造纸原料蒸煮过程温度微机控制系统.doc

微型计算机控制技术课程设计课程名称:微型计算机控制技术课设项目:造纸原料蒸煮过程温度微机控制系统专业班级:自动化1004班学号:2010001159姓名:指导教师:贾敏智2013年6月27日目录一、前言 2二、总体方案设计 4三、系统硬件设计 8四、主要芯片资料 11五、数字控制器设计 ...........................................................................................................12六、软件设计 16七、总结体会 17八、参考文献 18附录:硬件电路原理图及部分程序 19一、前言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。人工控制准确性和实时性差,浪费能源。因此需要用微机控制技术实现该过程的自动控制。本设计利用铂热电阻来检测温度,铂热电阻输出一个电压信号,经过后级信号处理电路处理,再经过A/D转换,实现模拟的温度转化为数字量的过程。单片机通过数据处理,再控制D/A转换器输出,D/A转换的输出电压经隔离放大器放大后控制电动调节阀,从而调整蒸球的进气量,从而实现实际工作温度严格按照给定的温度曲线工作。、设计任务及要求本设计的造纸原料蒸煮过程温度微机控制系统装置,通过铂热电阻来检测温度,铂热电阻输出电压信号,经过后级信号处理电路处理后,最后经过AD转换,实现模拟的温度转化为数字量的过程。单片机通过数据处理,再控制DA转换器输出,DA转换的输出电压经隔离放大器放大后控制电动调节阀,从而调整蒸球的进气量,从而实现实际工作温度严格按照给定的温度曲线工作。、控制要求保证蒸球的实际工作温度准确跟踪给定温度曲线,允许偏差为±1℃。典型的蒸煮过程工艺温度曲线如图所示。被控过程传递函数:、要求实现系统基本功能微机自动调节:正常工况下,系统投入自动。模拟手动操作:当系统发生异常,投入手动控制。微机监控功能:显示当前被控量的设定值、实际值,控制量的输出值,参数报警时有灯光报警。、系统功能设计本设计的电路结构比较简单,使用元件相对较少,使其制作成本大大降低,经济实用,具有较高的性价比。,其主要组成电路为:电源电路、温度变送器、AD转化电路、显示器电路、DA转化电路、隔离放大器组成。电源电路采用7805、7905稳压器实现,温度变送器采用铂热电阻和INA115实现温度变送功能,AD和DA转换电路由MSP430片内AD、DA实现,从而也降低了成本,隔离放大器采用ISO1002实现隔离放大。MSP430单片机温度变送器#1温度变送器#5单片机内部8通道AD转换器单片机内部8通道DA转换器隔离放大器#1隔离放大器#2电动调节阀#1电动调节阀#2蒸球#1蒸球#、,被人誉为电路的心脏。众所皆知,所有用电设备,包括电子仪表、家用电器等对供电电压都有一定的要求。该设计的电源电路主要包括两个部分:电源变压器和三端稳压管。电源模块设计的基本思想是:采用AC220V/AC9V的降压变压器得到一个交流的9V电压,然后经过单相桥式整流电路把交流电流变成直流电流,再经过滤波电容滤波之后,接到三端稳压管7805,输出即为稳定的直流5V电压。虽然整流滤波电路能将正弦波变换成较为平滑的直流电压,但是一方面由于电压平均值取决于变压器副边电压有效值,所以当电网电压波动时,输出电压平均值将随之产生相应的波动;另一方面由于整流滤波电路内阻的存在,当负载变化时,内阻上的电压将发生变化,于是输出电压平均值也随之产生相应的变化。因此,整流滤波电路输出电压会随着电网电压的波动而波动,随着负载电阻的变化而变化。为了获得良好的直流电压,必须采取稳压措施。即在电源电路中加