概 述

皮帶輸送機廣泛地應(yīng)用于礦山、冶金、碼頭和化工等行業(yè), 對于散裝的固態(tài)原料(如礦石、水泥、煤粉) 進行自動輸送, 特別適合于高溫、高空和有害環(huán)境下作業(yè)。例如, 水泥廠粉磨車間的熟料配料系統(tǒng)就是依靠調(diào)節(jié)皮帶輸送機的速度來控制水泥磨的進料量, 完成對各種熟料的配比。皮帶配料秤是一種用于測量和 控制皮帶輸送機的速度和物料流量的實時控制器, 其工藝結(jié)構(gòu)圖如圖 1 所示。

圖 1 皮帶配料秤工藝結(jié)構(gòu)圖

從結(jié)構(gòu)圖中可以看出在皮帶的上方有一個料斗, 皮帶運動時物料隨皮帶輸送出去。輸送皮帶由滑差電機 M(電磁調(diào)速異步電動機)驅(qū)動, 測速傳感器 SR 輸出信號的頻率和皮帶速度成正比, 輸送皮帶的下方裝有荷重傳感器, 輸出與皮帶上物料成正比的電壓信號。

皮帶配料秤控制器 BWF 接收 SR 的速度信號和的重量信號, 計算皮帶上物料的瞬時流量并顯示出來, 并將流量實際值和流量的設(shè)定值進行比較, 通過 PID 調(diào)節(jié), 輸出電流控制信號, 經(jīng)前置放大器和功率放大器 Q 放大, 控制可控硅 VT 的導(dǎo)通角。從而調(diào)節(jié)滑差電機 M 的轉(zhuǎn)速, 使物料流量穩(wěn)定在預(yù)期的設(shè)定值。本文主要介紹單片機在皮帶配料秤控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。

0. 技術(shù)要求

根據(jù)現(xiàn)場控制和操作的實際需要, 皮帶配料秤控制器的技術(shù)要求有以下幾項:

1. 1. 輸入鍵盤, 用以輸入流量設(shè)定值等參數(shù)和操作命令;
   2. 6 位的瞬時流量顯示器;
   3. 輸出一路 4～20 mA 的滑差電機速度調(diào)節(jié)信號;
   4. 接受 0～10 mV 的皮帶荷重信號和速度信號;
   5. 系統(tǒng)控制誤差小于 1% 。
2. 系統(tǒng)硬件設(shè)計及原理
   1. 硬件系統(tǒng)框圖和原理

根據(jù)皮帶配料秤的技術(shù)要求, 采用以 8031 單片機為控制核心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu), 構(gòu)成皮帶秤控制器 BWF。硬件部分主要有 8031 單片機、A/ D 轉(zhuǎn)換器(ADC0809)、ROM、D/ A 轉(zhuǎn)換器(DAC0832)、鍵盤掃描電路、顯示電路、傳感器、放大電路、鎖存器等組成。硬件系統(tǒng)組成粗略框架如圖 2 所示。

皮帶配料秤控制系統(tǒng)的總體設(shè)計思想為: 皮帶輸送機投入運行前, 輸送皮帶上物料流量的設(shè)定值由操

圖 2   硬件系統(tǒng)組成框圖

作人員在鍵盤上設(shè)定。系統(tǒng)投入正常運行后, 單片機采樣皮帶荷重信號(通過 ADC0809 轉(zhuǎn)換)和走速信號(T 法測速), 將皮帶走速信號 V( t) 與皮帶單位長度上的瞬時重量 P( t) 相乘即可計算出皮帶上物料的瞬間流量 F(t)。瞬間流量可通過 6 個七段數(shù)碼管顯示出來, 為操作人員提供工藝數(shù)據(jù)參考。803l 系統(tǒng)再將流量實際值與其設(shè)定值進行比較, 經(jīng)增量 PID 調(diào)節(jié)運算后計算出控制量 Vi, 通過 DAC0832 轉(zhuǎn)換為電流輸出信號(4～ 20 mA), 而后經(jīng)放大去控制可控硅的導(dǎo)通角, 實現(xiàn)調(diào)節(jié)滑差電機電磁離合器勵磁電流的功能, 從而調(diào)節(jié)執(zhí)行機構(gòu)滑差電機的轉(zhuǎn)速, 使輸送皮帶上的物料流量盡可能穩(wěn)定在設(shè)定值附近, 并具有良好的靜態(tài)指標和動態(tài)性能。