一、方案比較與論證

　　本設計為由主站控制16個從站的監控系統，從站為按基本要求制作的點滴速度監控裝置，根據題目要求將系統劃分為主站與從站兩大模塊，兩大模塊之間由現場總線連接，構成有16個從站的主從監控系統。以下對系統重要部分做方案論證。

　　1. 從站單元

　　（1）系統控制方式

　　方案一：根據管徑與液體流速的關系，采用改變管徑的粗細來控制液體流速以達到控制液滴速度，即通過控制輸液軟管夾頭的松緊來控制點滴速度。從理論上講，這種控制方式下的系統結構相對簡單。但是輸液管夾子動作行程較短，廣義受控對象的放大倍數太大，動作靈敏度高，控制困難，系統的穩定性不好，執行機構制作比較困難。

　　方案二：根據液位高度與液體流速的關系，采用改變液體液位高度來控制液滴速度，即改變漏斗高度h2來控制點滴速度。制作比較容易，系統穩定性比較好，成功實現的可能性較大。

　　液體點滴速度與液位高度成正比，液體點滴速度檢測與控制裝置形閉環控制系統，本系統中采用方案二實現對液滴速度的控制。

　　（2）檢測傳感器

　　方案一：采用微波傳感器TX982對水滴進行檢測

　　該傳感器利用微波多普勒技術，在有效空間內建立電場。當移動物體進入電場后，該傳感器能夠檢測出該移動物體，輸出檢測信號。但是該傳感器檢測速度較慢，易受溫度、氣壓、取樣位置、人為因素等影響。檢測高速液滴時（》120 滴/分），存在漏檢情況。根據本課題的精度要求，不宜采用此傳感器。

　　方案二：采用神視光電傳感器CX-24檢測液滴

　　該傳感器是近距離擴散反射型紅外光電傳感器，響應時間可達1ms，可以有效檢測液滴。采用神視光電傳感器CX-29檢測儲液瓶液位，該傳感器是回歸反射型光電傳感器，經過光的折射可以檢測透明物體。

　　經過實驗本設計采用了方案二。

　　執行部件

　　方案一：采用直流電動機

　　直流電動機具有良好的起、制動性能，易于在廣泛范圍內平滑調速，容易得到滿意的動、靜態性能，但其不能進行定位，即使采用變速齒輪箱鎖定，定位也不準確。直流電動機碳刷產生火花，對單片機系統產生電氣噪聲干擾，甚至使系統無法工作。

　　方案二：采用步進電動機

　　步進電動機可以用數字信號直接進行開環控制，易于起動、停止、正反轉及調速，響應快速。它的速度可在相當寬的范圍內平滑調節，停止時具有定位轉矩。其位移與輸入脈沖信號數相對應，步距誤差不積累，可以組成結構較為簡單而又具有一定精度的開環控制系統，也可在要求更高精度時組成閉環控制系統。并且整個系統簡單廉價，如圖1所示。可以達到題目要求，故選此方案。