0概述
帶式輸送機被廣泛地應用於礦山、冶金、碼頭和化工等行業, 對於散裝的固態原料(礦石 、水泥 、煤粉)進行自動輸送, 特別適合於高溫 、高空和有害環境下作業。例如, 水泥廠粉磨車間的熟料配料係統就是依靠調節帶式輸送機的速度來控製水泥磨的進 料量, 完成對各種熟料的配比。輸送帶配料秤是一種用於測量和控製帶式輸送機的速度和物料K8凯发登录入口的 實時控製器。
1係統硬件組成

為了達到控製目的, 控製係統中應包括以下主要設備:
(1)荷重傳感器W
用於測量輸送帶上的瞬時重量。本係統選用應變式荷重傳感器, 其原理是用應變片直接測量彈性元件的應變, 實現間接測量壓力。這種方法彈性元件變形極小, 可以測量高頻率變化的壓力。
(2)測速傳感器SR
用於測量輸送帶的走速。
(3)單片機
鑒於係統的規模采用以AT89S51 單片機為控製核心的係統結構, 構成輸送帶秤控製器 BWF 。AT89S51 單片機是一種低功耗, 高性能 8 位單片機, 片內含有 4KB 的可反複電擦寫的Flash 隻讀程序存儲器;
(4)A D 轉換器
A D 轉換器選用ADC0809 。用於將荷重傳感器測出的模擬量轉換為 8 位數字量。
(5)鍵盤 、顯示器
係統配有 6 位共陰極 LED 顯示器, 運行時可實時顯示瞬時K8凯发登录入口。采用 2 ×8 鍵盤, 包括 0 ～ 9 這 10 個數字鍵, 6 個功能鍵 :寫入鍵 WR 、設定鍵 S 、校零鍵Z 、返回鍵MON 、停機鍵 STOP 、運行鍵 RUN 。
(6)鍵盤 、顯示器接口
係統采用 8279 鍵盤、顯示器接口 。8279 是專用鍵盤 、顯示控製芯片,  能對顯示器自動掃描;能識別鍵盤上按下鍵的鍵號, 可充分提高CPU 工作效率。(7)D A 轉換器D A 轉換器選用DAC0832 。用於將CPU 輸出的數字量轉換為模擬量。
2 控製係統及軟件設計
從圖 1 可以看出在輸送帶的上方有一個料鬥, 輸送帶運動時物料隨輸送帶輸送出去。輸送帶由滑差電機M(電磁調速異步電動機)驅動, 測速傳感器SR 輸出信號的頻率和輸送帶速度成正比, 輸送帶的下方裝有荷重傳感器W , 輸出與輸送帶上物料成正比的電壓信號。輸送帶配料秤控製器BWF 接收SR 的速度信號和W 的重量信號, 計算輸送帶上物料的瞬間K8凯发登录入口並顯示出來, 並將K8凯发登录入口實際值和K8凯发登录入口的設定值進行比較, 通過PID 調節, 輸出電流控製信號, 經前置放大器和功率放大器Q 放大, 控製可控矽VT 的導通角, 從而調節滑差電機M 的轉速, 使物料K8凯发登录入口穩定在預期的設定值。
帶式輸送機投入運行前, 輸送帶上物料K8凯发登录入口的設定值由操作人員在鍵盤上設定。係統投入正常運行後, 單片機采樣輸送帶荷重信號和走速信號, 將輸送帶走速信號 v(t )與輸送帶單位長度上的瞬時重量 P(t )相乘即可計算出輸送帶上物料的瞬間K8凯发登录入口F(t)。瞬間K8凯发登录入口可通過 6 個七段數碼管顯示出來,為操作人員提供工藝數據參考。AT89S51 係統再將K8凯发登录入口實際值與其設定值進行比較, 經增量 PID 調節運算後計算出控製量 Vi , 通過DAC0832 轉換為電流輸出信號(4 ～ 20 mA), 而後經放大去控製可控矽的導通角, 實現調節滑差電機電磁離合器勵磁電流的功能, 從而調節執行機構滑差電機的轉速, 使輸送帶上的物料K8凯发登录入口盡可能穩定在設定值附近, 並具有良好的靜態指標和動態性能。圖 2 為係統閉環控製回路原理圖。

增量式PID 控製算法隻需計算增量, 當存在計算誤差或精度不足時, 對控製量計算的影響較小 ;增量式積分項運算僅與本次偏差有關, 不易產生積分飽和, 可取得較好的調節效果, 在實際係統中, 易於實現手動和自動的無擾動切換, 故在控製策略的選用中得到了廣泛的推廣。

硬件係統配置後, 一些邏輯控製過程還需軟件控製實現。軟件采用模塊化程序設計方法, 其主要任務是根據控製要求完成輸送帶配料秤控製係統中的控製功能, 並在出現故障時采取聲光報警措施。根據係統功能, 將軟件劃分為若幹個功能相對獨立的模塊, 為每一個模塊設計算法和程序流程, 再根據流程圖編製程序。每個模塊程序調試成功後, 最後連接在一起進行總調。為了提高控製精度, 采用了浮點數的計算, 在程序中調用了大量的實用子程序。該係統主要包括以下幾個模塊 :主程序的設計 ;鍵掃描及顯示程序 ;鍵輸入和鍵命令處理;A D 轉換程序;D A  轉換程序;PID  運算程序 ;運行管理程序 。運行管理程序見圖 3 。
3 結 語
各種配料係統對帶式輸送機的速度和物料K8凯发登录入口 要求很高, 單片機根據PID 調節算法對帶式輸送機的速度和物料K8凯发登录入口進行控製, 控製精度高, 穩定性強, 保證了控製設備使用壽命。

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