造纸原料蒸煮过程压力微机控制系统.docVIP

《微型计算机控制技术》 课程设计 学 院：信息工程学院 班 级：自动化 班 指导教师： 姓 名： 学 号： 目 录 工艺要求-------------------------------------------2 二、系统的组成和工作原理----------------------------------2 三、硬件电路----------------------------------------------2 1、压力变送及A/D转换电路 2、D/A转换及隔离输出电路 3、液晶显示电路 4、控制系统总电路图 四、数字控制器的------------------------------------------6 五、系统程序流程------------------------------------------7 1、主程序流程图 2、50ms定时中断程序流程图 3、数字滤波程序流程图 4、PID运算程序流程图 六、系统调试---------------------------------------------10 压力变送器量程调整 给定参数设定 采样周期的调整 PID参数的整定 七、设计总结---------------------------------------------10 八、参考文献---------------------------------------------10 附录：设计程序-------------------------------------------11 一、工艺要求 造纸原料蒸煮过程压力微机控制系统 蒸煮过程是制浆造纸生产中的关键工序之一，对于整个造纸生产过程中纸浆得率和纸的质量有很大影响，它要求根据原料的特点、纸浆的质量和生产设备的实际情况制定出合理的蒸煮工艺，确定装球量、用碱量、蒸煮温度和压力。造纸厂蒸煮车间有五个蒸球，依靠调节其进气量以达到控制蒸球工作压力和温度，调节喷料阀控制装料量。 要求用微机控制技术实现该过程的自动控制。 二、系统的组成和工作原理 本压力控制系统的原理框图如下图所示 它采用Atmel公司的AT89C52单片机作为控制核心，AT89C52是低功耗的8位CMOS单片机，具有8K字节在线可编程Flash存储器，内部有带看门狗。通过其ISP接口线可以方便地在线调试程序。A/D转换器采用具有8通道输入的ADC0809。DBY-131型压力变送器将0-1.28Mpa的压力信号转换为0-10mA的电流输出，通过500Ω电阻转化为0-5V的电压信号供给A/D转换器采样。单片机定时（预定值为5s，用户可根据实际在调试时进行修改）依次对5个蒸球的压力进行采样一次。采样值经过内部程序数字滤波后与给定值进行比较（给定值通过程序计算按照用户给定的压力曲线变化），得到的偏差信号经PID算法程序后输出8位的阀门控制数字量。该数字量经D/A转换器AD558转换成0-10V的电压信号，0-10V的电压信号经过隔离放大器IC ISO1002与工业现场隔离，输出4-20mA 的标准电流信号控制蒸汽调节阀的开度。当蒸球的压力大于给定值时，偏差信号E=R-C小于零，经PID运算后输出量减小，蒸汽调节阀的开度随之减小，从而使蒸球内的压力降低，重新回到平衡状态。通过对PID参数的整定可以使蒸球的实际工作压力准确跟踪给定压力曲线。 三、硬件电路 1、压力变送及A/D转换电路 电路如图所示： 压力变送器为DBY-131型，其量程可调范围为0-1至0-3Mpa。本系统中调整为0-1.28Mpa。ADC0809的每个输入通道前对地接有-500Ω的电阻，用于将压力变送器送来的0-10mA电流信号转换为0-5V的电压信号，ADC0809八个输入通道的地址为FE00H-FE07H。单片机执行写总线指令后启动A/D转换，通过查询EOC的状态判断转换是否结束。执行读总线指令后将转换后的数据读入单片机内部。 被测压力与输出量关系： 压力（Mpa） 输出数字量 0 635 1.275 DBY-131压力变送器性能指标: 输出电流：0～10m ADC灵敏限：0.1%负载电阻：0～1.5kΩ来回变差：不大于基本误差的绝对值工作条件：环境温度：-10～C～55～C相对湿度： ≤85%工作振动频率： ≤25Hz振幅：≤0.1mm(双向)供电电源：220V? 50Hz消耗功率：≤6W结构形式：现场安装式仪表重量：约15Kg仪表管结头螺纹：M20×1.5(或M18×1.5). ADC0809技术指标: 单一电源,+5V供电,模拟量输入范围为