分布式木材干燥计算机控制系统

文章摘要： 从机主要承担对干燥窑运行的数据、状态采集和控制任务。微处理器选用77E58单片机主要是因为其内部含有32K程序存储器，既满足了软件容量的要求，又简化了电路的设计。由图2可以看出系统所有的输入、输出部分均采用了隔离技术，既使现场存在较强的干扰情况下，系统仍能稳定可靠地工作。每个从机上配置的基本传感器有：2路温度传感器采用PT—100铂电阻；2路平衡含水率传感器(自制)；6路木材含水率检测。其中，木材含水率的检测准确与否与系统的控制精度、质量有很大的关系。本系统利用电阻法检测木材含水率，即利用了木材的含水率与其电阻率、密度、温度的对应关系的数据，并且采用了《温度自补偿电阻式木材含水率测定仪

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    从机主要承担对干燥窑运行的数据、状态采集和控制任务。微处理器选用77E58单片机主要是因为其内部含有32K程序存储器，既满足了软件容量的要求，又简化了电路的设计。由图2可以看出系统所有的输入、输出部分均采用了隔离技术，既使现场存在较强的干扰情况下，系统仍能稳定可靠地工作。每个从机上配置的基本传感器有：2路温度传感器采用PT—100铂电阻；2路平衡含水率传感器(自制)；6路木材含水率检测。其中，木材含水率的检测准确与否与系统的控制精度、质量有很大的关系。本系统利用电阻法检测木材含水率，即利用了木材的含水率与其电阻率、密度、温度的对应关系的数据，并且采用了《温度自补偿电阻式木材含水率测定仪的研制》(省科委1994)课题的研究成果，对原木材含水率的曲线拟和算法作了进一步的优化，更好地保证了检测精度。6路木材含水率测试为一个独立的变送单元，经隔离后输入给单片机。
    从机输出控制的执行机构主要有：窑内温度控制的电动伺服阀(连续调节)；用于控制平衡含水率喷蒸阀、排潮阀(继电器输出位控方式)；风机控制采用独立的具有定时换向控制模块，风机的正、反向换向时间分档可设。控制设备的状态反馈主要有：风机工作状态反馈；喷蒸阀、排潮阀工作状态反馈等。
5 控制系统的软件
    整个系统采用了能对多个木材干燥窑进行监控的分布式系统结构和主、从机的体系结构，其软件系统由相对独立的主机软件、从机软件两部分组成。主机软件采用VB语言编写，从机软件采用汇编语言编写。图3与图4是主机与从机软件模块结构图。
    图3中的监控平台界面通过6个子模块实现主机的所有集中管理、监控功能。图4的主控模块通过监控模块、人机交互模块和通讯模块来完成实时监控与管理任务，并且所有的工作又分解在报警处理、控制决策、信息显示、命令处理、参数设置和信息输出子模块来完成。
    由于木材干燥窑控制系统是一个时变的、大滞后的、非线性的被控对象，控制决策方法上采用模糊加PID控制方式，达到了预期的控制精度要求。

6 结束语
    本设计项目自1999年12月通过鉴定以来推广应用达100余台套。其中，哈尔滨北鹤木业6套，七台河双叶木业26套，山东蓬莱环球木业60套等。系统长期运行技术指标为：温度控制精度为±1％度；平衡含水率控制精度为±2％；6点含水率平均检测误差为±2％。该项目的推广使用，对有效的降低工人的劳动强度，缩短木材干燥周期，提高我国木材、家具的质量有着十分重要的社会、经济效益。

参考文献：

［１］李华.MCS51-单片机实用接口技术［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，1994
［２］周航慈.单片计算机实用编程技术［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，1996
［３］李士勇.模糊控制、神经控制和智能控制论［Ｍ］．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1998

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