基于智能控制的木材干燥測(cè)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來,隨著木質(zhì)材料需求量不斷攀升,木材干燥設(shè)備研發(fā)規(guī)模更是日趨壯大。為提高木材利用率、干燥質(zhì)量、干燥速率,智能化木材干燥測(cè)控系統(tǒng)的研究越來越受到人們的關(guān)注。本文以某木材干燥公司的木材干燥窯項(xiàng)目為研究背景,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)基于智能控制的木材干燥測(cè)控系統(tǒng)。
　　本文中木材干燥測(cè)控系統(tǒng)由上位機(jī)監(jiān)控界面、底層硬件控制電路、變頻器、風(fēng)機(jī)、風(fēng)門、排煙閥等組成。底層硬件系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)6路溫度采集、實(shí)時(shí)時(shí)間標(biāo)記、RS485協(xié)議遠(yuǎn)距離傳輸、智能液晶顯示、箱

2、體溫度監(jiān)控、掉電檢測(cè)、溫度報(bào)警、風(fēng)機(jī)及風(fēng)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制等功能。頂層監(jiān)控界面可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)繪制溫度曲線,并將歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在PC機(jī)中,為后續(xù)改善木材干燥工藝提供依據(jù)。
　　本文對(duì)木材干燥設(shè)備的研究現(xiàn)狀與發(fā)展進(jìn)行了研究,并建立了干燥系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,為控制方案的實(shí)施提供了理論上的指導(dǎo)。系統(tǒng)所控制的對(duì)象是以廢木屑為燃料的干燥窯,并對(duì)待干燥木材進(jìn)行加熱干燥。利用高精度的A/D與濾波調(diào)理電路,使系統(tǒng)完全達(dá)到系統(tǒng)控制所要求的精度。遠(yuǎn)距離通訊中選用快速

3、光耦芯片,使上位機(jī)軟件通訊正確率與實(shí)時(shí)性滿足了生產(chǎn)要求。
　　首先,根據(jù)木材干燥窯動(dòng)態(tài)特性及前期現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù),建立干燥窯溫度控制數(shù)學(xué)模型,并利用FLUENT軟件對(duì)木材干燥窯二維模型進(jìn)行風(fēng)速模擬分析,討論了木材干燥窯內(nèi)風(fēng)速均勻的必要性,實(shí)現(xiàn)由變頻器控制風(fēng)機(jī)設(shè)定合適的進(jìn)口風(fēng)速。
　　其次,對(duì)木材干燥過程中大慣性、大滯后、隨機(jī)干擾等因素進(jìn)行討論。引入模糊控制思想,利用模糊PID控制算法進(jìn)行風(fēng)門開度的控制。利用MATLAB對(duì)木材干燥

4、窯系統(tǒng)控制算法進(jìn)行仿真分析,對(duì)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用提供理論依據(jù)。
　　再次,對(duì)智能木材干燥測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行軟硬件設(shè)計(jì)。根據(jù)各模塊的功能,以STC12C5A60S2單片機(jī)為核心處理器,設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件平臺(tái)。并有效的運(yùn)用抗干擾措施使系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。根據(jù)模塊化編程設(shè)計(jì)思想,結(jié)合木材干燥控制系統(tǒng)的主要功能,利用模糊PID控制算法設(shè)計(jì)測(cè)控系統(tǒng)軟件,并完成上位機(jī)監(jiān)控界面。
　　最后,通過實(shí)驗(yàn)室及試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)物調(diào)試,實(shí)現(xiàn)了測(cè)控系統(tǒng)的應(yīng)用。結(jié)果顯示