【正文】 其變化量等對控制有用的信息。定量、。知識庫的建立:事實(shí) (輸入?yún)?shù)):定量和水分的測量值。 通常為: IF (控制條件)THEN (輸出變化) 推理機(jī):采用正向推理過程。 知識庫建立原則:因定量、水分的變化相互影響 (強(qiáng)耦合)，但定量對水分的影響更大。 利用知識庫中的事實(shí)和規(guī)則，通過邏輯推理找出最佳控制策略 (定量，水分解耦系數(shù), ).如IF =（10g～15g） AND 〈% THEN = AND =IF =(20g～25g) AND 〈% THEN = AND =IF =(10g～15g) AND =(%～%) THEN = AND =IF =(10g～15g) AND =(～%) THEN = AND =：IF =(10g～15g) AND =(～%) THEN = AND =IF 5g AND =(～%) THEN = AND =： 根據(jù)控制方案，要根據(jù)水分的變化而改變蒸汽壓力設(shè)定值。設(shè)計(jì)原理與上相似。 據(jù)專家規(guī)則、知識庫綜合分析給出合適的壓力設(shè)定值。如:IF水分值小 AND變化趨勢增大 (負(fù))AND壓力變化趨勢不大THEN 增加蒸汽壓力設(shè)定值。最后的壓力設(shè)定值P還要乘以定量、 P= 注:壓力設(shè)定值的增加不能超過上限，否則紙機(jī)烘缸及管路不能承受而發(fā)生事故。 可編程控制器(PLC)是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一種新型自動化控制裝置。 PLC是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展而來的一種新型工業(yè)控制裝置。 PLC技術(shù)代表了當(dāng)今電氣程序控制的世界先進(jìn)水平，PLC與CAD/CAM和工業(yè)機(jī)器人已成為機(jī)械工業(yè)自動化的三大支柱。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力方面得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。目前國際上主要的PLC廠家有西門子公司以及日本的歐姆龍、三菱等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近年來每年約新投入10萬臺套PLC產(chǎn)品，年銷售額30億人民幣，應(yīng)用的行業(yè)也越來越廣。 PLC的特點(diǎn)隨著PLC性能價(jià)格比的不斷提高，它已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在所有的工業(yè)部門中。從廣義上講人也是重要的組成部分，控制系統(tǒng)中的各種開關(guān)調(diào)節(jié)器、指示器和各模塊中的手動操作功能實(shí)質(zhì)上是人一機(jī)接口，通過它們使人可以參與整個(gè)控制系統(tǒng)。CPU模塊主要由CPU芯片和存儲器組成。數(shù)字量輸入模塊用來接收從按鈕、選擇開關(guān)、等來的數(shù)字量輸入信號；模擬量輸入模塊用來接收電位器、測速發(fā)電機(jī)和各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量電流電壓信號。I/O模塊除了傳遞信號外，還有電平轉(zhuǎn)換與隔離的作用。電源: PLC使用220V交流電源或24V直流電源。l2V、24V等直流電源。 SIMATIC S7200簡介SIMATIC S7200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。因此S7200系列具有極高的性能/價(jià)格比. S7200系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： * 極高的可靠性 * 極豐富的指令集 * 易于掌握 * 便捷的操作 * 強(qiáng)勁的通訊能力* 實(shí)時(shí)特性 * 豐富的內(nèi)置集成功能 * 豐富的擴(kuò)展模塊S7200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能?；赟7200系列PLC以上的特點(diǎn)，作為一個(gè)小型的控制應(yīng)用，我們選用S7200系列PLC組成控制器系統(tǒng)?？蛇B接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至248路數(shù)字量I/O 點(diǎn)或35路模擬量I/O 點(diǎn)。6個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。I/O端子排可很容易地整體拆卸。可完全適應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。