基于can總線和模糊技術(shù)的秸稈烘干機(jī)智能控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于CAN總線和模糊技術(shù)的秸稈烘干機(jī)智能控制系統(tǒng)，設(shè)有若干個(gè)濕度傳感器和溫度傳感器、若干個(gè)PLC控制器以及232/CAN網(wǎng)關(guān)，濕度傳感器和溫度傳感器分別通過(guò)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置連接對(duì)應(yīng)的PLC控制器，每個(gè)PLC控制器通過(guò)232/CAN網(wǎng)關(guān)連通CAN?BUS總線，CAN?BUS總線連接PC機(jī)，PC機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊連接電子馬達(dá)，電子馬達(dá)連接所述烘干機(jī)。本實(shí)用新型通過(guò)模糊化控制帶式輸送秸稈烘干機(jī)的行進(jìn)速度，從而保證達(dá)到最終設(shè)定的含水量；CAN總線的技術(shù)可以保證烘干機(jī)組長(zhǎng)度超過(guò)二十多米的情況下的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)可靠的采集和處理。
【專利說(shuō)明】
基于CAN總線和模糊技術(shù)的秸稈烘干機(jī)智能控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及秸桿烘干技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于CAN總線和模糊技術(shù)的帶式輸送秸桿烘干機(jī)智能控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]帶式輸送烘干機(jī)是一種集輸送、烘干等多功能一體化的新型機(jī)械，適用于生物質(zhì)發(fā)電廠秸軒燃料進(jìn)入燃燒室前邊輸送邊烘干的新型烘干運(yùn)輸機(jī)械。
[0003]國(guó)內(nèi)外學(xué)者嘗試各種不同方法進(jìn)行對(duì)烘干機(jī)行進(jìn)速度實(shí)現(xiàn)智能控制，但都存在不同程度的缺陷。在已有技術(shù)中，2005年，西班牙格拉納達(dá)大學(xué)Ihosvany Alvarez_L<5pez等人在“Drying process of tobacco leaves by using a fuzzy controller，，( Fuzzysets and systems, 2005，150(3)，493-506)—文中將實(shí)際相對(duì)濕度與相對(duì)濕度參考值的偏差以及偏差的導(dǎo)數(shù)作為輸入、進(jìn)口空氣作為輸出，基于模糊邏輯設(shè)計(jì)了煙草烘干機(jī)控制系統(tǒng)；2009年馬來(lái)西亞博特拉大學(xué)Hasmah Mansor等人在“Fuzzy Control of GrainDrying Process”(Computer Modelling and Simulat1n , 2009.UKSIM'09.1 IthInternat1nal Conference on, 2009, IEEE, 9-13)一文中提出在種子烘干機(jī)上實(shí)行模糊邏輯控制。該控制器包括兩個(gè)輸入:實(shí)際谷物水分含量和設(shè)定點(diǎn)含量的誤差以及誤差的變化率和有一個(gè)輸出:糧食流速。控制系統(tǒng)可以提供非?？斓捻憫?yīng)使得種子的水分含量接近設(shè)定點(diǎn)，并能夠消除谷物烘干過(guò)程中的干擾因素。2011年伊朗呼羅珊高等教育學(xué)院M.Zeynali等人在 “ Design and implementat1n for temp-weight and humiditycontrol of dryer based on fuzzy logic，，(Control，Instrumentat1n andAutomat1n (ICCIA)，2011 2nd Internat1nal Conference on, 2011, IEEE, 463-467)—文中設(shè)計(jì)用于烘干機(jī)的模糊控制器，達(dá)到了理想結(jié)果。它有三個(gè)輸入變量(溫度，濕度和重量)和兩個(gè)輸出變量(加熱器和風(fēng)扇電壓)。該系統(tǒng)能夠用于農(nóng)產(chǎn)品，食品或工業(yè)產(chǎn)品的烘干。然而，據(jù)我們所知，針對(duì)秸桿烘干過(guò)程的智能化控制系統(tǒng)很少被報(bào)道。經(jīng)過(guò)中華人民共和國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局網(wǎng)站檢索，尚無(wú)與本實(shí)用新型所提出的基于CAN總線和模糊技術(shù)的帶式輸送秸桿烘干機(jī)智能控制系統(tǒng)的相關(guān)專利。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供基于CAN總線和模糊技術(shù)的帶式輸送秸桿烘干機(jī)智能控制系統(tǒng)，通過(guò)模糊化控制帶式輸送秸桿烘干機(jī)的行進(jìn)速度，從而保證秸桿達(dá)到最終設(shè)定的含水量，提高秸桿燃燒的質(zhì)量，為秸桿能源的規(guī)模化利用奠定了基礎(chǔ)。
