基于单片机的水泥生料配料控制系统研究

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摘要:设计基于 单片机的水泥生料配料控制器的硬件系统。控制算法在传统PID控制算法的基础上,加入模糊智能控制
技术,应用于水泥生料配料控制系统的实际运行中,能够有效地提高水泥配料的控制精度,可极大地改善水泥配料生产的质
9 _1 W7 M$ w5 l# r2 J7 k量,使水泥生产的配料控制取得良好的控制效果。
2 ^: p; B, X% R3 D, Z0 E2 w关键词:单片机;水泥生料配料; PID;模糊PID
0引言
水泥在世界各国的经济建设中占有十分重要的地位。随
着水泥企业间竞争不断加剧,怎样充分利用现有设备,提高
生产质量,节约能源,降低成本,就成为-项重要课题。水泥
4 x) N: c5 B( s5 K( H9 |生料配料是水泥生产的第-一个重 要环节,配料质量控制的优
& V4 q' _. C1 R+ Z* F劣直接关系着后续生产工序能否顺利进行。如果配制料液的
质量达不到要求,轻则造成原料.能源的浪费,重则影响产品
的质量和产率,并且有些重要生产岗位的配料失误甚至会给
整个生产酿成事故。因此,配料精度的高低和配料速度的快
慢制约着整个生产的产品质量和产量,应该对配料过程的质
量和产量控制给予充分的重视。可靠性.操作方便、物料配比
精确、低能耗是对水泥生料配料控制系统的基本要求。
" j2 ^3 X! \" w基于单片机的水泥生料配料控制器的设计中,采用主从
$ K5 v* E. ~8 R6 _* N. z结构,主机(中央控制器)通过RS- 485总线通信方式连接各
物料秤体的从机(现场控制器) ,形成水泥配料控制的硬件平
台。控制算法在传统PID控制算法的基础上，加入模糊智能
控制技术,应用于单片机控制水泥配料的运行中,能够有效
地提高水泥配料的控制精度,可极大地改善水泥配料生产的
) A% E8 c3 J9 X% s
% {2 t- S, C8 s& D质量,使水泥生产的配料控制达到了比较理想的控制效果。
1系统硬件设计
; d: `& q+ K" M/ F. e: f本系统采用AT89S52单片机作为主从控制器的核心元
$ I2 F$ I2 s& y件,其他主要元件还包括:模数转换器A/D0809、数模转换器
/ X- B: ~$ F+ pD/A0832.LCD液晶显示器。主机能够实现人机交互的功能，使
# h0 Q, Y/ I% L* a1 a; S% {  U1 b用者通过键盘输人指令,LCD液晶显示器显示当前水泥配料
系统的工作状态和键盘输人的键值;主机输人的数据和指令
再通过485网络传到多个从机的RS- -232C通信串口,从机根
2 N9 U5 R* f- J6 |- _据采集的传感器信号执行相应的操作。从机控制系统的数据
采集电路由皮带输送机上的称重传感器和检测滚轮速度的
' o) C; u, y- n* J8 v传感器构成,能够把物料载荷信号与传送物料的速度信号输
人A/D0809模数转换器, A/D0809将模拟信号转换成数字信
号送入从机的AT89S52单片机,计算出实际给料量。从机控
制系统将实际给料量与设定给料量进行比较后输出控制信
号,从机输出控制电路是PWM电机驱动电路,输出控制信号
通过D/A0832转换成模拟控制量调节输送皮带的运行速度
使给料量保持在设定量的范围。本控制系统在设计时充分考
' K" J0 A% w" b& E虑到实际应用中可能出现各种错误,从机上采用了多种防护
7 p$ X" M6 q0 _3 q, g措施,使得在水泥的生产过程中发生错误和危险可以立即报
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A/D0809将模拟信号转换成数字信号送入从机的AT89S52单片机