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目前在水泥生料配料工藝中,大多數(shù)企業(yè)已應(yīng)用了微機(jī)控制自動(dòng)配料系統(tǒng),為提高水泥生料質(zhì)量在技術(shù)上提供了保障,焦作水泥廠經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的生料配料系統(tǒng)尚有不完善之處,在精度控制,方便用戶,可靠性及抗干擾諸方面還大有作為。
生料配料系統(tǒng)組成
控制原理:各種物料由料倉(cāng)進(jìn)入電振機(jī)的料槽,由電振機(jī)將物料送向皮帶秤,進(jìn)入皮帶秤物料的流量與電振機(jī)的振幅成正比。皮帶秤的物料流量經(jīng)傳感放大器檢測(cè)出一個(gè)反饋信號(hào),此信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D變換送入主機(jī),與主機(jī)中的繪定信號(hào)進(jìn)行比較后將結(jié)果輸出,經(jīng)D/A變換,驅(qū)動(dòng)觸發(fā)電路,控制輸出電壓,以達(dá)到控制電振機(jī)振幅的目的,各物料的給定值是由主機(jī)根據(jù)臺(tái)時(shí)與各原料成份計(jì)算所確定。
控制過(guò)程:中央處理器CPU將處理結(jié)果即輸出控制信號(hào)送給DAC,DAC完成數(shù)/模轉(zhuǎn)換,輸出0~5伏的控制電壓信號(hào),再經(jīng)運(yùn)放及轉(zhuǎn)換輸出0~10毫安電流信號(hào),用0~10毫安的電流信號(hào)通過(guò)觸發(fā)電路控制可控硅SCR的導(dǎo)通角,實(shí)現(xiàn)物料的控制。這種控制方式的缺點(diǎn)是:每一路流量控制都需一套上述硬件電路,且電路中各部分硬件價(jià)格較貴,電路較復(fù)雜,由CPU輸出到執(zhí)行器電振機(jī)中間環(huán)節(jié)多,故障率高。針對(duì)以上控制系統(tǒng)的不足之處,我們提出直接數(shù)字控制的方法,在這種控制方法中,CPU輸出的數(shù)字量不經(jīng)數(shù)/模轉(zhuǎn)換直接控制可控硅SCR的導(dǎo)通角,從而控制輸出電壓及電振機(jī)的振幅。為了便于說(shuō)明控制原理,下面將過(guò)程控制中用到的硬件簡(jiǎn)單介紹一下:
8253引腳排列
1.Intel 8253—PIT是一個(gè)可編程序間隔定時(shí)器,改進(jìn)型為8254。具有的功能及特點(diǎn):
①具有3個(gè)獨(dú)立的16位計(jì)數(shù)器通道,使用單一5伏電源。
②每個(gè)計(jì)數(shù)器都可以按二進(jìn)制/二~十進(jìn)制計(jì)數(shù),且計(jì)數(shù)率可高達(dá)2兆赫茲。
③每個(gè)通道由6種工作方式,可由程序設(shè)置或改變。
④所有的輸入/輸出都與TTL兼容。
在該配料控制過(guò)程中,Intel 8253—PIT工作在方式5(硬件觸發(fā)選通)下,在這種工作方式下,設(shè)置了控制字后,輸出為高電平。在設(shè)置了計(jì)數(shù)值后計(jì)數(shù)器并不立即開(kāi)始計(jì)數(shù),而是由門(mén)控制脈沖上升沿觸發(fā)啟動(dòng),計(jì)數(shù)到0后輸出變低。經(jīng)過(guò)一個(gè)CLK脈沖,輸出恢復(fù)為高,停止計(jì)數(shù),要等到下次門(mén)控脈沖的觸發(fā)才能再計(jì)數(shù)。若在計(jì)數(shù)過(guò)程中改變計(jì)數(shù)值,只要沒(méi)有門(mén)控觸發(fā),不影響計(jì)數(shù)過(guò)程,當(dāng)計(jì)數(shù)到0后,若有新的門(mén)控觸發(fā)信號(hào)則按新的計(jì)數(shù)值計(jì)數(shù)。
