【正文】 為了消除按鍵抖動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的干擾，在鍵盤軟件設(shè)計(jì)中，采用了 30ms 的 延時(shí)程序。 三、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用深圳市潤(rùn)川自動(dòng)化設(shè)備有限公司生產(chǎn)的 RC系列的 RC05電動(dòng)執(zhí)行器。 DGND：數(shù)字信號(hào)地。當(dāng) CS =0、 ILE= WR1 =0時(shí)，數(shù)據(jù)信號(hào)被鎖存到第一級(jí) 8位輸入寄存器中。和意公司 NDC301β射線傳感器特點(diǎn)： ； ， 高精度的橫幅檢測(cè) ， 從而可以進(jìn)行更加 嚴(yán)密的橫向控 制 ； “ 全天候 ” 的檢測(cè)溫度 ， 消除檢測(cè)區(qū)內(nèi)氣墊由于溫度變化而造成的空氣密度波動(dòng)進(jìn)而引起的偏差 ； ， 極大地改進(jìn)了傳感器的穩(wěn)定性和可靠性 。 根據(jù)本系統(tǒng)的特點(diǎn)要求，選取最簡(jiǎn)單的無(wú)源 I/V 變換電路，主要做法是 在模擬通道輸入端，加上一個(gè)高精度 ，與輸入的電流信號(hào)并聯(lián)接地，這樣就在電阻上得到電壓。啟動(dòng) ADC0809工作過(guò)程為：先送通道號(hào)地址到 ADDA— ADDC，由 ALE 信號(hào)鎖存通道號(hào)地址，后讓 ART由有效啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換，即執(zhí)行一條 MOVX A ， DPTR，輸入指令產(chǎn)生 WR 信號(hào)。 R S T9U?VCC 圖 38 復(fù)位電路 圖 39 為 8031 外擴(kuò)程序存儲(chǔ)器的最小應(yīng)用系統(tǒng)。 除 PC 之外，復(fù)位操作還對(duì)其它一些寄存器有影響，這些寄存器復(fù)位時(shí)的狀態(tài)如表 37 所示。對(duì)外接電容的大小雖然沒(méi)有嚴(yán)格的限制，但電容的大小會(huì)影響振蕩器頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性。 EA用于控制選擇片內(nèi)或片外程序存儲(chǔ) 器。 由于大規(guī)模集成電路的發(fā)展 ,程序存儲(chǔ)器使用的芯片數(shù)量越來(lái)越少，因此地址選擇多半采用線選法，而不用地址譯碼法。 Vpp ：程電壓（ +12 或 25V）輸入端。 LE與 8031 的地址鎖存信號(hào) ALE 連接，即在 ALE=1→ 0時(shí)，鎖存 A7～ A0 。 一般地址鎖存信號(hào) ALE的頻率通常為單片機(jī)主振頻率的 1/6。 RESET 是復(fù)位鍵，當(dāng)震蕩器運(yùn)行時(shí)，此引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期，高電平將使單片機(jī)復(fù)位，在 Vss 掉電期間，此引腳可接設(shè)備電源，當(dāng)單片機(jī)進(jìn)入掉電運(yùn)行方式時(shí)，由 Vpp 向內(nèi)部 RAM提供備用電源，以保持內(nèi)部 RAM中的數(shù)據(jù)。 （ 2） XTAL2：接外部晶體的另一端，在該引腳內(nèi)部接至內(nèi)部反向放大器的輸出端。 （ 1） VCC（ 40 引腳）：接 +5V 電源。 MCS51 系列單片機(jī)結(jié)構(gòu)由七個(gè)部件組成，由一個(gè) 8 位中央處理器 CPU、 128 字節(jié)的 RAM、片內(nèi)振蕩器、 4個(gè) 8 位并行 I/O 端口（ P0、 P P P3）、 1個(gè)全雙工串行 I/O 端口、 2 個(gè) 16 位定時(shí) /記數(shù)器（ T0、 T1）以及特殊功能寄存器。 根據(jù)本系統(tǒng)的要求，選取 LED 顯示器。 2． 3． 2 顯示器的選擇 為了 使操作人員及時(shí)掌握生產(chǎn)情況，在一般的微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)或智能化儀器中，都配有顯示器。常用鍵盤為獨(dú)立式鍵盤和行列式鍵盤 [19][22]。 對(duì)于 內(nèi)部無(wú)鎖存器的 D/A 轉(zhuǎn)換器 ，需要在轉(zhuǎn)換器芯片的前面增加鎖存器。本系統(tǒng)選用電動(dòng)執(zhí)行器作為執(zhí)行機(jī)構(gòu) [31]。 一、執(zhí)行器的確定 執(zhí)行器是構(gòu)成 自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)不可缺少的重要部分。 