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1、一、工艺要求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。装料控制系统流量舊流量番图1装料控制系统示意图被控参数：保证每个蒸球内的碱液浓度恒定，即碱液与水的流量比值为60:40。所以被控参数为流量比值1.5 。、系统的基本组成和工作原理图2控制系统的原理图三
2、、硬件电路1、选择计算机机型与系统总线MCS-51系列单片机是8位增强型，其主要的技术特征是为单片机配置了 完善的外部并行总线和具有多级识别功能的串行通讯接口(UART，规范了功能单元的SFR控制模式及适应控制器特点的布尔处理系统和指令系 统。由于单片机具有较高的性能比，国内尤以MCS-51系列单片机应用最 广，易于开发、使用灵活、而且体积小、易于开发、抗干扰能力强，可 以工作于各种恶劣的条件下，工作稳定等特点。设计本着应用性，因此 选择MCS-51系列的8051单片机作为中央处理器，如图1所示。8051片内有4KB程序存储器和128字节的数据存储器，片内RAM和 ROMS多可以扩展64K字节
3、数据和程序存储器空间。采用 8051的最小系 统作为中央处理器，再加上必要的外围电路，形成自动控制电路。8051的内部资源如下：一个8位CPU4KB的程序存储器，采用ROME EPROM128字节RAM据存储器21个特殊功能寄存器（SFR两个16位定时器/计数器可寻址64K外部数据存储器和64K外部程序存储空间的控制电路4个8位并行口，其中PO、P2、P3是复用口一个可编程全双工串行口具有五个中断源，两个优先级嵌套中断结构时钟频率：1.2MHZ- 12MHZ一个片内振荡器及时钟电路2、流量变送及A/D转换电路电路如图所示：模拟量输入通道的组成:A/D转换器的设计：ADC0809是带有8为A/D
4、转换器、8路多路开关以及与微型计算机兼容的控制逻辑的CMO组件，其转换方法是逐次逼近型。采用双列直插式封装，共有28条引脚。其内部有一个8位“三态输出锁存器”可以锁存A/D转换后的数字量，故它本身既可看作一种输入设备，也可以认为是并行I/O接口芯片。1A2AIA01CLK1AI.EPOP7WRP2.7TKT0CLK %点亠) ADDCA DOB VREF() ADDAALXl,D80OTN(DODT忖gSTART盟ALE牒OEEOC菲准电乐廿Tzv zvADC0809与CPU的接线图流量变送器与A/D转换器基准电压VREFC+J CLKVREF(-) ADDCAPDBADDA01234567N
5、NNNNNNNADC0809D0-DTSTARTALEOEEOCADC0809技术指标：单一电源,+5V供电，模拟量输入范围为0-5V分辨率为8位最大不可调误差：ADC0808 2 X 10 m/s范围度最大流量与最小流量的比值3:1压力损失50020000PaTG21-E型液位差计是依据回波测距原理来测量换能器表面到被测物体 表面的距离。两个超声波换能器分别测量上下游的液位高度，仪表显示 两个液位及液位差，两路420mA可任意设置为液位或液位差输出，两路编程继电器可控制复杂逻辑主要枝术参数选型代码0師、(h1 OmsTG21-E-Cp C7口盲 区0 25m0 时msQ 25-0 5H0无形
6、:單础tmn2； 2締却輪出方同角4。序理角)1：耳RS4殆馭亨常口压力4仆大气压以下G jERS485tD显 S自帝LCWS卿幡位和馳差4BDi BSSJ-. DC24V(ft电環机倂出两8542帥邑gKSOOQ*可任St国菠制.AC220Vrli甜1防水型救强岀F2SAC220V/3A供电电aDC 24V 120mA/AC22CV 5W环境浴度-20V +60X：IP67安林式外売压箱铝合金小手50米(2)差压变送器差压变送器用来将差压，流量，液位等被测参数转变为标准统一信号或 数字信号，以实现对这些信号的自动控制。差压变送器主要有：膜盒式 差压变送器，电容式差压变送器，扩散硅式差压变送器
7、，振先式差压变 送器和电感式差压式变送器。本设计采用膜盒式差压式变送器。膜盒式差压变送器的构成框图(3) 执行机构的选择执行器的选用是否得当，将直接影响控制系统的控制质量、安全性和 可靠性，因此，必须根据工况特点、生产工艺及自动控制系统的要求等 多方面的因素，综合考虑，正确选用。执行器的选择主要从以下三方面 考虑：a执行器的结构形式；b调节阀的流量特性c调节阀的口径。其中 执行机构的选择尤为重要。执行机构包括气动、电动和液动三大类，而液动执行机构使用甚 少，气动执行机构中使用最广的是气动薄膜执行机构，因此执行的选择 主要是指气动薄膜执行机构和电动执行机构的选择。执行机构的选择一 方面要与控制算法匹配，另一方面要根据被控对象的实际情况决定。根 据实际使用要求，结合两种执行机构的特点本设计选用智能式电动执行 机构。智能式电动执行机构不仅具有定位精度高，响应速度快，非接触 式检测等优点，而且具有通讯、故障诊断和处理功能。四、数字控制器的设计直接数字控制是根据采样理论，首先将被控对象的数学模型进行离散，然后由计算机根据离散化的数学模型进行控制。这种方法针对性强， 调节品质好，可以从被控对象的实际出发。最少拍随动系统的设计如下:1.251 + 25E1-0- 1 25他凤2 丁
