時間:2019年06月13日 分類:電子論文 次數(shù):
摘要:隨著電力系統(tǒng)智能電網(wǎng)提出,包括運行、維護、售電、調(diào)度等各個環(huán)節(jié),基建施工生產(chǎn)作為其中的基礎,智能化發(fā)展趨勢也日益顯露其重要之處。基于STC12C5A60S2單片機的混凝土智能澆水養(yǎng)護系統(tǒng)設計,使用環(huán)境溫濕度傳感模塊、顯示數(shù)據(jù)模塊、GSM、通信模塊,連接水泵裝置,對混凝土澆制后初期階段進行養(yǎng)護,在改善質(zhì)量的同時避免人為操作對工程質(zhì)量的影響。
關鍵詞:STC12C5A60S2單片機;溫濕度傳感模塊;顯示數(shù)據(jù)模塊;GSM模塊;水泵
混凝土澆制后初期階段的養(yǎng)護非常重要。根據(jù)《110kV-750kV架空輸電線路施工及驗收規(guī)范》(GB50233-2014)中要求:“日平均氣溫大于等于5℃時,在終凝后12h內(nèi)開始澆水養(yǎng)護,當天氣炎熱、干燥有風時,應在3h內(nèi)開始澆水養(yǎng)護,養(yǎng)護時應在基礎模板外側(cè)加遮蓋物,澆水次數(shù)應能夠保持混凝土表面始終濕潤。
且外露的混凝土澆水養(yǎng)護時間不宜少于5晝夜。”混凝土澆筑后,如氣候炎熱、空氣干燥,不及時進行養(yǎng)護,混凝土中水分會蒸發(fā)過快,易形成脫水現(xiàn)象,會使已形成凝膠體的水泥顆粒不能充分水化,從而會在混凝土表面出現(xiàn)片狀或粉狀脫落。此外,在混凝土尚未具備足夠的強度時,水分過早的蒸發(fā)還會產(chǎn)生較大的收縮變形,出現(xiàn)干縮裂紋。
1本設計系統(tǒng)功能
本設計將單片機技術應用于較為傳統(tǒng)的混凝土養(yǎng)護施工過程中,通過軟件與硬件結(jié)合方式,實現(xiàn)機械化、自動化、智能化的混凝土養(yǎng)護。根據(jù)預先設定溫濕度值設定范圍,遠程控制調(diào)節(jié)水泵噴水周期,現(xiàn)場無需人力澆水現(xiàn)場實施。
本系統(tǒng)是基于STC12C5A60S2單片機的輸電線路混凝土基礎智能養(yǎng)護裝置,使用DHT11作為現(xiàn)場環(huán)境溫濕度傳感模塊,LCD1602作為顯示數(shù)據(jù)模塊,GSM作為通信模塊,按鍵是用來設定預先數(shù)值。通過DHT11溫濕度傳感器進行施工現(xiàn)場溫濕度的采集,單片機STC12C5A60S2進行信息處理,輸出控制信號,控制信號通過控制繼電器控制水泵電源是否通斷,從而完成自動360度旋轉(zhuǎn)式澆水,并且具有四種控制方式。
2裝置硬件選型
芯片的選擇:STC12C5A60S2單片機是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘/機器周期(1T)的單片機。它是高速/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機,指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快8-12倍。內(nèi)部集成MAX810專用復位電路,2路PWM,8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(250K/S),針對電機控制,強干擾場合。因此在這個系統(tǒng)中采用STC12C5A60S2作為控制芯片。
顯示器的選擇:在系統(tǒng)的設計過程需要一個顯示基礎施工現(xiàn)場溫濕度值的顯示器。LCD1602是一種專門可以顯示英文字母、阿拉伯數(shù)字及符號的點陣型液晶,其能夠同時顯示16*02即32個字符。
電源的選擇:作為裝置的重要組成部分,電源模塊應便于攜帶,可長時間使用、易于補充及更換,安全可靠。太陽能板可穩(wěn)定、可靠、安全、經(jīng)濟的進行整個裝置的供電,并且配備蓄電池,儲存多余電能的同時作為備用電源。
檢測模塊的選擇:由水位監(jiān)測模塊液位計,溫濕度監(jiān)測模塊DHT11,時鐘模塊DS1302三個部分組成。具有易于采購、便于連接,安裝、數(shù)據(jù)檢測準確、輸出穩(wěn)定的特點。
通信模塊的選擇:GSM模塊可用于復雜的施工現(xiàn)場,具有靈敏度高,信號傳遞快的功能。并且由于需要經(jīng)常更換長期使用,GSM模塊具有性價比高的優(yōu)點。養(yǎng)護模塊的選擇:用于裝置進行均勻噴水養(yǎng)護的功能,由水泵、噴頭、水管組成。360度旋轉(zhuǎn)噴頭具有良好的驅(qū)動性能,并且小巧輕便、動力輸出合理。
3裝置結(jié)構(gòu)及軟件仿真
本系統(tǒng)有電源接口電路、顯示電路、溫濕度,水位檢測電路、繼電器控制潛水泵電路、GSM芯片,蜂鳴器電路、按鍵設置六大部分組成。
4裝置功能調(diào)試
根據(jù)電路原理圖,焊接出實物,在將程序燒錄到STC單片機中。接通電源,改變現(xiàn)場濕度值,觀察水泵是否正常運行。若正常運行則不需要進行硬件的調(diào)試工作,反之需要進行硬件的調(diào)試。改變裝置的時間設定,觀察水泵是否能按照預先設定值進行噴水養(yǎng)護。通過手機發(fā)送相應短信,觀察裝置是否滿足預先設定的功能要求。
調(diào)試步驟如下:(1)檢查電路板電路焊接是否正確及各部件是否松動和安裝正確;(2)用萬用表檢查是否有虛焊、引腳短路現(xiàn)象;(3)測試元件是否毀壞;(4)聯(lián)機仿真調(diào)試;(5)測試結(jié)果及結(jié)論。
5結(jié)束語
混凝土基礎智能養(yǎng)護裝置通過自動澆水裝置,采用現(xiàn)代傳感技術采集施工現(xiàn)場溫濕度數(shù)值,應用STC12C5A60S2單片機為控制核心,具有遠程監(jiān)測、控制、傳輸指令、收集信息、定時噴水的功能。同時,設置了太陽能電池板及蓄電池裝置有效利用清潔能源。混凝土智能澆水養(yǎng)護系統(tǒng)數(shù)據(jù)測量準確、自動化控制、簡單實用以及體積小便于運輸?shù)葍?yōu)點,具有較強的推廣應用價值。
參考文獻:
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相關期刊推薦:《儀表技術》(月刊)創(chuàng)刊于1972年,由上海市儀器儀表學會;上海儀器儀表研究所等主辦。《儀表技術》1992年機械部優(yōu)秀科技期刊二等獎;1995年機械部科技期刊二等獎;1997獲優(yōu)秀期刊三等獎;儀表局科技情報成果一等獎。