A/D 轉(zhuǎn)換器就其結(jié)構(gòu)而言，有單一的 A/D 轉(zhuǎn)換器（如 ADC083 AD673 等），有內(nèi)含多路開(kāi)關(guān)的 A/D 轉(zhuǎn)換器（如 ADC0809，ADC0816 均帶多路開(kāi)關(guān)）。 （ 2） 多通道復(fù) 用一個(gè) A/D 轉(zhuǎn)換器，并輔以多路模擬開(kāi)關(guān)和采樣保持器來(lái)實(shí)現(xiàn)。在厚度檢測(cè)中通常使用 核輻射傳感器。本系統(tǒng)采用 MCS51 系列單片機(jī) 中的 8031 為中央處理單元。 （ 3）單片機(jī)控制系統(tǒng)的控制效率高：一個(gè)主機(jī)可以多路復(fù)用，分時(shí)對(duì)通道進(jìn)行采集和實(shí)時(shí)控制。 單片微型計(jì)算機(jī)（ Single Chip Microputer），簡(jiǎn)稱單片機(jī)。 STD 總線工業(yè)控制機(jī)是 20 世紀(jì) 80 年代發(fā)展起來(lái)的一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程控制的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。該系統(tǒng) 優(yōu)點(diǎn)是靈活性大。 2． 1 控制系統(tǒng)方案的確定 自動(dòng) 控制系統(tǒng)包括開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制 [14]。水份與紙纖維和填料一起決定了紙張的定量。 1983 年浙江大學(xué)造紙自動(dòng)化研究推廣中心進(jìn)行了紙機(jī)定量、水分控制系統(tǒng)的研制工作 [13]。當(dāng)時(shí)全國(guó)造紙工業(yè)中只有一些常規(guī)儀表控制系統(tǒng)，用于鍋爐、蒸煮、打漿等工段的單回路控制，而且多在一些新建的大型紙廠，許多老廠和小廠的生產(chǎn)還是人工操作。美國(guó)的 Measurex 公司和 AccuRay 公司，以及德國(guó)的 Lippika 公司，是當(dāng)今世界造紙機(jī)定量、水分計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)最先進(jìn)的三家公司，這三家公司已有商品化的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，它們的定量?jī)x、水分儀、灰份儀、濃度儀、流量計(jì)、控制閥、掃描架和工業(yè)控制機(jī)都代表了當(dāng)今世界的最高水平。 1． 3． 1 國(guó)外造紙概況 隨著控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，制漿造紙工業(yè)的自動(dòng)化也得到了較快發(fā)展。至今只有少數(shù)幾個(gè)國(guó)家不能造紙，絕大多數(shù)國(guó)家都擁有自己的造紙工業(yè)。紙纖維量由濃紙漿的流量來(lái)控制。 長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)是造紙工業(yè)中使用最廣泛的一種造紙機(jī)。相反，實(shí)現(xiàn)上偏差卡邊控制后，使定量穩(wěn)定在 104 克/米 ，生產(chǎn)同樣長(zhǎng)度的紙，就多用紙漿 4％。所以研究紙機(jī)生產(chǎn)過(guò)程的控制是有意義的。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)，科學(xué)文化教育事業(yè)的發(fā)展，對(duì)紙張的需要無(wú)論是數(shù)量還是質(zhì)量都大大提高了。我國(guó)造紙工業(yè)技術(shù)落后，自動(dòng)化程度很低，絕大部分生產(chǎn)流程還是人工操作，限制了我國(guó)造紙工業(yè)的發(fā)展。定量控制的效益來(lái)自定量偏差的 減小。 1． 2 紙機(jī)的工藝過(guò)程 紙機(jī)按結(jié)構(gòu)（主要是網(wǎng)部結(jié)構(gòu)） 不同，有長(zhǎng)網(wǎng)紙機(jī)，圓網(wǎng)紙機(jī)，夾網(wǎng)紙機(jī)和復(fù)合紙機(jī)幾種類型。流漿箱里的液位和壓力都要求保持恒定，以保證稀紙漿以恒定的速度由流漿箱均勻地噴到銅網(wǎng)上。 1． 3 造紙過(guò)程國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 造紙起源于我國(guó)，是我國(guó)古代的四大發(fā)明之一。