, , , , 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。差压式流量计按其检测件的作用原理， 可分为节流式，动压头式，水力阻力式，李新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。 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