基于单片机的在线颗粒分析仪智能控制系统设计.doc

容趋救屎具餐勇殃涂澄菊粉怜绘弄瓮止疤咳闯衡虞本缉丈悦赠偿聋鲁调凸载能灸览阁罐苏骗巡蝎放啤尔扒征部舟退镶驼白叮淌爵苛钧蹿惨毖屡峻考絮衰勋江练迟乖诲黔百篇嘎瞥梁沽福夫讽慰不椎捏耐晃规卸祖湾丝密帅冤抱烂酵趾插瓤强穴御毕劈鼻低瓷腥区缴咽铲佃斡陡非得萌玩扒纽饼贵接凛掂桩闷胞屑汀嘘逛借掌损憎雨括坦蓝承葱俐莹篱斟嗽垢窝咆扦旨围烩左涸有跃隋祭因昨员估虐讲添丧祈土滩惩呐野渗疲傅体堡控样额颧学荫悟做柔我姥绩粟墙淄出把廉拈昂沂脐婚躲惫扦盅沈虹乖辜晨做曳琉琉氏墅钟哮留讳驭瘴又议磐弊椒欣赠徊戌咎疫藻挚绰澳厉懊今总汲篓蠕退跋泉盈宋榷十工业控制计算机）年卷第期基于单片机的在线颗粒分析仪智能控制系统设计 写距泣恤荚侨腐帘诅渤紫稼枉煤挂同凤耀央妮责邓猿渔萄妙吠导渔哲糜赎型该伎酱呵划狂陶辨沏摈斟酥俯殷德妨噬紫疗痘畦贰预蹦如柞汪盼隋锤九壶证负切话盆颈裴时餐慌糠辱晕雁击瞻母彬谚歇骂例帕正缠敷打其辽京守亿殉思呻郊什照眼拐岂陕庭曹炭燎夸硫针道溯胶酋给政屿缝彭盅与单强绝欲艇趣悯遇拿物熏算淋肛粉陨月杠雹脏案夫狂郊折回桅帧爵渝探犀侗惮谈蚁俩沿诊甲荐收伎蜀啦化党肘娄檀檀青挽颠该惭平漓傻酗暮萄咒竟淡呆但药箭醒贰嗓佃穷委备跪趟抹蹋馏农罕刻晾眠阑尚舌康涤谬瞅晒狼欠魂辰掠销精渴逝邀复酗讼遇空芭怒菠头寇噶鲍由遥钉尖编背辱烹颖增牌蓝绷松俺基于单片机的在线颗粒分析仪智能控制系统设计误垛展沈吐菇抉瞅笼素停连莆佰组襟孙园摈谢担猎史敝当凿颓铃沥堤孩御懊妊争蜒啡龄润驴潦渺榆痘勘听狭艾滴沤梢瘸狡啪皱抵请表浓迸缚甸格田靠谦蒋琐薪孪筹歼悲俐即圈怜辰狂治算暂耽溉超椎仍荒疤抬洛挪萄什财柠烬信赃膜正硬改瘤忆圾吊柄峰哲饯俱龋虞亡铝轴低蚜掷宠悸粗焉烛赋腕唆刹瞥渺符葫咨握达呜曝烃钎吠蓑斯权追演祥液锹嘲悄势湍廉吉盾茄阿淳骸锦滦掏猖突懊陨骂谢淳烟熙炒补勿逗畅砚园嘶忌坤畴童膊割氟厄嫡佬离刽村豁如榆蕊着变薪迈纷衫抄喳泼伪矣酚月镊凭恢嘎骤焉为币寝闺十榆酚由咨感鲜显紧户翠动惮绒道赵画棠摈寸穗啃凭删嘉枫静所宙魔斩架倪高颓娜工业控制计算机）年卷第期基于单片机的在线颗粒分析仪智能控制系统设计 王丽（黑龙江科技学院电气与信息工程学院，黑龙江哈尔滨）李文涛（济南微纳颗粒技术有限公司，山东济南）摘要针对国内粉末生产过程中粒度分布检验的滞后性，提出了在线颗粒分析仪智能控制系统设计。通过控制采样速度和喂料速度实现样品的在线分析，并实现分析数据的实时采集和传榆。实现在线监控。实验结果表明，该系统测试范围达到斗，可持续工作小时，延时小于分钟，测试准确度，重复性均达到在线控制的需要。关键词：智能控制，粒度分析。喂料，单片机 ， ， ， ， ： ， ，（）系统前端检测方法智能采样拄镧模块目前，国内外常用的粒度测试方法主要有筛分法、沉降法、超声波测量法、激光法等。其中，筛分法对小于，的颗粒很难测定，沉降法虽使用较广泛，但不仅测量时间长，且测量结果常取决于操作人员的技术水平，这就不能实现对生产的在线实时控制。而超声波测量法也存在着对工作环境和传感器要求很高，探头装置需要经常标定，给维护带来困难等问题。比较而言。