【正文】 thematical model of the PWM converter.............................. 10 The program of the closed loop system......................................................... 10 The overall design of the automatic control system of the batching system.. 12 Batching system DC speed control design .................................................... 13 Batching automatic control system performance and technical requirements ................................................................................................ 13 The calculation of the relevant parameters of the DC motor ............... 14 The closed loop static characteristics of the steadystate operation ..... 16 The design of the ACR and ASR......................................................... 17 CHAPTER 3 Circuit design of the batching automatic control system ..................... 22 Weight signal acquisition circuit ................................................................... 22 The selection of the sensor .................................................................. 22 Circuit to get the weight ................................................................... 23 Weight signal filering amplifier .................................................................... 24 VII A/D converter circuit .................................................................................... 26 SCM for batching automatic control system ................................................. 27 Belt ingredients motor circuit protection circuit design ................................ 29 Limitations and start pumping voltage protection circuit .................... 29 The IGBT choice and the absorption circuit design ............................ 30 DC motor current detection circuit................................................................ 31 Digital speed circuit ...................................................................................... 32 M/T method velocimetry principle...................................................... 33 Circuit of the detected speed ............................................................... 34 PWM drive circuit design ............................................................................. 36 PWM signal generating circuit............................................................ 36 PWM signal to drive circuit ................................................................ 37 Keyboard and display circuit of batching automatic control system ............. 38 I/O port expansion circuit.................................................................... 39 Keyboard design of the system ........................................................... 39 Display circuit design for the system .................................................. 41 The power system for the batching automatic control system ..................... 42 CHAPTER 4 The software design for the batching automatic control system .......... 44 The main stuctural design of the software design ......................................... 44 PI control subroutine design.......................................................................... 46 Interrupt service routine ................................................................................ 47 CHAPTER 4 Batching system DC speed control system simulation......................... 49 Construction of DC double closed loop speed control system simulation model .................................................................................................................. 49 Simulation results of the DC double closed loop speed control system ...... 50 The summary ............................................................................................................. 52 Acknowledgements ................................................................................................... 53 References ................................................................................................................. 54 Appendix 1 software programming ........................................................................... 56 Appendix 2 system hardware schematic .................................................................... 62 1 第 1 章 緒 論 引言 配料系統(tǒng)是按照一定比例來控制物料傳輸?shù)牧?，使皮帶傳輸?shù)奈锪习凑找欢ū壤齾㈦s在一起，在工業(yè)和農業(yè)上有很大的用處。隨著工業(yè)化的發(fā)展，手 動配料 迅速發(fā)展成現(xiàn)在的可連續(xù)自動進行，不需要人工干預就可以完成的自動 配料 操作，而且誤差小、操作方便、配料控制 時間也大為縮短，還降低了對能源和材料的消耗。因此，改善現(xiàn)有配料裝置，開發(fā)更精確、更方便的 配料系統(tǒng) 控制器勢在必行。 在煤炭行業(yè)， 配料系統(tǒng) 用于定量供煤，能否準確配料直接決定配煤質量。由 此可見， 配料系統(tǒng) 的應用非常廣泛。尤其是冶金、煤炭、化工、水泥等行業(yè)中，常需要對散料進行皮帶輸送過程中的動態(tài)連續(xù)稱量，而且還要對輸送中的流量進行調節(jié)、控制、達到準確的配比。 隨著我國工業(yè)自動化程度的提高， 配料系統(tǒng) 將在現(xiàn)在和未來的市場需求中占據(jù)相當大的比例?？梢钥吹剑?3 中國廣大的市場為 配料系統(tǒng) 的發(fā)展提供了廣闊的前景。 配料系統(tǒng)的國內外發(fā)展現(xiàn)狀 根據(jù)最新 配料系統(tǒng) 國家標準的規(guī)定， 皮帶配料系統(tǒng) 是一種連續(xù)累計自動衡器。 皮帶配料系統(tǒng) 就是在皮帶輸送物料的過程中同時對物料進行連續(xù)累計稱量的一種自動衡器。 配料系統(tǒng) 的發(fā)展大致經歷了以下四個階段： 第一階段是上世紀五、六十年代的純機械式 配料系統(tǒng) ，普遍采用機械式、光電式掃描或增量式編碼器等，這一階段的 配料系統(tǒng) 僅具有識別計數(shù)和啟動功能。計算機首次被引入電子 配料系統(tǒng) ，大大提高了它的集成度。而通訊技術的發(fā)展更是增強了儀表的遠程維護診斷與數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?。我國的科學技術突飛猛進，不斷地克服技術上的難題 。 第一， 大規(guī)模集成芯片的產生和廣泛應用使得穩(wěn)定安全的控制系統(tǒng)得到了基本的保證，但是在一些嚴酷的環(huán)境下，系統(tǒng)故障還是時常發(fā)生，導致我們生產出來的產品會因為外界擾動配料失調而不合格，所以系統(tǒng)在惡劣環(huán)境的抗干擾能力有待提高。 通過以上的分析，可以看到配料自動控制系統(tǒng)還要經過一些完善，具有很深刻的研究意義。早已經被淘汰。和旋轉變流機組及離子拖動變流裝置相比，晶閘管整流裝置不僅在經濟性和可靠性上都很大提高，而且在技術性能上也現(xiàn)實出較大的優(yōu)越性 [2]。 但是 VM系統(tǒng)在應用時還有很多的缺點 ： 由于晶閘管的單向導電性，要實現(xiàn)四象限運行，必須采用正、反兩組全控橋整流電路； 晶閘管對過電壓和過電流十分敏感，因此必須有可靠地保護電路和符合要求的散熱條件； 當系統(tǒng)處于深調速狀態(tài)，晶閘管的導通角度很小，系統(tǒng)功率因數(shù)低，會產生很大的諧波電流，引起電網(wǎng)電壓的畸變。 PWM 控制技術就是以該結論為理論基礎，使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相 等的脈沖，用這些脈沖來代替正弦波或其他所需要的波形。隨著電力電子技術、微電子技術和自動控制技術的發(fā)展以及各種新的理論方法，如現(xiàn)代控制理論、非線性系統(tǒng)控制思想的應用， PWM 控制技術獲得了空前的發(fā)展。 8 配料自動控制系統(tǒng)可控直流源的方案確定 PWM 系統(tǒng)相對于 VM 系統(tǒng)有以下優(yōu)點 [4]： 主電路簡單，需要用的電力電子器件少； 開關頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機損耗及發(fā)熱功率都很??； 低速性能好，穩(wěn)態(tài)精度高，調速范圍寬； 若與快速響應的 電機配合，系統(tǒng)頻帶寬，動態(tài)響應快，動態(tài)抗干擾能力強； 電力電子器件導通損耗小，裝置效率高； 直流電源采用不控整流時，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高。 直流調速系統(tǒng) PWM 電路方案設計 本設計需要設計一個直流調速系統(tǒng)，根據(jù)皮帶傳輸系統(tǒng)所測得的物料重量來調節(jié)上一級傳輸皮帶的物料傳輸速率，即控制直流電機的轉速，從而達到控制皮