建國(guó)以來(lái)，特別是改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)造紙工業(yè)得到了快速發(fā)展。國(guó)外對(duì)回收過(guò)程的動(dòng)態(tài)建模和控制方面的研究始于五六十年代，但至今建立的各種模型大多是過(guò)阻尼類的線性模型，很難解釋多效蒸發(fā)系統(tǒng)的欠阻尼振蕩現(xiàn)象，而控制策略大多是 PID 反饋加前饋的傳統(tǒng) 控制方法，現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用還不成熟。 縱觀國(guó)內(nèi)外自控技術(shù)的發(fā)展情況，我國(guó)自動(dòng)控制技術(shù)的研究和應(yīng)用水平還很欠缺，造紙過(guò)程控制更是如此。使用進(jìn)口設(shè)備的弊端是國(guó)外公司的技術(shù)保密，引進(jìn)后只能使用，而對(duì)其內(nèi)部硬、軟件原理都不能了解。目前該公司開(kāi)發(fā)成功了 SYQCS3000 增強(qiáng)型定量水分控制系統(tǒng)、 SYGCS－ 3000 熱泵供汽控制系統(tǒng)、SYNCS3000 紙漿濃度控制系統(tǒng)、 SYHCS3000 上網(wǎng)流送過(guò)程控制系統(tǒng)、 SYDCS3000 制漿造紙過(guò)程集散控制系統(tǒng)、 SYWIS3000 在線紙病檢測(cè)系統(tǒng)、 SYNET3000 制漿造紙企業(yè)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)等面向制漿造紙行業(yè)自動(dòng)化系列產(chǎn)品。從絕干定量的定義可知，它與紙的含水量無(wú)關(guān)，也不受烘缸中蒸汽壓力的影響，因此實(shí)現(xiàn)了解耦，它只是由濃漿流量來(lái)決定。 在操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)的輸出不直接作用于生產(chǎn)對(duì)象，屬于開(kāi)環(huán)控制結(jié)構(gòu)。 2． 1． 2 微控制器方案的確定 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，促進(jìn)了工業(yè)控制的進(jìn)步。如今的 PLC 幾乎無(wú)一例外地采用微處理器作為主控制器，又采用大規(guī)模集成電路作為存儲(chǔ)器及 I/O 接口，因而使其可靠性、功能、價(jià)格、體積都達(dá)到了比較成熟和完美的境地，并以其卓越的技術(shù)指標(biāo)和優(yōu)異的抗干擾能力得到了廣泛的應(yīng)用，受到工業(yè)界的矚目。 （ 2）單片機(jī)控制系統(tǒng)精度高，量程大：模擬調(diào)節(jié)器的精度通常為 %左右，而數(shù)字計(jì)算機(jī)的精度可通過(guò)擴(kuò)展字節(jié)不斷提高。 MCS 是 Intel 公司生產(chǎn)的單片機(jī)系列，它包括 Intel 公司的MCS4 MCS5 MCS96 系列單片機(jī)。其中，敏感元件是指?jìng)鞲衅髦兄苯痈惺鼙粶y(cè)量的部分，轉(zhuǎn)換元件是指?jìng)鞲衅髂軐⒚舾性妮敵鲛D(zhuǎn)換為適于傳輸和測(cè)量的電信號(hào)部分。 （ 1） 每個(gè)通道設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的A/D 轉(zhuǎn)換器。能夠完成這一任務(wù)的器件叫做 A/D 轉(zhuǎn)換器。本系統(tǒng)采用 8位 A/D 轉(zhuǎn)換器。其中，氣動(dòng)執(zhí)行器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠、價(jià)格便宜、維護(hù)方便、防火防爆等優(yōu)點(diǎn)，在自動(dòng)控制中獲得最普遍的應(yīng)用。另一種是電流輸出形式，即輸出電流 。這些輸入 /輸出設(shè)備主要有鍵盤、顯示器和打印機(jī)等。行列式鍵盤有 3 3 的行、列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成 1個(gè)具有 9個(gè)按鍵的鍵盤。而 LCD 則以其功耗極低的特點(diǎn)，占據(jù)了從電子表到計(jì)算器，從袖珍儀表到便攜式微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等應(yīng)用場(chǎng)合，為人矚 目。 