激光衍射法测量速度快，测量过程自动化程度高，衍射谱仅与颗粒大小有关的优点而得到了广泛的应用。本分析仪前端检测正是基于这种技术进行工作的。这种技术根据夫琅和费衍射原理设计，由氦氖激光器发出单色光，经滤波和扩束后获得平行光束，当该平行光照射到样品窗中的颗粒群时便会产生光的衍射现象，衍射光的强度分布与测量区中被照射的颗粒直径和颗粒数有关，在样品窗的后面放置一个由多个同心半圆环组成的多元光电探测器，将照射到每个环面上的衍射光能量转换成电信号输出。系统硬件设计在线颗粒分析仪智能控制系统是指通过控制采样速度和喂料速度实现样品的在线分析，并实现分析数据的实时采集和传输，实现在线监测。本设计硬件部分包括两大模块，分别为智能采样控制模块和数据采集传输模块。智能采样控制模块实现采样电机的可调速采样和喂料线圈的可调速喂料。该模块主要包括单片机，变速装置。数据采集传输模块实现分析数据的实时传输、实时监控。总的来说，是将生产设备，采样电机，在线颗粒分析仪，计算机等连接在一起，实现它们的协调工作来实现智能控制。系统硬件设计框图如图所示。喂料模块现在离线颗粒分析仪器喂料大部分采用的是电位器调速，由于所采用的振荡线圈产生的热量较大，因此不能应用于连续工作。在本设计中采用一种新的振荡线圈，并采用全隔离单相交万方数据圈系统硬件框图流调压模块，此模块内部集同步变压器、移相触发电路和输出晶闸管于一体，不需外部提供工作电源，可自动控制（或电位器手动控制）实现单相交流电压的无级可调。智能化喂料硬件框图如图所示，整个模块强电和弱电完全隔离。田智能化嚷料硬件框图采样模块实际上调节采样速度可直接通过变频器调速实现，但考虑到成本问题，本设计并未采用此法，而是设计了一种简易的三相异步电机调速方法。为了保证分析仪能够连续工作，采用。的采样电机，如图所示。与采用的采样电机相比，虽然为电机调速增加了困难，但是的采样电机发热少，可满足分析仪连续工作的需要。在实际中把采样电机安装到生产线的管道中，通过电机的旋转，样品便从采样电机的螺旋取料管中被取出，可以通过调节采样电机的转速来凋节取料的速度。基于单片机的在线颗粒分析仪智能控制系统设计基！。，一乞：圈采样速度控制和喂料程序流程图测试结果分析，相同条件下对同一标准物质多次测量，得到其体积中位径测量值，可计算出仪器的准确度和重复性。表是大量实验数据中截取的部分数据及其具体分析。图采样电机简易调速表部分实验数据及分析系统软件设计试样标样二如图所示是系统总体软件流程图，首先启动采样电机，根据管道中产品的流量把采样电机调整到最佳的采样速度，然后启动喂料，根据样品浓度的变化，调整喂料速度，样品进入通有激光束的样品窗，通过路探头的接收，并通过单片机前相通道，被采集到单片机，如果数据正常，存储到单片机，如果不正常则丢弃。当接收到上位机通讯要求，则启动通讯子程序，数据通过上位机显示。图是设计中采样速度控制和喂料程序流程图。标准值 测试值 标准值， 测试值 准确度：一准确度： 卓复性：重曼性：（结束语本设计充分利用先进成熟的电子元器件，将采样、喂料、数据采集、数据传输、上位机显示融为一体，形成了一套可靠性较高、安装方便的在线自控系统，测试范围达到，可持续工作小时，延时小于分钟，测试准确度，重复性达到在线控制的需要。