酸碱类型也是强弱不定,pH 值曲线也是变化的.这样利用常规的控制算法如 PID 将很难使废水的pH 值控制在 6~9 的排放要求之内。

因此,寻找一种先进的控制算法,对废水的pH 值进行自动控制具有积极的意义。

基于 ARM 的工业废水pH值控制系统的设计目的就是显著减少酸碱中和反应的时间,快速准确地将pH 值控制在标准范围内,大大提高系统地自适应能力,提高系统的稳定性,使得控制更加精确。

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2. 课题关键问题和重难点

要研究或解决的问题1. 了解pH自动控制加液机的基本结构; 2. 了解pH自动控制加液机的研究背景和意义;3. 了解pH自动控制加液机的研究现状和趋势;5.基于stm32的核微控器选择方案,完成该控制系统的硬件设计;6. 利用Keil软件实现该系统的软件程序并调试成功;7. 提出对未来研究的展望。

3. 国内外研究现状(文献综述)

(一)、pH自动控制加液机国内外研究现状 国外对 pH 过程的研究较早,对pH 值控制的研究国外早在 50-60 年代就已经开始了,可见关于 pH 值的检测与控制并非一个新课题,但要取得良好的控制效果却并非易事。

原因正如上所述的,酸碱反应时的pH 值变化通常是高度非线性的,这一严重的非线性给 pH 值的控制带来极大的困难。

Shinskey《过程控制系统应用、设计和整定》对pH 控制过程的基础知识进行了详细的叙述。

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4. 研究方案

通过查阅大量的参考资料,对pH自动控制加液机的设计能有一定的了解,同时基于现代控制理论和电机拖动原理的基础知识对pH自动控制加液机的设计进行讨论。

根据理论分析,基于Keil软件,建立pH自动控制加液机的系统的模型,根据理论分析,对pH控制器指挥加液泵自动添加酸或碱液体,自动调节达到预设pH值。

选配工业用pH电极与保护套杆,并带自动温度补偿功能。

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5. 工作计划

1、前期,完成外文翻译及开题报告,并熟悉Keil设计软件和C语言的语句编程原则,与此同时还要都看看与毕设相关的书籍,为接下来的毕业论文做准备。

2、中期,解决该系统的硬件和软件设计,主要完成pH值的采集、PID控制算法的实现、驱动程序的设计等,实现对pH酸碱度的中和控制过程。

3、后期,实现对pH加液机的自动控制和手动控制一体的调试过程,并可以当场完成演示过程。

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