造纸原料蒸煮过程压力微机控制系统(经典).pdfVIP

学院：信息工程学院

班级：自动化班

指导教师：

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学号：

1

目录

一、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

1、压力变送器量程调整

2、给定参数设定

3、采样周期的调整

4、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

2

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ICISO1002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：

3

2

3

1

SN74ALS02

5

6

4

IN-0

D7

D6

IN-1

D5

D4

IN-2

D3

D2

IN-3

D1

D0

IN-4

EOC

ADD-A

ADD-B

ADD-C

ALE

ref(-)OE

START

ref(+)

CLOCK

VCC

GND

ADC0809

P0.0

P0.1

P0.2

P0.3

P0.4

P0.5

P0.6

P0.7

ALE

P3.5

WR

RD

P2.0

VCC

R=500

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