上位機(jī)是工控機(jī)，完成總的管理、設(shè)定、實(shí)時(shí)圖形顯示、歷史數(shù)據(jù)顯示及打印報(bào)表等功能?？刂七^程：PLC定時(shí)對水分和蒸汽壓力進(jìn)行檢測變換。 水分控制框圖 上下位機(jī)以采用RS232串行接口，以雙全工方式完成通訊工作。PLC選擇S7200 CPU226。包括兩個(gè)模擬量輸入模塊。 執(zhí)行器為電動執(zhí)行器，電動調(diào)節(jié)閥的流量特性為對數(shù)流量特性，其開度是由通電時(shí)間長短決定。水分檢測采用紅外測量的原理，對紙張所含的水分進(jìn)行測量。測量范圍:20300g/m紙張含水率112%. 各種檢測信號都是以420mA經(jīng)轉(zhuǎn)換變?yōu)?15V信號傳送給PLC的，再經(jīng)PLC的模擬輸入模塊，變成數(shù)字量，從而完成數(shù)據(jù)采集。 水分檢測原理結(jié)構(gòu)框圖 紙張質(zhì)量生產(chǎn)過程水分設(shè)計(jì)硬件各部分詳細(xì)情況 滾筒電動機(jī)回路設(shè)計(jì)① 當(dāng)按下電動機(jī)正轉(zhuǎn)按鈕時(shí)，電動機(jī)正向啟動運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)檢測水分小于規(guī)定值時(shí)，壓下正向限位開關(guān)，電動機(jī)則反轉(zhuǎn)，并帶動烘缸，使烘缸蒸汽流量減小，當(dāng)檢測到水分小于規(guī)定值時(shí)，壓下反向限位開關(guān)，電動機(jī)又開始正轉(zhuǎn)。③ 能實(shí)現(xiàn)單循環(huán)運(yùn)行，即烘缸轉(zhuǎn)一圈后停止在原位。 S7226 型PLC與上位機(jī)的接線下位機(jī)可以脫離上位機(jī)單獨(dú)工作。西門子S7226 型PLC 是一種模塊化結(jié)構(gòu)的小型PLC，具有較高的性能價(jià)格比，它帶有兩個(gè)RS485通訊口，而上位機(jī)即工控機(jī)的串行口是RS232，所以采用西門子公司專用的PC/PPI 編程電纜作為上下位機(jī)的連接電纜，它實(shí)現(xiàn)了RS232 和RS485 的轉(zhuǎn)換，并且具有隔離抗干擾功能。PC/PPI電纜支持波特率設(shè)置：600bps～38400bps。當(dāng)數(shù)據(jù)從RS232傳送到RS485口時(shí)，PC/PPI電纜是發(fā)送模式，當(dāng)數(shù)據(jù)從RS485傳送到RS232口時(shí)，PC/PPI電纜是接受模式。當(dāng)RS232發(fā)送線處于閑置的時(shí)間超過電纜切換時(shí)間時(shí)，電纜又切換到接收模式，這個(gè)時(shí)間與電纜上的DIP開關(guān)設(shè)定的波特率選擇有關(guān)。執(zhí)行器為電動執(zhí)行器，其調(diào)節(jié)閥的流量特性為對數(shù)流量特性，電動閥的開度是由通電時(shí)長短決定。 水分檢測水分檢測過程要用到水分檢測儀，本方案采用紅外水分儀。紅外測量的原理是當(dāng)物體被紅外光照射時(shí)，任何物質(zhì)僅吸收一定波長的輻射光，()有某些波長的紅外輻射能量被水分子選擇性地吸收，在此中心波長外的輻射能量幾乎不被水分子吸收，即照射水時(shí)能f衰減也很小。水分檢測根據(jù)測量信號強(qiáng)弱自動調(diào)節(jié)量程，適應(yīng)各種紙張厚度，能方便地接入其控制系統(tǒng) 。 壓力檢測與變送圖 A/D693原理框圖和變送器電路，壓力檢測用壓阻式力傳感器。也有增加前置放大器的復(fù)式結(jié)構(gòu)，可將傳感器輸出的MV信號直接變換成420MA的標(biāo)準(zhǔn)電流或標(biāo)準(zhǔn)電壓信號，便于遠(yuǎn)傳或直接給計(jì)算機(jī)過程控制儀表進(jìn)行信號處理。它是一片完整的單片低電壓到電流變換的回路信號調(diào)節(jié)器，采用+12～+36V閉環(huán)電源工作，它的輸出量程和零位單獨(dú)可調(diào)輸出范圍有4～20ma，0～20ma，20ma177。AD693信號放大電路可對信號進(jìn)行緩沖放大，通過調(diào)整它的放大倍數(shù)可以標(biāo)定它的輸入電壓量程。為實(shí)現(xiàn)模擬量控制，必須先對模擬量進(jìn)行模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換，將模擬信號轉(zhuǎn)換成PLC所能接受的數(shù)字信號。組成 。光電耦合器起防止電磁干擾的作用 ，對多通道的模擬量輸入單元，通常設(shè)置多路轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行通道的切換，且在輸出端設(shè)置信號寄存器。? 模擬量輸入模塊（EM231）具有4個(gè)模擬量輸入通道。