Density Adjusting System

RONG Caiyun

(Xinhui Professional School of Jiangmen Guangdong, Jiangmen 529100, China)

　　Key words: density adjusting unit; SCM; software; hardware

1系統(tǒng)組成
　　濃度調(diào)節(jié)系統(tǒng)由濃度變送器，濃度調(diào)節(jié)器和電動(dòng)或氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)組合構(gòu)成，如圖1所示。

2.1傳感器
　　濃度變送器是一種外旋轉(zhuǎn)式濃度檢測(cè)儀表。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，穩(wěn)定性好，主要用于制漿造紙生產(chǎn)過(guò)程的紙漿濃度測(cè)量。該濃度變送器根據(jù)剪應(yīng)力原理工作。如圖2所示。

2.2單片機(jī)
　　采用飛利浦(Philips)80C552單片機(jī)。它采用68腳PLCC封裝，片內(nèi)有：256字節(jié)的RAM；8路10位A/D轉(zhuǎn)換器；2路8位分辨率的脈沖寬度調(diào)制輸出(PWM)；監(jiān)視定時(shí)器(Watchdog)；具有高速定時(shí)輸出和捕捉輸入陣列的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；IIC串行總線；2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；全雙工的異步串行口(UART)；6個(gè)8位的I/O口(包括A/D 8位)。
2.3濃度調(diào)節(jié)器硬件框圖
　　系統(tǒng)硬件框圖如圖3所示。

　　(1)以80C552單片機(jī)、程序存儲(chǔ)器2764(27128)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器6264、一片74LS373和一片GAL16V8構(gòu)成調(diào)節(jié)器的核心部分；(2)擴(kuò)展一片8155作為顯示器、撥碼盤以及狀態(tài)指示燈等輸入輸出接口；(3)DAC0832轉(zhuǎn)換器將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量，通過(guò)V／I轉(zhuǎn)換器輸出控制電流，控制信號(hào)回檢電路。?

　　濃度調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用積分分離的死區(qū)可調(diào)的PI調(diào)節(jié)，它可有效的減小系統(tǒng)超調(diào)量。
　　NBT-1型濃度調(diào)節(jié)器使用帶數(shù)字指示的電位器連續(xù)調(diào)節(jié)P、I等各項(xiàng)參數(shù)，操作直觀，符合常規(guī)儀表操作者的操作習(xí)慣。調(diào)節(jié)器設(shè)有給定自控精度的撥碼盤。根據(jù)濃度控制所需精度，設(shè)置相應(yīng)的給定上限和下限，不但保證了所需的控制精度，又避免了調(diào)節(jié)裝置的頻繁動(dòng)作。根據(jù)紙漿生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)，調(diào)節(jié)器軟件采用積分分離式PI控制方式，從而改善了系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì)，使得系統(tǒng)較快進(jìn)入穩(wěn)定自控狀態(tài)。調(diào)節(jié)器可以無(wú)擾動(dòng)地從“手動(dòng)”切換到“自動(dòng)”狀態(tài)。

4.1硬件
　　NBT-1型濃度調(diào)節(jié)器具有自診斷功能，每輸出一次控制信號(hào)，將對(duì)調(diào)節(jié)器作一項(xiàng)自檢，當(dāng)調(diào)節(jié)器硬件出現(xiàn)故障時(shí)，點(diǎn)“異常”報(bào)警燈，顯示故障代碼，并關(guān)閉控制電流輸出口(關(guān)閉調(diào)節(jié)閥)；當(dāng)輸出控制參數(shù)異常時(shí)，點(diǎn)“異?！眻?bào)警燈，顯示故障代碼，并保持輸出不變。
　　NBT-1型濃度調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)參數(shù)范圍如下：
　　比例度P：10～1000％；積分時(shí)間I：1～250s；手動(dòng)給定范圍：0～100％。
4.2軟件
　　調(diào)節(jié)器采用積分分離的PI控制方式，其控制趨向過(guò)程如圖4所示。

　　(1)手動(dòng)給定：由調(diào)節(jié)器操作面板上手動(dòng)給定電位器調(diào)節(jié)。(2)自動(dòng)方式：由調(diào)節(jié)器操作面板撥碼盤給出控制上限和下限。(3)上位機(jī)給定：通過(guò)RS-232串行口，執(zhí)行由上位機(jī)下達(dá)的給定指令。
　　每次調(diào)節(jié)器開機(jī)后，各項(xiàng)調(diào)節(jié)參數(shù)都有待確認(rèn)，此時(shí)調(diào)節(jié)器不會(huì)輸出控制信號(hào)。面板上所顯示的數(shù)據(jù)均按一定頻率閃爍；當(dāng)調(diào)整好控制參數(shù)，按下“確認(rèn)”鍵后，調(diào)節(jié)器進(jìn)入控制狀態(tài)，輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。

　　本機(jī)具有手動(dòng)／自動(dòng)無(wú)擾動(dòng)切換功能。調(diào)節(jié)器具有“正比例／反比例”輸出選擇功能。使用與調(diào)整方法：
　　(1)接通調(diào)節(jié)器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如果是氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)要加電／氣轉(zhuǎn)換器)，將“手動(dòng)／自動(dòng)”開關(guān)置“手動(dòng)”位置。(2)根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)特性(無(wú)信號(hào)時(shí)閥門關(guān)閉或無(wú)信號(hào)時(shí)閥門全開通)，選擇好調(diào)節(jié)器的輸出方式是“正比例”還是“反比例”。調(diào)節(jié)“手動(dòng)”給定旋鈕，應(yīng)有4～20mA(0～10mA)信號(hào)輸出。隨著信號(hào)的增加與減少，調(diào)節(jié)閥應(yīng)作打開和關(guān)閉動(dòng)作。輸出“正比例”方式時(shí)，4mA時(shí)閥門應(yīng)完全關(guān)閉，20mA時(shí)閥門應(yīng)全部打開，這說(shuō)明執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作正常。(3)將“控制電流/濃度顯示”選擇開關(guān)打向“控制電流”端，在“手動(dòng)”方式下，調(diào)節(jié)“手動(dòng)給定”旋鈕，使輸出電流為50％，調(diào)整P值＞1，積分時(shí)間I選擇60s等。(4)通常情況下，P選用≥100％，I選用30s～60s，如果系統(tǒng)調(diào)節(jié)不穩(wěn)定，閥門動(dòng)作頻繁，可適當(dāng)增大比例P和積分時(shí)間I。如果系統(tǒng)反映太慢，可減少比例P或積分時(shí)間I。具體PI數(shù)據(jù)要依各系統(tǒng)需要而定。?

　　濃度調(diào)節(jié)器與濃度變送器、氣動(dòng)或電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成的濃度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，對(duì)紙漿的濃度實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)器軟件采用積分分離式PI控制方式，提高了系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì)，使得系統(tǒng)較快進(jìn)入穩(wěn)定自控狀態(tài)。該系統(tǒng)靈敏度、準(zhǔn)確度高，有自診斷功能，并且可連續(xù)工作，大大提高了生產(chǎn)效率，受到多家造紙廠青睞和使用。