概 述

皮帶輸送機廣泛地應用於礦山、冶金、碼頭和化工等行業, 對於散裝的固態原料(如礦石、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皮帶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。皮帶配料秤是一種用於測量和 控製皮帶輸送機的速度和物料K8凯发登录入口的實時控製器, 其工藝結構圖如圖 1 所示。

圖 1 皮帶配料秤工藝結構圖

從結構圖中可以看出在皮帶的上方有一個料鬥, 皮帶運動時物料隨皮帶輸送出去。輸送皮帶由滑差電機 M(電磁調速異步電動機)驅動, 測速傳感器 SR 輸出信號的頻率和皮帶速度成正比, 輸送皮帶的下方裝有荷重傳感器, 輸出與皮帶上物料成正比的電壓信號。

皮帶配料秤控製器 BWF 接收 SR 的速度信號和的重量信號, 計算皮帶上物料的瞬時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。本文主要介紹單片機在皮帶配料秤控製係統中的應用。

0. 技術要求

根據現場控製和操作的實際需要, 皮帶配料秤控製器的技術要求有以下幾項:

1. 1. 輸入鍵盤, 用以輸入K8凯发登录入口設定值等參數和操作命令;
   2. 6 位的瞬時K8凯发登录入口顯示器;
   3. 輸出一路 4～20 mA 的滑差電機速度調節信號;
   4. 接受 0～10 mV 的皮帶荷重信號和速度信號;
   5. 係統控製誤差小於 1% 。
2. 係統硬件設計及原理
   1. 硬件係統框圖和原理

根據皮帶配料秤的技術要求, 采用以 8031 單片機為控製核心的係統結構, 構成皮帶秤控製器 BWF。硬件部分主要有 8031 單片機、A/ D 轉換器(ADC0809)、ROM、D/ A 轉換器(DAC0832)、鍵盤掃描電路、顯示電路、傳感器、放大電路、鎖存器等組成。硬件係統組成粗略框架如圖 2 所示。

皮帶配料秤控製係統的總體設計思想為: 皮帶輸送機投入運行前, 輸送皮帶上物料K8凯发登录入口的設定值由操

圖 2   硬件係統組成框圖

作人員在鍵盤上設定。係統投入正常運行後, 單片機采樣皮帶荷重信號(通過 ADC0809 轉換)和走速信號(T 法測速), 將皮帶走速信號 V( t) 與皮帶單位長度上的瞬時重量 P( t) 相乘即可計算出皮帶上物料的瞬間流量 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。803l 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, 使輸送皮帶上的物料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。