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
　　濃度調節(jié)系統(tǒng)由濃度變送器，濃度調節(jié)器和電動或氣動執(zhí)行機構組合構成，如圖1所示。

2.1傳感器
　　濃度變送器是一種外旋轉式濃度檢測儀表。它結構簡單，靈敏度高，穩(wěn)定性好，主要用于制漿造紙生產(chǎn)過程的紙漿濃度測量。該濃度變送器根據(jù)剪應力原理工作。如圖2所示。

2.2單片機
　　采用飛利浦(Philips)80C552單片機。它采用68腳PLCC封裝，片內有：256字節(jié)的RAM；8路10位A/D轉換器；2路8位分辨率的脈沖寬度調制輸出(PWM)；監(jiān)視定時器(Watchdog)；具有高速定時輸出和捕捉輸入陣列的定時器/計數(shù)器；IIC串行總線；2個標準的16位定時器/計數(shù)器；全雙工的異步串行口(UART)；6個8位的I/O口(包括A/D 8位)。
2.3濃度調節(jié)器硬件框圖
　　系統(tǒng)硬件框圖如圖3所示。

　　(1)以80C552單片機、程序存儲器2764(27128)、數(shù)據(jù)存儲器6264、一片74LS373和一片GAL16V8構成調節(jié)器的核心部分；(2)擴展一片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轉換器將數(shù)字量轉換為模擬量，通過V／I轉換器輸出控制電流，控制信號回檢電路。?

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

4.1硬件
　　NBT-1型濃度調節(jié)器具有自診斷功能，每輸出一次控制信號，將對調節(jié)器作一項自檢，當調節(jié)器硬件出現(xiàn)故障時，點“異常”報警燈，顯示故障代碼，并關閉控制電流輸出口(關閉調節(jié)閥)；當輸出控制參數(shù)異常時，點“異?！眻缶療?，顯示故障代碼，并保持輸出不變。
　　NBT-1型濃度調節(jié)器調節(jié)參數(shù)范圍如下：
　　比例度P：10～1000％；積分時間I：1～250s；手動給定范圍：0～100％。
4.2軟件
　　調節(jié)器采用積分分離的PI控制方式，其控制趨向過程如圖4所示。

　　(1)手動給定：由調節(jié)器操作面板上手動給定電位器調節(jié)。(2)自動方式：由調節(jié)器操作面板撥碼盤給出控制上限和下限。(3)上位機給定：通過RS-232串行口，執(zhí)行由上位機下達的給定指令。
　　每次調節(jié)器開機后，各項調節(jié)參數(shù)都有待確認，此時調節(jié)器不會輸出控制信號。面板上所顯示的數(shù)據(jù)均按一定頻率閃爍；當調整好控制參數(shù)，按下“確認”鍵后，調節(jié)器進入控制狀態(tài)，輸出相應的控制信號。

　　本機具有手動／自動無擾動切換功能。調節(jié)器具有“正比例／反比例”輸出選擇功能。使用與調整方法：
　　(1)接通調節(jié)器和執(zhí)行機構(如果是氣動執(zhí)行機構要加電／氣轉換器)，將“手動／自動”開關置“手動”位置。(2)根據(jù)執(zhí)行機構的調節(jié)特性(無信號時閥門關閉或無信號時閥門全開通)，選擇好調節(jié)器的輸出方式是“正比例”還是“反比例”。調節(jié)“手動”給定旋鈕，應有4～20mA(0～10mA)信號輸出。隨著信號的增加與減少，調節(jié)閥應作打開和關閉動作。輸出“正比例”方式時，4mA時閥門應完全關閉，20mA時閥門應全部打開，這說明執(zhí)行機構動作正常。(3)將“控制電流/濃度顯示”選擇開關打向“控制電流”端，在“手動”方式下，調節(jié)“手動給定”旋鈕，使輸出電流為50％，調整P值＞1，積分時間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)調節(jié)不穩(wěn)定，閥門動作頻繁，可適當增大比例P和積分時間I。如果系統(tǒng)反映太慢，可減少比例P或積分時間I。具體PI數(shù)據(jù)要依各系統(tǒng)需要而定。?

　　濃度調節(jié)器與濃度變送器、氣動或電動執(zhí)行機構組成的濃度調節(jié)系統(tǒng)，對紙漿的濃度實現(xiàn)了自動控制和調節(jié)。調節(jié)器軟件采用積分分離式PI控制方式，提高了系統(tǒng)調節(jié)品質，使得系統(tǒng)較快進入穩(wěn)定自控狀態(tài)。該系統(tǒng)靈敏度、準確度高，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。