[0005]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種基于CAN總線和模糊技術(shù)的秸桿烘干機(jī)智能控制系統(tǒng)，其特征是，設(shè)有若干個(gè)濕度傳感器和溫度傳感器、若干個(gè)PLC控制器以及232/CAN網(wǎng)關(guān)，濕度傳感器和溫度傳感器設(shè)置在烘干機(jī)內(nèi)，濕度傳感器和溫度傳感器分別通過(guò)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置連接對(duì)應(yīng)的PLC控制器，每個(gè)PLC控制器通過(guò)232/CAN網(wǎng)關(guān)連通CAN-BUS總線，CAN-BUS總線連接PC機(jī)，PC機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊連接電子馬達(dá)，電子馬達(dá)連接所述烘干機(jī)。
[0006]優(yōu)選的，所述232/ CAN網(wǎng)關(guān)允許每個(gè)PLC有與CANopen總線連接的接口 ；任何PLC都可發(fā)起數(shù)據(jù)通信;CANopen網(wǎng)絡(luò)建立起標(biāo)準(zhǔn)串行通訊端口，連接多條串行網(wǎng)絡(luò)。
[0007]優(yōu)選的，所述PLC控制器為FX-128MR或者FX232ADP。
[0008]優(yōu)選的，所述每個(gè)PLC設(shè)置一個(gè)單獨(dú)的設(shè)備的ID號(hào)，其長(zhǎng)度為11或29，作為PLC單元的地址。
[0009]優(yōu)選的，所述濕度傳感器和溫度傳感器沿所述烘干機(jī)內(nèi)的進(jìn)口到出口之間均勻分布。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0011]第一，本實(shí)用新型包括232/ CAN網(wǎng)關(guān)、PLC、CANopen協(xié)議。每個(gè)PLC可以設(shè)置一個(gè)單獨(dú)的設(shè)備的ID號(hào)，其長(zhǎng)度為11或29，作為PLC單元的地址。任何PLC都可發(fā)起的數(shù)據(jù)通信，而且數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，因?yàn)榫W(wǎng)關(guān)可以自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)仲裁。通過(guò)“虛擬串口”軟件的手段，CANopen網(wǎng)絡(luò)建立起標(biāo)準(zhǔn)串行通訊端口，從而可以連接多條串行網(wǎng)絡(luò)。
[0012]第二，秸桿烘干過(guò)程是一個(gè)時(shí)滯長(zhǎng)、非線性的過(guò)程，傳統(tǒng)的控制技術(shù)無(wú)法滿足對(duì)烘干過(guò)程的精確控制，采用模糊控制技術(shù)能夠很好地解決這一難題:模糊智能控制能夠根據(jù)烘干過(guò)程中濕度和重量的實(shí)時(shí)變化情況，自動(dòng)調(diào)節(jié)烘干機(jī)的輸送速度，直至秸桿達(dá)到烘干要求為止。模糊規(guī)則如下:IF〈重量誤差是…〉A(chǔ)ND〈濕度的誤差是…〉THEN <物料的流動(dòng)速度是…〉，共有25條模糊規(guī)則。
[0013]第三，本實(shí)用新型提高了系統(tǒng)的可靠性、實(shí)時(shí)性，且系統(tǒng)開發(fā)價(jià)格較低廉，性價(jià)比高，安裝維護(hù)簡(jiǎn)單，在復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境下具有適應(yīng)能力強(qiáng)，反應(yīng)快，魯棒性好，穩(wěn)態(tài)誤差小，抗干擾強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為基于CAN總線和模糊技術(shù)的帶式輸送秸桿烘干機(jī)智能控制系統(tǒng)模型構(gòu)建方法流程圖。
[0015]圖2為基于CAN總線和模糊技術(shù)的帶式輸送秸桿烘干機(jī)智能控制系統(tǒng)的25條模糊規(guī)則。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0017]—種基于CAN總線和模糊技術(shù)的秸桿烘干機(jī)智能控制系統(tǒng)，包括若干個(gè)濕度傳感器和溫度傳感器、若干個(gè)PLC控制器以及232/CAN網(wǎng)關(guān)。
