Density Adjusting System

RONG Caiyun

(Xinhui Professional School of Jiangmen Guangdong, Jiangmen 529100, China)

　　Key words: density adjusting unit; SCM; software; hardware

1系統組成
　　濃度調節系統由濃度變送器，濃度調節器和電動或氣動執行機構組合構成，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，穩定性好，主要用于制漿造紙生產過程的紙漿濃度測量。該濃度變送器根據剪應力原理工作。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/計數器；IIC串行總線；2個標準的16位定時器/計數器；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濃度調節器硬件框圖
　　系統硬件框圖如圖3所示。

　　(1)以80C552單片機、程序存儲器2764(27128)、數據存儲器6264、一片74LS373和一片GAL16V8構成調節器的核心部分；(2)擴展一片8155作為顯示器、撥碼盤以及狀態指示燈等輸入輸出接口；(3)DAC0832轉換器將數字量轉換為模擬量，通過V／I轉換器輸出控制電流，控制信號回檢電路。?

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

4.1硬件
　　NBT-1型濃度調節器具有自診斷功能，每輸出一次控制信號，將對調節器作一項自檢，當調節器硬件出現故障時，點“異常”報警燈，顯示故障代碼，并關閉控制電流輸出口(關閉調節閥)；當輸出控制參數異常時，點“異常”報警燈，顯示故障代碼，并保持輸出不變。
　　NBT-1型濃度調節器調節參數范圍如下：
　　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：由調節器操作面板上手動給定電位器調節。(2)自動方式：由調節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，執行由上位機下達的給定指令。
　　每次調節器開機后，各項調節參數都有待確認，此時調節器不會輸出控制信號。面板上所顯示的數據均按一定頻率閃爍；當調整好控制參數，按下“確認”鍵后，調節器進入控制狀態，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)接通調節器和執行機構(如果是氣動執行機構要加電／氣轉換器)，將“手動／自動”開關置“手動”位置。(2)根據執行機構的調節特性(無信號時閥門關閉或無信號時閥門全開通)，選擇好調節器的輸出方式是“正比例”還是“反比例”。調節“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“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，如果系統調節不穩定，閥門動作頻繁，可適當增大比例P和積分時間I。如果系統反映太慢，可減少比例P或積分時間I。具體PI數據要依各系統需要而定。?

　　濃度調節器與濃度變送器、氣動或電動執行機構組成的濃度調節系統，對紙漿的濃度實現了自動控制和調節。調節器軟件采用積分分離式PI控制方式，提高了系統調節品質，使得系統較快進入穩定自控狀態。該系統靈敏度、準確度高，有自診斷功能，并且可連續工作，大大提高了生產效率，受到多家造紙廠青睞和使用。