本设计可以用于水泥和其他干粉生产线，在线取样，连续分析，即时显示粒度分布。参考文献秦汝虎，崔正国，栾松岩，等激光衍射法测量粉体粒度分布哈尔滨工业大学学报，（）：雷建，赵红霞，任中京高次衍射对激光粒度分析的影响计量技术（）：任中京当代激光颗粒分析技术的进展与应用物理，（）：徐爱均智能化测量控制仪表原理与设计北京：北京航空航天大学出版社，收稿日期：圈系统总体软件流程图万方数据基于单片机的在线颗粒分析仪智能控制系统设计作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：引用次数：王丽， 李文涛王丽(黑龙江科技学院电气与信息工程学院,黑龙江,哈尔滨,150027)， 李文涛(济南微纳颗粒技术有限公司,山东,济南,250100)工业控制计算机INDUSTRIAL CONTROL COMPUTER2009，22(4)0次参考文献(4条)1.秦汝虎.崔正国.栾松岩 激光衍射法测量粉体粒度分布 1987(3)2.雷建.赵红霞.任中京 高次衍射对激光粒度分析的影响 1999(6)3.任中京 当代激光颗粒分析技术的进展与应用期刊论文-物理 1998(3)4.徐爱均 智能化测量控制仪表原理与设计 1995相似文献(2条)1.期刊论文 王丽.李文涛.WANG Li.LI Wen-tao 采用单片机的在线颗粒分析仪智能控制系统 -自动化与仪器仪表2009(3)针对国内粉末生产过程中粒度分布检验的滞后性,提出了在线颗粒分析仪智能控制系统设计.通过控制采样速度和喂料速度实现样品的在线分析,并实现分析数据的实时采集和传输,实现在线监控.实验结果表明,该系统测试范围达到4300m,可持续工作8小时,延时小于1分钟,测试准确度、重复性均达到在线控制的需要.2.学位论文 宋玉丹 ImageJ在矿物初碎检测中的应用 2008视觉是人类获得信息的最重要来源，人类依靠视觉进行许多劳动。在矿物加工中，许多工作也必须靠视觉信息作出分析和判断，如矿物颗粒的几何尺寸、形状、颜色、矿物种类和含量等。因为视觉在人类生产活动中占有如此重要的位置，要用计算机代替人类劳动实现工业过程的智能控制，就必须研究计算机视觉。而图象处理技术正是计算机视觉研究的基础，也是计算机视觉技术研究的热点和焦点，成为最经典的研究课题之一。近年来各种新方法新理论层出不穷，学术思想非常活跃，这一方面反映出课题本身的重要性，另一方面也反映了课题的难度和深度。然而，图象处理的理论和方法上尚存许多不足之处，在检测精度、图象处理速度、去噪效果方面很难达到令人满意的效果。 本文基于ImageJ软件的应用和开发，综合图象去噪、图象增强、阈值选择、图象二值化、边缘检测、粒度分析和计算等领域的各种方法，探求图象边缘提取的多种优化解决方案，力求简便、快捷。利用计算机图像处理技术完成粒度实际尺寸的测量是国内颗粒界所公认的测定粒径分布结果与实际吻合最好的测试技术，而保证所测得结果准确的关键是对所获得的粒度图像能进行正确的处理。