毕业论文：造纸原料蒸煮过程装料微机控制系统㊣精品文档值得下载

显示两个液位及液位差，两路可任意设置为液位或液位差输出，两路编程继电器可控制复杂逻辑。

执行机构的选择执行器的选用是否得当，将直接影响控制系统的控制质量安全性和可靠性，因此，必须根据工况特点生产工艺及自动控制系统的要求等多方面的因素，综合考虑，正确选用。

执行器的选择主要从以下三方面考虑执行器的结构形式调节阀的流量特性调节阀的口径。

其中执行机构的选择尤为重要。

执行机构包括气动电动和液动三大类，而液动执行机构使用甚少，气动执行机构中使用最广的是气动薄膜执行机构，因此执行的选择主要是指气动薄膜执行机构和电动执行机构的选择。

执行机构的选择方面要与控制算法匹配，另方面要根据被控对象的实际情况决定。

根据实际使用要求，结合两种执行机构的特点本设计选用智能式电动执行机构。

智能式电动执行机构不仅具有定位精度高，响应速度快，非接触式检测等优点，而且具有通讯故障诊断和处理功能。

差压变送器差压变送器用来将差压，流量，液位等被测参数转变为标准统信号或数字信号，以实现对这些信号的自动控制。

差压变送器主要有膜盒式差压变送器，电容式差压变送器，扩散硅式差压变送器，振先式差压变送器和电感式差压式变送器。

本设计采用膜盒式差压式变送器。

第章控制系统原理第二章详细设计硬件设计选择计算机机型与现场总线系列单片机是位增强型，其主要的技术特征是为单片机配置了完善的外部并行总线和具有多级识别功能的串行通讯接口，规范了功能单元的控制模式及适应控制器特点的布尔处理系统和指令系统。

由于单片机具有较高的性能比，国内尤以系列单片机应用最广，易于开发使用灵活而且体积小易于开发抗干扰能力强，可以工作于各种恶劣的条件下，工作稳定等特点。

设计本着应用性，因此选择系列的单片机作为中央处理器，如图所示。

片内有程序存储器和字节的数据存储器，片内和最多可以扩展字节数据和程序存储器空间。

采用的最小系统作为中央处理器，再加上必要的外围电路，形成自动控制电路。

的内部资源如下个位的程序存储器，采用或字节数据存储器个特殊功能寄存器两个位定时器计数器可寻址外部数据存储器和外部程序存储空间的控制电路个位并行口，其中是复用口个可编程全双工串行口具有五个中断源，两个优先级嵌套中断结构时钟频率个片内振荡器及时钟电路流量变送及电路电路如图所示模拟量输入通道的组成转换器的设计是带有为转换器路多路开关以及与微型计算机兼容的控制逻辑的组件，其转换方法是逐次逼近型。

采用双列直插式封装，共有条引脚。

其内部有个位三态输出锁存器可以锁存转换后的数字量，故它本身既可看作种输入设备，也可以认为是并行接口芯片。

流量变送器与转换器变换信号调理变送器多路转换器采样保持器转换器接口逻辑电路过程参数总线技术指标单电源，供电，模拟量输入范围为分辨率为位最大不可调误差功耗为转换速度取决于芯片的时钟频率。

转换及隔离输出电路数模转换器的内部，具有两极输入数据缓冲器和个型电阻网络。

即包括个数据寄存器寄存器和转换器三大部分。

数据寄存器和寄存器实现两次缓冲，故在输出的同时，还可以接收个数据，提高了转换速度。

当多芯片工作时，可用同步信号实现各模拟量的同时输出。

该器件采用先进的工艺，功耗低，输出漏电流误差小，主要特性有输出电流线性度可在满量程下调节转换时间为数据输入可采用双缓冲单缓冲或直通方式增益温度补偿为每次输入数字为为二进数功耗为逻辑电平与兼容单电源供电，可在内。

可工作在单，双缓冲器方式。

单缓冲器方式即输入寄存器的信号和寄存器的信号同时控制，使个数据直接写入寄存器。

这种方式适用于只有路模拟量输出或几路模拟量不需要同步输出的系统双缓冲器方式即输入寄存器的信号和寄存器的信号分开控制，这种方式适用于几路模拟量需要同步输出的系统。

为了提高转换精度，可增加转换器的位数。

接口电路内部结构及引脚键盘显示接口与设计键盘选择本系统采用非编码行列式键盘，即用口线组成行列式结构，按键设置在行列的交点上。

在按键数较多时，可节省口线。

该键盘采用的工作方式为编程扫描工作方式，它是利用在完成其他工作的空余，调用键盘扫描子程序，来响应键输入要求。

在执行键功能程序时，不再响应键输入要求。

编程扫描工作方式只有在空闲时才调用键盘扫描子程序控制口在该显示位送入选通电平以保证该位显示相应字符。

如此轮流，使每位显示该位应显示字符，并保持延时段时间，以造成视觉暂留效果。

段选位选码每送次后延时。

数码管显示接口电路键盘接口电路如下软件设计系统主程序流程图编写数字调节器软件模块主程序编写转换器处理程序模块转换程序，编写输出控制程序模块转换子程序第三章系统调试差压式流量变送器量程调整查阅差压式流量变送器的使用说明书，将其量程调整为。

