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水泥配料自动控制系统第24卷第3期2001年9月长春光学精密机械学院JournalofChea',gchunInstituteofOpticsandFlrMechanicsⅧ24№3Se口2D01水泥配料自动控制系统张彩虹王春才(长春光学精密机槭学院计算机系)摘要阐述了单片机控制水泥配料系统的组成和原理,并建立数学模型,进行仿真分析。关键词定值系统;随动系统;PII)控制中图分类号丁P3681文献标识码A1水泥配料系统概述水泥配料就是指确定石灰石与粘土及铁粉的配比关系。也是水泥生产的第一道工宁一石灰石,粘土和铁粉由各自的传输带运往原料混台仓,其重量由电子秤A与B,C分别予以测定。传送石灰石,粘士和铁粉的速度则分别由三台电机控制。原料经过搅拌机混台均匀后,由磨碎机碾成粉末送往窑中烧解,使其在熔溶状态F结块,加人适量石膏,放人磨机研磨成粉末。到此,未包装的水泥产品便已成形。下面对石灰石与粘土,铁粉的关系进行分析G——石灰石的重量流量(kg/h);——粘士的重量流量(kg);G——铁粉的重量流量(kg/h):口:G/G重量流量比;52=/G重量流量比。g一传送带A单位长度△L上石灰石的重量(/^);一传送带B单位长度厶L上粘土的重量(/,z);一传送带C单位长度厶L上铁粉的重量(kg/h);～传送带A的运行速度;一传送带B的运行速度;vI一传送带c的运行速度。
我们来推G,g,口的关系G:I6goVo&Gb=g6dtG=f6&df日:』坐S6g6df:S…~g。Vodt&d根据上述关系。现对控制系统的软,硬件进行设计。收穑日期:2001—02—28作者简介:张彩虹。讲师。学士。主要从事计算机硬件蚋敷学工作第3期张彩虹王春才等:水泥配料自动控制系统2硬件工作原理及设计由硬件电路我们来分析:设定值可由单片机A的键盘输入,也可由计算机向单片机A输入。电子秤A的输出量(与g成正比)。由A/D转换器进入8031单片机A中,数字量再进入计算机中测速发电机后的输出量(与成正比),经光码盘进入单片机A中,转换成数字量再进入计算机中计算机先对后两种数字量进行乘法运算,并将结果与数字量尺'(与设定值R相对应,进行减法运算。由此得到偏差数字量E。,作为单片机A的输入信号。21硬件原理硬件原理见图l。目计l!算一网rL机圈1硬件原理圈(部分)从8031A输出的信号,提供给可控硅触发器A,作为控制电压,可对传输带A的速度进行调节单片机B,C工作原理与A相同,只是f3,C的设定值由计算机运算得出,即单片机踟31A(PID控制器)等组成的系统为定值系统。单片机踟31B(PID控制器)等组成的系统为随动系统。
单片机踟31C(PID控制器)等组成的系统为随运系统。卢J,2值一旦确定,即存人计算机中,当设定值R确定时,速度调鸺值,,R也将运算得出22系统的动态结构对原理图进行变换,得到图2所示的系统动态结构图(部分)。R1——石灰石传输带速度设定值。E——803l单片机A的APID控制器输入量。长春光学精密机械学院围2系统动态结构圈(部分)D】——8031单片机A的APID控制器的传递函数。㈦——8O3j单片机A的APID控制器的输入量K一一可控硅触发器A和整流器A的静态增益。丁——可控硅触发器A和整流器A的时间常数。——直流电机A电抠回路的电磁时间常数。(,——直流电机A的转速。L——测速发电机后的输出信号。——测速发电机的比例系数。L——测速发电机的输出信号转为数字量值——电子秤A的输出信号。关于粘土B和铁粉c的速度调解系统中的符号,定义与石灰石的基本相同3个速度调节系统均采用PID控制模型,其差分方程为坼{￡㈨1+≠∑E㈤+半￡_11]}'J',=Kf+K,E(J)+KD[￡()一￡(1J]=Ue()+()+Uo()其中:K,=Kp——积分系数;KD=Ke——微分系数;￡(——偏差当前值;E(一1)——上一次采样的偏差值;^￡(1——偏差的累计值;——控制器输出量的当前值;J=0up()——比例分量;()——积分分量;Lrn(广一微分分量。
3软件设计软件设计由三个方面的容组成t)主程序。2)定时采样中断服务程序。20()1年第3期张彩虹王春才等:水泥配料自动控制系统453)PID控制程序。图3为定时采样终断服务子程序流程和PID控制程序流程图。——/t…_______一___________________一一I关中断}启动ADl———丁——『—二二二一l1iJlIllPI啦{割I,,,,。,。。。。。,,一一{+匝广PD控制程序求积分廿量关中断隶微分舒量输出蛤定值Rf口采样值d计算控制器蝻出量vl计算偏差开中断,求比例分量
