基于单片机的皮带秤变频调速控制仪的设计与实现

　　引言

　　皮带秤作为水泥厂生产环节中重要的设备，它的精确、高效运行H.接影响水泥的烧成质量。生产工艺需要生料一和水按定的比例棍介，但比例失调，轻则会造成产品质量小介格，重则会造成生产事故或发生危险。通过此控制系统，叫以对通过皮带的动态物料一计量，需要时叫以控制皮带的转速，从而控制单位时间内的产量。

　　1系统控制结构

　　此系统通过光电码盘计数完成皮带速度的测量，通过托辊称量框架和称重传感器测量物料一通过皮带时重量的及时变化，从而计算出物料一的当前流量，根据设定的目标流量，自行调节变频器从而调节电机的转速达到控制称体的单位产量的目的。控制原理如图2所示.

　　2系统的硬件设计

　　整个系统的硬件设计如图3所示。当物料一通过皮带时，物料-的重量变化通过皮带秤的称量框架反应在应变式称重传感器上，传感器的信号通过滤波和线性放大转化为标准模拟信号，丙通过高速AD转换芯片，转换为数字刑号输入到单片机。皮带运行时的即时速度通过光电码盘来采集，单片机的To u计数，脉冲数和速度信号成线性比例关系，叫以算出皮带的计数速度。单片机输出数字信号经过数模转换芯片DAC0832转换为0-SV的标准模拟信号，连接到变频器的电压控制端口，控制电动机的转速。单片机的P 1 I-I作键盘，显示采用LED数码管显示。通信部分通过RS232 uJ以和计算机连接。

　　3软件设计

　　软件采用单片机的汇编语言编程通过主程序和系列的子程序来实现。主程序用于系统的初始化子程序的调用。

　　本设计采用模糊一数字PID复介控制算法。模糊控制对时变对象有定适应能力，但范围有限，精度小高，而PID控制对相当多的控制对象都}分有效，但对某些非线性对象整定工作量大。若使二者结介，进行模糊一数字PID复介控制，理应取得较好效果。模糊一数字PID复介控制般在偏差大时采用模糊控制，而偏差小I I.趋于平稳时，采用PID控制。模糊一数字PID复介控制算法的系统具有动态性能较好，而IL调节时间缩短，超调量小等优点。

　　本系统中把偏差分为两个范围:(1)当偏差的绝对值1e1小于或者等于5%时，采用增量刑数字PID控制算法。(2)当偏差的绝对值1e1大于5%时，采用模糊控制算法。

　　(1):当偏差的绝对值1e1小于或者等于5%时，采用增量型数字PID控制算法，它是按偏差的比例，积分，微分进行自动控制。PID控制器具有简单，易于实现等特点。它的输出表达式为:

　　为了限制干扰作用引起的冲击，防止计算机输出突然大幅度变化实现平稳控制，当时，计算结果有效;当