纸浆浓度的系统设计样本

目录

一、设计背景 (1)

二、纸浆浓度控制系统的数学模型及工作原理.错误!未定义书签。

2.1纸浆浓度控制系统的数学模型·····························

2.2纸浆浓度控制系统的工作原理·································

三、单片机硬件电路 ...................... 错误!未定义书签。

3.1ADC0809模数转换器.................. 错误!未定义书签。

3.2选择芯片89C51 ..................... 错误!未定义书签。

3.3蜂鸣

器··················································

3.4硬件原理

图···············································五、主要程序 ............................ 错误!未定义书签。

六、设计总结···················································

1. 设计背景

在制浆生产过程中, 纸浆浓度的精确控制能够稳定打浆效果, 对于抄纸过程则能够稳定上网纸浆浓度、减少纸张定量波动、增加抄纸生产稳定性、提高纸张质量, 因此, 稳定地调节纸浆浓度

是实现工艺目标, 达到质量标准的重要环节, 也是较难解决的问

题之一。纸浆浓度的调节过程是一个纯滞后过程, 其滞后时间受浆料流速、浓度变送器的安装位置等因素影响。基于上述基础之上, 提出了专家PID控制的方案。

2 纸浆浓度控制系统的数学模型及工作原理

2.1 纸浆浓度控制系统的数学模型

浓度控制系统由纸浆浓度变送器( 浓度计) 、电动调节阀、浓度控制器三部分组成, 如图 1 所示:

要对浓度控制系统做更深入的讨论, 必须要有系统的数学模型, 在此给出了系统的数学模型, 其浓度控制的传递函数表示式为: .为纸浆浓度测量的拉氏变换, U(s)为阀门开度的拉氏变换。

2.2纸浆浓度控制系统的工作原理

纸浆浓度自动控制系统组成如图 2 所示。纸浆浓度变送器把浆管内流动的浆料的浓度转换成 4-20mA 电流信号送入浓度控制器。经过 A/D 转换成浓度数值信号送显示器, 并将此浓度值与用户设定值比较, 控制器按两者差值调节电动阀的开度, 从而调节进入浆泵的稀释水量, 使输浆管内的浆料浓度发生变化, 这时浓度变送器将检测到新的浓度。重复上述过程, 使浆料浓度逐渐接

近用户设定的浓度值, 最终得到浓度稳定的浆料。( 因为是用稀释手段调节浓度, 在使用中需保证来浆浓度高于设定浓度。)

图2

3.硬件电路

3.1ADC0809模数转换器

ADC0809是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模—数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关, 它能够根据地址码锁存译码后的信号, 只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、 8位开关树型A/D转换器、逐次逼近。

ADC0809原理图

3.2选择芯片89C51

89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS8位微处理器, 。单片机的可擦除只读存储器能够重复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造, 与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中, ATMEL的89C51是一种高效微控制器。

引脚说明: ①电源引脚

Vcc( 40脚) : 典型值＋5V。 Vss( 20

脚) : 接低电平。

②外部晶振X1、 X2分别与晶体两端相连接。当

采用外部时钟信号时, X2接振荡信号, X1接地.③输入输出口引脚:

④控制引脚: RST/Vpd、 ALE/-PROG、 -PSEN、

-EA/Vpp组成了MSC-51的控制总线。

3.3蜂鸣器

蜂鸣器用于电压越界时的声音报警。

蜂鸣器原理图

3.4硬件原理图