给定参数设定根据实工作需要，将源程序中定义的几个变量的值加以修改。

修改后的程序经编译，连接后将得到的目标代码通过接口下载到单片机内部。

采样周期的调整由香浓定时可知，当采样频率的上限为时，系统可真实地恢复到原来的连续信号。

从理论上讲，采样频率越高，失真越小，但从控制器本身而言，大都是依靠偏差信号进行调节计算的。

当采样周期太小时，也会过小，此时计算机将会失去调节作用，采样周期过长又会引起误差，因此采样周期必需进行综合考虑。

采样周期的选择方法有多种，在本系统中采用经验法，根据经验，压力信号的采样周期般为比较合适，可在其中选取个采样周期送进控制系统中进行试验。

根据实际控制效果反复修改值。

直到满意为止。

采样周期的设定方法同上。

参数的整定参数整定的方法同样有许多种，此处采用优选法。

其具体作法是根据经验，先把其他参数固定，然后用法对其中参数进行优选，直到把所有的参数选定完毕为止。

最后根据诸参数优选的结果取组最佳值即可。

参数在程序中的设定方式同上。

第四章数字控制器的设计直接数字控制是根据采样理论，首先将被控对象的数学模型进行离散，然后由计算机根据离散化的数学模型进行控制。

这种方法针对性强，调节品质好，可以从被控对象的实际出发。

最少拍随动系统的设计如下本设计采用最小拍随动系统数字控制器因为所以所以式由式知，该数字控制器为最少拍无波纹随动系统控制。

假设输入为单位阶跃，取，所以又取采样周期，得式从而有由差分方程得控制器输出为式最少拍随动系统的误差为其中分为碱液设定值与实际输出碱液之差水设定值与实际输出水之差因为碱液水所以水水水碱液水碱液为第次采样时实际输出碱液或实际输出水第五章总结通过这次课程设计，把学到的知识与实际理论结合起来，使理论知识应用于实际中。

本设计为造纸原料蒸煮过程装料微型机控制系统，利用传感器和变送器测量水和碱液的流量，控制水和碱液的流量比值恒定。

掌握了模拟量输入通道接口设计模拟量输出通道接口设计键盘显示程序的设计等。

设计直接数字控制器来对离散化的数学模型进行控制，掌握了数字控制器的设计方法。

将各模块结合起来组成控制系统，用语言编写内部控制程序，达到对系统的控制。

参考文献余锡存曹国华编著单片机原理与接口技术西安电子科技大学出版社出版潘新民王燕芳编著微型计算机控制技术高等教育出版社出版徐可军主编传感器与检测技术电子工业出版社出版单片机实验指导书太原理工大学信息工程学院实验中心谭浩强著程序设计清华大学出版社出版周泽魁主编控制仪表与计算机控制装置化学工业出版社出版夏路易主编单片机技术实践基础教程太原理工大学信息工程学院自动化系附录系统电路图关键程序代码显示子程序造纸原料蒸煮过程装料微机控制系统摘要本文对造纸原料蒸煮过程装料微机控制系统进行了研究，说明了造纸原料蒸煮过程装料微机控制系统实现所需要的步骤。

蒸煮过程是制浆造纸生产中的关键工序之，对于整个造纸生产过程中纸浆得率和纸的质量有很大影响。

它要求根据原料的特点纸浆的质量和生产设备的实际情况制定出合理的蒸煮工艺，确定装球量用碱量蒸煮温度和压力。

硬件的选择，软件的设计，能够基本实现造纸原料蒸煮过程装料。

过程中使用了系列的单片机作为中央处理器，差压流量变送器，转换器，转换器。

转换使用的是，转换使用的是。

本系统采用非编码行列式键盘，显示块使用七段。

本设计中为流量测量，则使用差压式流量测量。

执行机构选择智能式电动执行机构。

系统程序用语言编写，达到对系统的控制。

关键词造纸原料蒸煮计算机温度控制，目录摘要第章工艺对象分析工艺描述控制要求功能分析传感器选择执行机构的选择差压变送器第章控制系统原理第二章详细设计硬件设计选择计算机机型与现场总线流量变送及电路转换及隔离输出电路键盘显示接口与设计键盘选择显示器键盘接口电路如下软件设计系统主程序流程图编写数字调节器软件模块编写转换器处理程序模块编写输出控制程序模块第三章系统调试差压式流量变送器量程调整给定参数设定采样周期的调整参数的整定第四章数字控制器的设计第五章总结参考文献附录系统电路图关键程序代码第章第章工艺对象分析工艺描述蒸煮过程是制浆造纸生产中的关键工序之，对于整个造纸生产过程中纸浆得率和纸的质量有很大影响。

它要求根据原料的特点纸浆的质量和生产设备的实际情况制定出合理的蒸煮工艺，确定装球量用碱量蒸煮温度和压力。

造纸厂蒸煮车间有五个蒸球，依靠调节其进气量以达到控制蒸球工作压力和温度，调节喷料阀控制装料量。

人工控制准确性和实时性差，浪费能源。

因此需要用微机控制技术实现该过程的自动控制。

图装料控制系统示意图被控参数保证每个蒸球内的碱液浓度恒定，即碱液与水的流量比值为。

所以被控参数为流量比值。

控制要求保证每个蒸球内的碱液浓度恒定，即碱液与水的流量比值为。

被控过程传递函数功能分析微机自动调节正常工况下，系统投入自动。

模拟手动操作当系统发生异常，投入手动控制。

微机监控功能显示当前被控量的设定值实际值，控制量的输出值，参数报警时有灯光报警。

传感器选择本设计中为流量测量，常用的流量测量方法有差压式流量测量，电磁式流量测量，涡轮式流量测量，涡街式流量测量，超声式流量测量和质量流量测量。

差压式流量计是类历史悠久，技术成熟，应用最广泛的流量计。