基于智能控制的木材干燥測控系統(tǒng)的實現(xiàn).pdf

1、近年來,隨著木質材料需求量不斷攀升,木材干燥設備研發(fā)規(guī)模更是日趨壯大。為提高木材利用率、干燥質量、干燥速率,智能化木材干燥測控系統(tǒng)的研究越來越受到人們的關注。本文以某木材干燥公司的木材干燥窯項目為研究背景,設計并實現(xiàn)基于智能控制的木材干燥測控系統(tǒng)。
　　本文中木材干燥測控系統(tǒng)由上位機監(jiān)控界面、底層硬件控制電路、變頻器、風機、風門、排煙閥等組成。底層硬件系統(tǒng)可實現(xiàn)6路溫度采集、實時時間標記、RS485協(xié)議遠距離傳輸、智能液晶顯示、箱

2、體溫度監(jiān)控、掉電檢測、溫度報警、風機及風門執(zhí)行機構控制等功能。頂層監(jiān)控界面可實現(xiàn)實時繪制溫度曲線,并將歷史數(shù)據(jù)存儲在PC機中,為后續(xù)改善木材干燥工藝提供依據(jù)。
　　本文對木材干燥設備的研究現(xiàn)狀與發(fā)展進行了研究,并建立了干燥系統(tǒng)的數(shù)學模型,為控制方案的實施提供了理論上的指導。系統(tǒng)所控制的對象是以廢木屑為燃料的干燥窯,并對待干燥木材進行加熱干燥。利用高精度的A/D與濾波調理電路,使系統(tǒng)完全達到系統(tǒng)控制所要求的精度。遠距離通訊中選用快速

3、光耦芯片,使上位機軟件通訊正確率與實時性滿足了生產(chǎn)要求。
　　首先,根據(jù)木材干燥窯動態(tài)特性及前期現(xiàn)場測試數(shù)據(jù),建立干燥窯溫度控制數(shù)學模型,并利用FLUENT軟件對木材干燥窯二維模型進行風速模擬分析,討論了木材干燥窯內風速均勻的必要性,實現(xiàn)由變頻器控制風機設定合適的進口風速。
　　其次,對木材干燥過程中大慣性、大滯后、隨機干擾等因素進行討論。引入模糊控制思想,利用模糊PID控制算法進行風門開度的控制。利用MATLAB對木材干燥

4、窯系統(tǒng)控制算法進行仿真分析,對系統(tǒng)的實現(xiàn)及應用提供理論依據(jù)。
　　再次,對智能木材干燥測控系統(tǒng)進行軟硬件設計。根據(jù)各模塊的功能,以STC12C5A60S2單片機為核心處理器,設計系統(tǒng)硬件平臺。并有效的運用抗干擾措施使系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠。根據(jù)模塊化編程設計思想,結合木材干燥控制系統(tǒng)的主要功能,利用模糊PID控制算法設計測控系統(tǒng)軟件,并完成上位機監(jiān)控界面。
　　最后,通過實驗室及試驗現(xiàn)場的實物調試,實現(xiàn)了測控系統(tǒng)的應用。結果顯示