防彈衣生產(chǎn)線溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)改進(jìn)
摘要:爐溫控制是防彈衣生產(chǎn)線上至關(guān)重要的一環(huán),文中設(shè)計(jì)的智能溫度控制系統(tǒng),采用分布式采集溫度并轉(zhuǎn)成數(shù)字信號(hào),通過RS485的標(biāo)準(zhǔn)MODBUS通信協(xié)議,將數(shù)字信息傳輸?shù)街骺厥业?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/溫度控制">溫度控制人機(jī)界面和主控制器,經(jīng)過處理之后顯示在液晶屏上面。同時(shí)主控制器采用模糊PID控制算法運(yùn)算后,通過RS485通信輸出去控制現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字量輸出模塊,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)加熱設(shè)備進(jìn)行控制?,F(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行結(jié)果表明本系統(tǒng)溫度采集精度高、穩(wěn)定性高、控制效果好、大大提高生產(chǎn)效率。
關(guān)鍵詞:模糊PID控制算法;溫度控制;RS485;MODBUS RTU
用于防彈衣生產(chǎn)的三大材料之一的超高分子量聚乙烯纖維產(chǎn)品生產(chǎn)線上的溫度控制系統(tǒng)目前是由鉑電阻溫度傳感器,溫度采集控制儀、加熱絲組成。鉑電阻輸出溫度模擬信號(hào),控制表將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),與用戶設(shè)定的現(xiàn)場(chǎng)溫度比較,小于用戶設(shè)定的溫度則現(xiàn)場(chǎng)的加熱絲得電加熱,反之加熱絲失電不加熱,形成一個(gè)溫度控制閉環(huán)。
此系統(tǒng)經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行之后存在一些問題:1)鉑電阻反饋的模擬信號(hào)到溫度采集儀的距離太遠(yuǎn),信號(hào)衰弱嚴(yán)重;2)鉑電阻反饋的模擬信號(hào)與三相交流電源線一起布線,模擬信號(hào)線受到的干擾非常嚴(yán)重;3)現(xiàn)場(chǎng)每個(gè)溫控點(diǎn)都要走3根鉑電阻模擬信號(hào)線,若生產(chǎn)線的溫控點(diǎn)多的話,必然造成布線及施工難度大,線材浪費(fèi)嚴(yán)重,成本高。
因此目前的溫度控制系統(tǒng)存在控制效果不佳、成本高等劣勢(shì)。本文設(shè)計(jì)一種智能溫度控制系統(tǒng),對(duì)產(chǎn)線環(huán)境改變不大的情況下,解決目前出現(xiàn)的問題,使溫度控制效果更好,系統(tǒng)更穩(wěn)定,成本更低。本設(shè)計(jì)方案采用的是數(shù)字量傳輸方式,首先在設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)離鉑電阻最近的地方將鉑電阻反饋的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成溫度數(shù)字信號(hào),然后通過RS485將數(shù)字信號(hào)輸出到遠(yuǎn)處的溫度主控制器,主控制器將采集到的數(shù)量信號(hào)進(jìn)行計(jì)算并顯示到液晶屏人機(jī)界面上,用戶可以通過觸摸屏對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的溫度進(jìn)行設(shè)定,控制器通過模糊PID算法計(jì)算后控制加熱設(shè)備。
1 硬件設(shè)計(jì)
1.1 硬件設(shè)計(jì)總方案
智能溫度控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)采用工業(yè)上常見的現(xiàn)場(chǎng)AD采樣、RS485傳輸、LCD液晶觸摸屏控制顯示的設(shè)計(jì)方案。包括現(xiàn)場(chǎng)溫度的AD采集模塊、觸摸液晶屏主控模塊、數(shù)字量輸出控制模塊、電源控制模塊。硬件總體框架如圖1所示。
1.2 液晶觸摸屏主控模塊
液晶觸摸屏主控模塊采用Witium生產(chǎn)的WT—HMI70F人機(jī)界面,如圖2所示。
WT-HMI70F人機(jī)界面控制板處理器采用三星公司生產(chǎn)的ARM9內(nèi)核S3C2440,主頻達(dá)到400 MHz。此模塊為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品,符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)EMC規(guī)范,前面板符合NEMA4的防護(hù)規(guī)定,具有一路RS232接口、一路RS485接口、一個(gè)USB接口、一路以太網(wǎng)接口。
本設(shè)計(jì)方案通過此人機(jī)界面模塊的RS485通信接口,采用MODBUS通信協(xié)議,接收現(xiàn)場(chǎng)傳輸過來的溫度數(shù)字量,經(jīng)過模糊PID運(yùn)算后顯示在液晶屏上,同時(shí)與用戶設(shè)定的溫度比較,然后通過RS485輸出去控制現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字量輸出模塊。
評(píng)論