圖 23 系統(tǒng)總方框圖 顯 示 器 鍵 盤 8 0 3 1 最 小 系 統(tǒng) D/A轉(zhuǎn)換器 電動(dòng)執(zhí)行器 A/D 轉(zhuǎn)換器 電源 I/V轉(zhuǎn)換 報(bào)警系統(tǒng) 傳感器 14 第三章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 硬件系統(tǒng)是控制單元與機(jī)械系統(tǒng)、各種檢測(cè)元件相連接的接口電路。連接外部存儲(chǔ)器時(shí)作為高 8位地址線，在編程和校驗(yàn)時(shí)接收高地址和信號(hào)。該引腳內(nèi)部是一個(gè)反向放大器的輸入端。因此，它可用作對(duì)外輸出信號(hào)的時(shí)鐘，或用于定時(shí)目的。 I/O 接口 P0 為雙向數(shù)據(jù)總線（ D7～ D0） 和低 8位地址 (A7～A0)利用分時(shí)操作，來(lái)區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)總線和地址總線的 [28]。 LE— 脈沖使能控制端 （ 1）若 LE=1 時(shí)，各觸發(fā)器可根據(jù)輸入（ Di） 改變輸出（ Qi）。 D7D0：數(shù)據(jù)線引腳。使用片外存儲(chǔ)器， EA 必須接地 。 PSEN 用于片外程序存儲(chǔ)器的“讀”數(shù)控制。 MCS51 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，該增益反向放大器的輸入端為芯片引腳 XTAL1，輸出端為引腳 XTAL2 。 3． 1． 5 復(fù)位系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，只需給 8031 的復(fù)位引腳 RST 加上大于 2 個(gè)機(jī)器周期（即 24 個(gè)時(shí)鐘振蕩周期）的高電平就可使 8031 復(fù)位。 復(fù)位電路如圖 38所示。 IN1 IN5 IN6 ADDB ALE EOC 22 27 28LSB REF(－ ) OK CLK 1 28 2 27 3 26 4 25 5 24 6 23 7 22 8 21 9 20 10 19 11 18 12 17 13 16 14 15 IN2 IN3 IN4 IN7 IN0 ADDA ADDC START 21MSB 23 24 25 26 VCC REF(+) GND 23 表 311 被選的通道號(hào) INT0 INT1 INT2 INT3 INT4 INT5 INT6 INT7 CBA 000 001 010 011 100 101 110 111 的技術(shù)指標(biāo)有： 單一電源， +5V 供電，模擬輸入范圍為 05V 分辨率為 8位 最大不可調(diào)誤差： ADC0809177。 I/V 變換分為無(wú)源 I/V 變換， 有源 I/V 變換和專用I/V轉(zhuǎn)換電路。 檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)如下圖 314 所示。 CS ：片選端，當(dāng) CS 為低電平時(shí)，本芯片被選中。 Ｉ out2 ： D/A 轉(zhuǎn)換器電流輸出 2端，Ｉ out2 +Ｉ out1 =常數(shù)。 其中， CS 和 XFER 都與 8031 的高地址線 P27 相連。 27 圖 317 0832和 8031連接示意圖 圖 318 RC5電動(dòng)執(zhí)行器 3． 3 外圍設(shè)備電路的設(shè)計(jì) 外圍電路的設(shè)計(jì)包括鍵盤電路的設(shè)計(jì) 和 顯示器電路的設(shè)計(jì) 。 00000D I 0 D I 7C SX F E RW R 1W R 20 8 3 2V c cI L EV R E FR f bI o 1I o 2A G N DD G N D+V c c8 0 3 1P 0 P 7P 2 7W RV s s。典型應(yīng)用在與蝶閥、球閥、旋塞閥及其它旋轉(zhuǎn)類閥門的配套。它適用于系統(tǒng)只有一路 D/A 轉(zhuǎn)換或雖然是多路轉(zhuǎn)換但不要求同步輸出時(shí)采用。當(dāng) XFER =0， WR2 =0 時(shí)，輸入寄存器狀態(tài)傳入 8位 DAC 寄存器中。 一、 DAC0832 的結(jié)構(gòu) [21] DAC0832 的結(jié)構(gòu) 引腳如圖所示 316所示。測(cè)量線路常用振動(dòng)電容器調(diào)制的高輸入阻抗靜電放大器。 312 ADC0809和 8031的連接圖 三、 V/I 變換電路的設(shè)計(jì) D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE117 4L S 3 73I N 026m s b 2 1212 220I N 1272 319