硫化过程的微机控制

　　硫化过程的微机控制余雷声!摘要本文介绍了运输带生产中的硫化过程所采用的微机控制系统"它的使用"优化了产品质量"节省了能源"提高了效率关键词橡胶硫化微机控制中断在广泛应用于车站码头机场矿山作为物料运输机械上的运输部件%运输胶带的生产"要经过密炼成型硫化等工艺过程"其中硫化过程的控制将直接影响产品的质量传统橡胶的硫化过程实质上是在一定压力温度下"经过一定时间将生胶半成品转化为橡胶成品的生产过程本文介绍采用+单片微机用作硫化过程控制的方法这是一种具有较高性能价格比的可靠方法一硫化工艺流程及控制原理如图+所示为硫化工序所采用的装置的示意图它主要包括硫化模板,双层-前夹紧中夹紧和后夹紧装置"还有收带送带电机等夹紧装置的动作有夹紧与返回拉伸与返回硫化模板有三块"上有用以加热的蒸气管道和温度检测点,采用热电阻-"每块模板设置.个温度测试点"蒸气管道有压力变送器和控制阀门其工艺流程如图/所示夹紧装置的松紧拉伸和硫化模块分合均由液压动作"因此对这些顺序动作的控制"是通过控制液压系统来完成硫化工段设备示意图+)送带机0)硫化模板1)胶带/)前夹紧)后夹紧2)中夹紧.)收带机1+/20.从整个硫化过程来看"它的控制分为两种3一种是逻辑控制"如图/所示的流程一步一步地进行3另一种是工艺参数的控制"下面来简要讨论一下后一个问题每一种类的胶带"在一定的压力下"硫化温度与硫化时间的乘积是衡量该胶带硫化程度的重要参数"即硫化程度4温度5时间传统的工艺往往是在一定的温度下用控制时间的方法来控制硫化过程"但由于温度在实际工况扰动下是会产生偏差的"所以硫化往往出现过硫化或欠硫化"不仅浪费能源而且要影响胶带质量为解决这个问题而达到最佳硫化程度目的"采用微机加以控制678888677788888777图/一个工作周期流程图开始紧后夹紧前夹紧拉伸松前夹紧紧后夹紧紧中夹紧拉带定位紧前夹热血传奇装备紧前夹紧拉伸返回硫化结束合模硫化松中夹紧硫化结束开模紧后夹紧后夹紧拉伸脱模后夹紧拉伸返回松后夹带收带根据范尔霍夫定律采用等效硫化"由于生产机械的问题,例如模板温度的不均匀性-往往用等效定理计算值与实际情况产生的误差较大"从而失去意义为此首先对温度进行自动调节"采用的是串级调节方式"如图2所示根据设定温度和实测温度进行主9:;调节"然后根据蒸气压力进行付9:;调节"最终控制蒸气阀门的开度但是即使自动调节了温度"由于不可避免的扰动因素影响下"温度不可能是常温如图0所示"阴影部分是假设温度不变情况下的理想硫化程度"而曲线则是实际的温度随时间的变化情况若温度偏小则硫化时间要加长3若温度偏大则硫化时间要减短图中所例为温度+<="时间为/<>。这里采用时间拆算法即引硫化的相对时间概念"当选取+个周期单位,例如把/<>。分为+/<<个周期单位-"若温度是+<="则相对时间为:("若测得实际2.开发应用微型电脑应用年第卷第期!余雷声南京师范大学副教授南京/+<<0/温度为!"%则相对时间只需!"(%即由于温度偏高%相对时间就不需要)(%如此各周期单位内的相对时间累加就可得到最佳硫化程度所需的时间图中例子设为小于+,-./0图1温度的2)3调节图4硫化程序示意图图硬件组成框图二5微机控制的硬件组成设计的出发点是有较高的性能价格比%故此采用67(8!单片微机为控制核心%并配以多种模块组合而成%其主要组成如图所示另设有手动自动切换开关%图中末标出0程序置于+9"4:2;<6%大量的数据存于"+"4;=6>通过。+芯片建立44键盘%其中数字键8共交流!个%命令键"个%包括监控置入/键5序号键5运行键5打印键等0在运行程序中%根据所测温度和蒸气压力进行2)3计算%并通过。+去控制蒸气阀门的开度%从而达到温控的目的>在合模硫化过程中%计算机将根据最佳硫化程度%由每个周期单位中的实测温度计算出相对时间%然后累计相加%是终控制实际硫化的时间%以达到最佳产品质量0本系统在模板上有!。个温度测试点%蒸气管道中有压力检测装置0此外在夹紧装置%合模开模%送带%走带等处都分别设有位置或压力或计数等检网友都喜欢测和控制部件0=3转换器采用低价格高精度!+位/的=3794=芯片%考虑模拟量较多%故需加多路转换开关如734!