[0018]濕度傳感器和溫度傳感器設(shè)置在烘干機(jī)內(nèi)，濕度傳感器和溫度傳感器分別通過(guò)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置連接對(duì)應(yīng)的PLC控制器，每個(gè)PLC控制器通過(guò)232/CAN網(wǎng)關(guān)連通CAN-BUS總線，CAN-BUS總線連接PC機(jī)，PC機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊連接電子馬達(dá)，電子馬達(dá)連接所述烘干機(jī)。
[0019]232/ CAN網(wǎng)關(guān)允許每個(gè)PLC有與CANopen總線連接的接口；任何PLC都可發(fā)起數(shù)據(jù)通信;CANopen網(wǎng)絡(luò)建立起標(biāo)準(zhǔn)串行通訊端口，連接多條串行網(wǎng)絡(luò)。
[0020]PLC 控制器為 FX-128MR 或者 FX232ADP。
[0021]每個(gè)PLC設(shè)置一個(gè)單獨(dú)的設(shè)備的ID號(hào)，其長(zhǎng)度為11或29，作為PLC單元的地址。
[0022]濕度傳感器和溫度傳感器沿所述烘干機(jī)內(nèi)的進(jìn)口到出口之間均勻分布。
[0023]PLC與232/CAN網(wǎng)關(guān)是按Modbus協(xié)議通信，PC機(jī)與CAN-BUS總線之間是按CANopen協(xié)議進(jìn)行通信嗎，232/CAN網(wǎng)關(guān)與CAN-BUS總線之間是按CANopen協(xié)議進(jìn)行通信嗎。
[0024]如附圖1所示，232/ CAN網(wǎng)關(guān)允許每個(gè)PLC有與CANopen總線連接的接口。每個(gè)PLC可以設(shè)置一個(gè)單獨(dú)的設(shè)備的ID號(hào)，其長(zhǎng)度為11或29，作為PLC單元的地址。
[0025]如附圖2所示，模糊規(guī)則如下:IF〈重量誤差是…〉A(chǔ)ND〈濕度的誤差是…〉THEN<物料的流動(dòng)速度是...>，共25條模糊規(guī)則。
[0026]工作原理為:采用模糊PID原理進(jìn)行模糊溫度控制，232/CAN網(wǎng)關(guān)允許每個(gè)PLC有與CANopen總線連接的接口。任何PLC都可發(fā)起的數(shù)據(jù)通信，而且數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，因?yàn)榫W(wǎng)關(guān)可以自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)仲裁。通過(guò)“虛擬串口”軟件的手段，CANopen網(wǎng)絡(luò)建立起標(biāo)準(zhǔn)串行通訊端口，從而可以連接多條串行網(wǎng)絡(luò)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于CAN總線和模糊技術(shù)的秸桿烘干機(jī)智能控制系統(tǒng)，其特征是，設(shè)有若干個(gè)濕度傳感器和溫度傳感器、若干個(gè)PLC控制器以及232/CAN網(wǎng)關(guān)，濕度傳感器和溫度傳感器設(shè)置在烘干機(jī)內(nèi)，濕度傳感器和溫度傳感器分別通過(guò)A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置連接對(duì)應(yīng)的PLC控制器，每個(gè)PLC控制器通過(guò)232/CAN網(wǎng)關(guān)連通CAN-BUS總線，CAN-BUS總線連接PC機(jī)，PC機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊連接電子馬達(dá)，電子馬達(dá)連接所述烘干機(jī);PC機(jī)包含模糊化控制模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線和模糊技術(shù)的秸桿烘干機(jī)智能控制系統(tǒng)，其特征是，所述232/ CAN網(wǎng)關(guān)允許每個(gè)PLC有與CANopen總線連接的接口 ；任何PLC都可發(fā)起數(shù)據(jù)通信;CANopen網(wǎng)絡(luò)建立起標(biāo)準(zhǔn)串行通訊端口，連接多條串行網(wǎng)絡(luò)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CAN總線和模糊技術(shù)的秸桿烘干機(jī)智能控制系統(tǒng)，其特征是，所述PLC控制器為FX-128MR或者FX232ADP。4.根據(jù)權(quán)要求I所述的基于CAN總線和模糊技術(shù)的秸桿烘干機(jī)智能控制系統(tǒng)，其特征是，所述濕度傳感器和溫度傳感器沿所述烘干機(jī)內(nèi)的進(jìn)口到出口之間均勻分布。
【文檔編號(hào)】F26B25/00GK205607122SQ201520940409
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2015年11月24日
【發(fā)明人】孫進(jìn), 曹肖偉, 黃則棟
【申請(qǐng)人】揚(yáng)州大學(xué)