2.過(guò)零脈沖發(fā)生器是對(duì)220伏、50赫茲的同步電源每過(guò)零點(diǎn)一次給出一個(gè)脈沖,作為8253的門(mén)控信號(hào),以保證控制輸出與電源同步。
3.7406是集電極開(kāi)路,高壓輸出6反相器/驅(qū)動(dòng)器。
8253的8位數(shù)據(jù)線直接與CPU的8位數(shù)據(jù)線D0~D7相連,信號(hào)與CPU相連,CS來(lái)自譯碼器,A0、A1取地址總線的低兩位,CLK0、CLK1和CLK2一起接到Φ上,GATEO、GATE1和GATE2一起接到過(guò)零脈沖發(fā)生器的輸出端,OUT0、OUT1、OUT2分別為三路輸出接7406。
控制原理:在初始化程序中首先對(duì)8253進(jìn)行初始化,CPU將輸出控制信號(hào)即8253的計(jì)數(shù)值寫(xiě)入對(duì)應(yīng)的通道中,待過(guò)零脈沖發(fā)生器輸出脈沖,即GATE有效,8253開(kāi)始計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)值為零,OUT輸出為低電平即一個(gè)負(fù)脈沖,此負(fù)脈沖經(jīng)7406反相驅(qū)動(dòng)輸出,經(jīng)過(guò)光電隔離,由單結(jié)管經(jīng)脈沖變壓器MB傳給可控硅一個(gè)觸發(fā)脈沖,可控硅導(dǎo)通,待下一個(gè)過(guò)零脈沖到來(lái),計(jì)數(shù)器又開(kāi)始工作,重復(fù)上述過(guò)程。這樣在電振機(jī)線圈兩端得到一個(gè)輸出電壓,當(dāng)CPU要改寫(xiě)計(jì)數(shù)值,則CPU通過(guò)外設(shè)寫(xiě)指令直接改寫(xiě),不影響8253的工作過(guò)程,待計(jì)數(shù)到0后,再重新計(jì)數(shù)時(shí)按新的計(jì)數(shù)值計(jì)數(shù),這樣就能改變輸出電壓,調(diào)整皮帶秤上的物料流量,這樣系統(tǒng)中就沒(méi)有數(shù)/模轉(zhuǎn)換、觸發(fā)電路兩部分,使配料系統(tǒng)的硬件控制電路簡(jiǎn)單可靠,且?guī)Ч怆姼綦x,從而也大大地降低了成本。
系統(tǒng)的抗干擾能力
由于水泥配料系統(tǒng)的工作環(huán)境比較惡劣,CPU會(huì)因電磁干擾或其它方面的干擾而死機(jī),系統(tǒng)必須重新啟動(dòng)才能投入運(yùn)行,沒(méi)有自恢復(fù)能力,若加入自恢復(fù)電路,則系統(tǒng)能自動(dòng)恢復(fù),若再加入有關(guān)的中斷服務(wù)程序,則系統(tǒng)能自行恢復(fù)有關(guān)斷點(diǎn)數(shù)據(jù),投入運(yùn)行,對(duì)用戶是透明的。目前,多采用Watchdog電路。PB6在正常工作時(shí),每間隔一個(gè)循環(huán)周期(程序執(zhí)行一遍所需時(shí)間),使之有一個(gè)脈沖輸出,12角則沒(méi)有輸出,若死機(jī),CPU使PB6沒(méi)有脈沖輸出,則12角有穩(wěn)定的輸出啟動(dòng)(RESET)復(fù)位端系統(tǒng)自行恢復(fù),并執(zhí)行有關(guān)中斷服務(wù)程序,這樣就增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾能力,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自恢復(fù)?! ?nbsp;
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