等/0本系统采用彩色液晶智能显示器%它不但体积小%耗电小%寿命长%无射线%抗震防爆等%而且还具有超薄平面%色彩逼真等优点%这种显示器本身就带有集成化的72>例如国产38!型%视域尺寸94,,%内置一级汉字字库%可同时显示各种字体的彩色中西文%直方图和自由曲线等0由于它具有予置画面的功能%显示的内容分为固定部分与变化部分%故能提高二次开发的效率0在监控阶段%它显示各置入的参数在运行阶段%则显示各检测值%定时时间%以及硫化过程中温度和时间的变化曲线图0显示器采用串行异步传送格式0本系统设有打印机%可随机打印%采用并行传送0单片机本身的二个定时器%一个用于时钟基准%另一个用于在运行中计时溢出标志%以根据一定的定时时间进行顺序操作0三5软件设计介绍整个软件设计分为三部分0第一部分为主程序中的监控阶段如图"所示0在初始化中要设置很多标志位%在逻辑控制中每一步序都对应有!个标志位0监控状态的任务主要是置入各种参数0第二部分为主程序中的运行阶段0它主要是用于显示5控制2)3调节和控制阀门开度等0或者说它主要任务是完成工艺参数的检测和控制019第三部分为运行阶段中的中断服务程序!如图"所示这个中断信号是由扩展的%芯片发送的!它的任务是完成逻辑控制包括送带(前夹紧(中夹紧)收带等步序!也包括合模后硫化过程的硫化时间控制为了有序地工作!这里对每一步序在单片机内存中都置有相应的标志位在设置某一步标志的同时也要对单片机内部定时器按该步序所需时间设定计数器初值!并启动工作当这一步完成后!要清除标志!并又设置下一步的标志以及设定计数器初值注意+这里是利用查该内部定时器的溢出状态来控制某一步序动作的延时时间!而不能让它产生中断,,,,,,,,,,,,,,,,-,,.-图/主程序流程图001110命令键处理数字键处理数字键2有键按下2监控显示关运行用定时器关运行用定时器监控状态2初始化开运行用定时器3%4中断启动定时器%送逻辑控制第一步序动作标志送内部定时器时间常数并启动记时工作运行显示各检测点循环测试数据处理控制蒸汽阀门四(关于抗干扰问题单片机应用在工业现场中!抗于扰是一个重要的问题本系统从硬件和软件方面采取了一系列有效措施首先是采用抗干扰电源!与其它大设备分开供电!安装隔离变压paosf啊器!在直流稳压电源前装有交流低通滤波器在输入输出通道中采用光电耦合器本系统也采用5看门狗6以防程序受到干扰后5走失6值得一提的是本系统在运行阶段采用扩展的定时器3即%芯片4!可定时3如789:4发中断信号!然后转入中断服务程序!在中断服务程序中根据不同的标志!执行不同的操作!这也是一种抗干扰的方法!事实证明这不失为一种一举两得的好方法此外!在软件方面!还采用数字滤波技术本系统在读取某点测量值3包括温度或压力4时使用中值滤波法!即对被测参数连续采样次!经排序后!取中间值为正式的被测数据送入计算机内存!以待处理当前在硫化工序生产中采用本文介绍的单片机为核心的控制系统!经调试并在某厂运行后表明!这是一种可行的(可靠的方法!它能以较低的价格而得到较高的性能!在优化产品质量!提高生产效率和节能方面具有重要意义.-,,,,,,,10图"3运行4定时器%中断服务器程序流程图%中断查步序标志查单片机内部定时器溢出位有溢出停止本工序动作!清本标志设置下一步序标志启动下一步序动作置内部定时器计数初值并启动计数中断返回参考文献;<=关健军>单片机实时多任务编程在微机保护中的应用。测控技术<年第期3<"卷4;%=张毅刚等>单片机应用设计。哈尔滨工业大学<8年;=高登芳潘承武朱英杰>微型计算机实用测控接技术。北京科技出版社<<年3收稿日期+%888年月<日4!开发应用微型电脑应用年第卷第期硫化过程的微机控制作者：余雷声，作者单位：南京师范大学刊名：微型电脑应用英文刊名：年，卷(期)：2000,16(11)参考文献(3条)热血传奇1.高登芳;潘承武;朱英杰微型计算机实用测控接技术19912.张毅刚单片机应用设计19903.关健军单片机实时多任务编程在微机保护中的应用1958。

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