基于LabVIEW和C8051F350的紡絲張力監(jiān)控系統(tǒng)
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2．2 張力傳感器及信號調(diào)理電路設(shè)計
傳感器選擇主要通過分析絲線張力傳感器的原理與種類，選擇電阻應(yīng)變式張力傳感器，F(xiàn)K6張力傳感器(Tension Sensor)可替代進(jìn)口的張力傳感器，具有指標(biāo)優(yōu)越穩(wěn)定、免校準(zhǔn)、測量精準(zhǔn)、價格較低等優(yōu)點。對于加彈應(yīng)用環(huán)境具有針對性的抗干擾能力，抗破壞能力強(qiáng)，免維護(hù)，壽命長的特點。其性能指標(biāo)如下：
FK6張力測量范圍CN0-80／0-120／0-180；綜合誤差％FS1．2；長期零位漂移％FS1．2；一年長期增益漂移％FS1．2；一年零位漂移％FS1．2≥48 h(同上)；溫度漂移％FS／10℃0．325～70℃；非線性％FS1．2。FK6傳感器輸出為DC 4～20 mA標(biāo)準(zhǔn)儀表信號(或電壓信號DC 0～10 V／0～5 V)，接口電路形式較為簡單。在此，主要對采用稱重法的應(yīng)變片傳感器電路進(jìn)行說明，圖2為其接口電路圖。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/195054.htm
應(yīng)變片組成的橋路包括恒壓供電和恒流供電兩種形式。設(shè)計采用恒流供電形式，電路采用OP07運(yùn)算放大器形式。該電路形成恒流供電主要是運(yùn)算放大器同相端接2 V穩(wěn)壓管，加在運(yùn)算放大器U1反相端電阻R2(68 Ω)上的電壓也為2 V。因此，流過電阻R2上的電流不因負(fù)載變化而變化。此外，在收放卷過程中，因張力變化引起橋路不平衡將有電壓信號輸出，輸出的電壓信號經(jīng)儀表放大器AD623放大后傳送至MPU的A／D
轉(zhuǎn)換器。其中，W1為增益調(diào)整電位器；W0為零點電平調(diào)整電位器。控制電路及通信接口主要采用恒流信號輸出控制，單片機(jī)與上位機(jī)通過MAX 232串行接口通信。
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
3．1 控制程序設(shè)計
張力控制器軟件采用PID控制方法完成對各功能模塊的控制，實現(xiàn)參數(shù)標(biāo)定、設(shè)置、張力測量、恒流信號輸出等功能。軟件完成初始化設(shè)置后，進(jìn)行張力信號的數(shù)據(jù)采集與處理、恒流控制輸出等。根據(jù)實際工況，張力信號數(shù)據(jù)采集需要進(jìn)行濾波處理，采用基于提升框架的濾波算法進(jìn)行仿真試驗。實驗結(jié)果表明，該算法可以有效消除各類噪聲，與國外產(chǎn)品的相關(guān)技術(shù)相比具有一定的先進(jìn)性。
控制算法采用積分分離式的PID控制，防止偏差較大時造成PID運(yùn)算的積分積累，避免控制量超過制動器的最大動作范圍。當(dāng)控制量與設(shè)定值的偏差較大時，取消積分作用；當(dāng)控制量接近設(shè)定值時，加入積分作用，以便消除靜差，提高控制精度。在實際運(yùn)行中，根據(jù)實際需要還可以取消微分的調(diào)節(jié)作用，圖3為程序流程圖。
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