浓度调节系统

　　1　系统组成

　　浓度调节系统由浓度变送器,浓度调节器和电动或气动执行机构组合构成,如图1所示。

　　2　硬件结构及原理

　　2.1　传感器

　　浓度变送器是一种外旋转式浓度检测仪表。它结构简单,灵敏度高,稳定性好,主要用于制浆造纸生产过程的纸浆浓度测量。该浓度变送器根据剪应力原理工作。如图2所示。

　　伺服电机带动敏感元件在被测介质中作旋转运动,将浓度引起的剪应力变化集中成一个变化的阻尼力矩,从而影响电机的转速。检测与转换电路通过光电传感器和分度盘检测转速变化,再利用数字电路和模拟电路将转速变化转换为电压变化,实现对浓度的间接测量。经过化验标定,可以确定输出电流与被测浓度之间的一一对应关系。

　　2.2　单片机

　　采用飞利浦(Philips)80C552单片机。它采用68脚PLCC封装,片内有: 256字节的RAM; 8路10位A/D转换器; 2路8位分辨率的脉冲宽度调制输出(PWM);监视定时器(Watchdog);具有高速定时输出和捕捉输入阵列的定时器/计数器; IIC串行总线; 2个标准的16位定时器/计数器;全双工的异步串行口(UART); 6个8位的I/O口(包括A/D 8位)。

　　2.3　浓度调节器硬件框图

　　系统硬件框图如图3所示。

　　硬件分为如下三个部分:

　　(1)以80C552单片机、程序存储器2764(27128)、数据存储器6264、一片74LS373和一片GAL16V8构成调节器的核心部分; (2)扩展一片8155作为显示器、拨码盘以及状态指示灯等输入输出接口; (3)DAC0832转换器将数字量转换为模拟量,通过V/I转换器输出控制电流,控制信号回检电路。

　　3　软件的组成

　　浓度调节系统采用积分分离的死区可调的PI调节,它可有效的减小系统超调量。

　　NBT21型浓度调节器使用带数字指示的电位器连续调节P、I等各项参数,操作直观,符合常规仪表操作者的操作习惯。调节器设有给定自控精度的拨码盘。根据浓度控制所需精度,设置相应的给定上限和下限,不但保证了所需的控制精度,又避免了调节装置的频繁动作。根据纸浆生产工艺的特点,调节器软件采用积分分离式PI控制方式,从而改善了系统调节品质,使得系统较快进入稳定自控状态。调节器可以无扰动地从“手动”切换到“自动”状态。

　　4　调节器功能

　　4.1　硬件

　　NBT21型浓度调节器具有自诊断功能,每输出一次控制信号,将对调节器作一项自检,当调节器硬件出现故障时,点“异常”报警灯,显示故障代码,并关闭控制电流输出口(关闭调节阀);当输出控制参数异常时,点“异常”报警灯,显示故障代码,并保持输出不变。