每組可作為一路模擬量的輸入通道（電壓信號或電流信號），電壓信號用兩個(gè)端子（A+、A—），電流信號用3個(gè)端子（RC，C+，C—），其中RC與C+端子短接。該模塊需要直流24V供電（M、L+端）。右端分別是校準(zhǔn)電位器和配置DIP設(shè)定開關(guān)。5V，177。該模塊模擬量的輸入值為只讀數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)值的12位在CPU中存放格式如圖所示。 在完成滿足工藝、功能的前提下，外型設(shè)計(jì)要美觀、便于安裝、調(diào)試。為硬件系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化打下良好基礎(chǔ): ，并留有適當(dāng)余地，以便進(jìn)行二次開發(fā)。硬件結(jié)構(gòu)與軟件方案會產(chǎn)生相互影響，考慮的原則是:能用軟件實(shí)現(xiàn)的功能盡可能由軟件來實(shí)現(xiàn)，以簡化硬件結(jié)構(gòu)。 ，產(chǎn)品的一致性要好。②PLC輸入點(diǎn)分配表。按反轉(zhuǎn)啟動按鈕，通電并自鎖。前進(jìn)，后退終端安全形程開關(guān)動作時(shí)，電動機(jī)M停止運(yùn)行。當(dāng)點(diǎn)動/自動選擇開關(guān)扳到斷開擋時(shí)，程序?qū)崿F(xiàn)自動往復(fù)運(yùn)動功能。③單循環(huán)/連續(xù)循環(huán)選擇開關(guān)扳到接通擋時(shí)，程序?qū)崿F(xiàn)但循環(huán)，當(dāng)開關(guān)扳到斷開擋時(shí)，程序?qū)崿F(xiàn)連續(xù)循環(huán)功能。手動和自動往復(fù)運(yùn)動電路PLC梯形圖及指令語句圖。然后開始程序掃描，然后判斷有輸入嗎？當(dāng)沒有輸入時(shí)，繼續(xù)程序循環(huán)掃描，返回開始程序掃描。 PLC上電，開始檢測水分值，檢測掃描開始，同時(shí)開始調(diào)節(jié)水分壓力采樣濾波程序，然后檢測采樣時(shí)間到嗎？當(dāng)調(diào)節(jié)時(shí)間不到的話，重新循環(huán)掃描。 設(shè)計(jì)中的一些措施在標(biāo)定時(shí)，由于蒸汽壓力的檢測是非線性的。實(shí)時(shí)顯示時(shí)，尾數(shù)跳動比較頻繁，由于壓力變送器是安裝在管道上的，有震動，所以采樣得到的數(shù)據(jù)在穩(wěn)定時(shí)也是圍繞某一值波動的。結(jié) 論由于本系統(tǒng)使含水量均勻化，濃度均勻化致使產(chǎn)品質(zhì)量多均勻化：由于本系統(tǒng)的蒸汽、水的大大節(jié)約使紙張的生產(chǎn)過程降低了成本：由于本系統(tǒng)采用PLC控制，因此不用經(jīng)常監(jiān)測，也使編程簡單，大大減輕了勞動者的負(fù)擔(dān) 。由于實(shí)驗(yàn)條件和時(shí)間的限制，本文的設(shè)計(jì)尚存在一些不足和可改進(jìn)的地方。 根據(jù)本文的研究結(jié)果以及計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)發(fā)展的趨勢，作者認(rèn)為對紙張質(zhì)量水分研究還需要在以下幾個(gè)方面開展進(jìn)一步的研究和應(yīng)用:　紙張水分測控系統(tǒng)包括非常豐富的內(nèi)容，涉及到很多應(yīng)用技術(shù)，因此 對紙張水分測控系統(tǒng)的研究包括很多非常豐富的內(nèi)容，要在我國造紙業(yè)進(jìn)行PLC控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用，還需要解決很多方面的問題，還需要對造紙本身和PLC控制方面進(jìn)行深層次的研究:　由于人的經(jīng)驗(yàn)在模糊控制器的設(shè)計(jì)中，占有很大的作用，而人的經(jīng)驗(yàn)經(jīng)過大量的試驗(yàn)和時(shí)間，是不斷進(jìn)步的?！”疚闹粚垙埶譁y控系統(tǒng)的若干技術(shù)進(jìn)行了研究，還有好多技術(shù)需要進(jìn)一步研究?！‖F(xiàn)在我們國家已經(jīng)提出來，對制造業(yè)要進(jìn)行信息化、自動化改造。如果要實(shí)現(xiàn)一個(gè)造紙廠的全面自動控制，還需對造紙過程的其他因素做深入的探討。在所學(xué)知識的基礎(chǔ)上，利用己有的PLC的技術(shù)，嘗試了對造紙水分控制系統(tǒng)的研究。對如何使用已有知識及獲取相關(guān)資料方面的能力又有了提高。 經(jīng)過努力，在眾多老師特別是葛廣軍老師的細(xì)心指導(dǎo)和幫助下，順利完成了論文的撰寫工作。 鑒于本人所學(xué)知識有限，經(jīng)驗(yàn)不足，又是初次研究這種復(fù)雜的設(shè)計(jì)，在此過程中難免存在一些錯(cuò)誤和不足之處，懇請各位老師們給予批評