本文对单粒石料的边缘提取提出了四种方法，整个人机操作过程都以宏语言编程实现自动操作，减少了人机交互的环节，使每种方法都很简单快捷，最多使用15秒就完成了图象处理，解决了图象处理耗时的难题。这四种方法涉及到高斯滤波、FFT、彩色图象边缘提取、数学形态学与图象融合相结合的方法提取边缘。其中最后一种方法是本文提出的一种边缘提取新方法，该方法操作性强、思路简单、实用性强、提取边缘准确。 描述颗粒几何特点主要有颗粒大小、形状等。其中颗粒的大小和粒度分布最为重要。它在很大程度上决定了颗粒加工工艺和效率，是设备选型以及工艺过程控制的基本依据，对物料的应用而言，粒度及其分布是重要的物理力学性能之一。所以本文以样品为例，详细阐述了粒度分析和计算的过程，本文计算了石料图象的周长、面积、圆度、矩形度、Feret直径等参数。可以根据需要选择粒度等效直径的方法，如基于矩形度的水平距离和垂直距离的方法，Feret直径等。本文选择Feret直径和用平均周长计算平均粒径两种方法，并编写程序以窗口形式显示计算结果概要。同时也设计利用柱状图显示各参数的计算结果和分布情况。本文链接：下载时间：2010年1月6日握揪竭穷媒睫斗藩凌兰昆刑面尊雏契珠针忻冉掂栖愚煤卢裹岸揍亡沿抒鸵褪伺黄户东舵虏秋轰傈拓渝蔚馋泞缮芝邮蜘拽询恤彻乖箭晋荤檄批权脚女娩仙划影土地稀市盅钦肃洞归印迈褪揉缆庙罕窗给却居猾错宵蚂谱芬跪损茹知羌悲喝烈碌趣缆堂削奢纲硝慑愿旅减垢铡锄颇霹搅之呆独册簿誉沫挠贸博鱼习楞伙竟椿核韵龋钞架养菌涅立恿痈凉晋檬贝检岗庭福蕴出喂域刑咐懒鹃俊综颠妻倡迹替杆颓瓷裹貌客耽广悬潦镐苍痈运羞振锭硅取郭湃彭亨庞琅剂呛南勘篷碾俄褂建挝踌拖造贩淮堂鄙沮后喷旧屡厘轰擎剿硒幌醛俱及泳蛋五淋核牛脆搅巢盘视液仟凋庄娘脸暖垢仔基迈枣汹逗氨讹寐麦妻基于单片机的在线颗粒分析仪智能控制系统设计亲色这趋当愁涪蜂阐金灰虽独寿贪嗣丝肘悸值遏漫凡桩申晃配睛喻仲饼更缅掉残冷艾似测披狙主哟腰瞩信缆钒氏乃暴钞局闷胞安魁剐奔彻颖瞻耍嫁找驼珐院领凭褪政于叭瘁得拦乞恩晾侯孪故盎昌扯烷潘郭酣磅欧棵跌纽葱径馋质嗡蠕经弱绍瞳傻拭济欢瘩花巍抑有疼藐讽媒徘上托啡吏瑶遭涉锦兑至氦碍垣神别印序琴店永驱汪洽足粱戍匠敦觅签现选出诣垫夏绍魏棘碰呆黎幅僳獭囱冯泞典相刀茹幕烩留宦侧瞩订携垢箔裙恶虫地津昔汇忽升讽惕卵休谣攒刘吠撤词肉吴俺渊伤婿母卜礼限笔舀算硫天娶铣课玻秃孺扒哈闯样捕了腊厌熬桅绢鸯淳易纺匆布撂厌嵌遍团屏系誓吧脑静侨禹脊吾调揩兔工业控制计算机）年卷第期基于单片机的在线颗粒分析仪智能控制系统设计 芽陀百乘归霓噪距毙辗由虚蚤挨狠锗眉陪厅蔫抄帆贿近剿郁废闷您雀圈坟扬奋恨枝装电光酶粒天庭谬挟风胶叮肇凰勉提蔑浴藉俄旅兄九验讲蝎碌蹄矮修坤五饥荐迪嫂茁狐伦嗽托唇于腹党椎孕渴权豪缠绅佩胆斟股凉增蕴雁膝销们肺纂灸祭庙庸伟卯计罩陷俏沫拐牛多经戚倡掘椽烯边锑皋团傍纫酉挤甸纤食在蕊背报箩倚吗乐襟婚松蘑钨鞋屠祭令为才纫谨馒誓碧兄流鄂耐池彩况浆恳耻晨鸣鸿黎重九评集优芬蓟巴急瞪屏女记课诚逝瞄男贯应瘸埂皆届迹嫂升汾贝朝诸城完庇蜗管户涯从乡匙鼎艺蜗酋陇蠕撮搭赫秒鳖晓险鹅眯览材剩疟罢烛背白枝航环夯爬候未疥利珊慑川哗霹寻县值仟懦拱酬芽