基于can总线和模糊技术的秸秆烘干机智能控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于CAN总线和模糊技术的秸秆烘干机智能控制系统，设有若干个湿度传感器和温度传感器、若干个PLC控制器以及232/CAN网关，湿度传感器和温度传感器分别通过A/D模数转换装置连接对应的PLC控制器，每个PLC控制器通过232/CAN网关连通CAN?BUS总线，CAN?BUS总线连接PC机，PC机通过驱动模块连接电子马达，电子马达连接所述烘干机。本实用新型通过模糊化控制带式输送秸秆烘干机的行进速度，从而保证达到最终设定的含水量；CAN总线的技术可以保证烘干机组长度超过二十多米的情况下的数据实时可靠的采集和处理。
【专利说明】
基于CAN总线和模糊技术的秸秆烘干机智能控制系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及秸杆烘干技术领域，尤其是涉及一种基于CAN总线和模糊技术的带式输送秸杆烘干机智能控制系统。
【背景技术】
[0002]带式输送烘干机是一种集输送、烘干等多功能一体化的新型机械，适用于生物质发电厂秸轩燃料进入燃烧室前边输送边烘干的新型烘干运输机械。
[0003]国内外学者尝试各种不同方法进行对烘干机行进速度实现智能控制，但都存在不同程度的缺陷。在已有技术中，2005年，西班牙格拉纳达大学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)—文中将实际相对湿度与相对湿度参考值的偏差以及偏差的导数作为输入、进口空气作为输出，基于模糊逻辑设计了烟草烘干机控制系统；2009年马来西亚博特拉大学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)一文中提出在种子烘干机上实行模糊逻辑控制。该控制器包括两个输入:实际谷物水分含量和设定点含量的误差以及误差的变化率和有一个输出:粮食流速。控制系统可以提供非常快的响应使得种子的水分含量接近设定点，并能够消除谷物烘干过程中的干扰因素。2011年伊朗呼罗珊高等教育学院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)—文中设计用于烘干机的模糊控制器，达到了理想结果。它有三个输入变量(温度，湿度和重量)和两个输出变量(加热器和风扇电压)。该系统能够用于农产品，食品或工业产品的烘干。然而，据我们所知，针对秸杆烘干过程的智能化控制系统很少被报道。经过中华人民共和国知识产权局网站检索，尚无与本实用新型所提出的基于CAN总线和模糊技术的带式输送秸杆烘干机智能控制系统的相关专利。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供基于CAN总线和模糊技术的带式输送秸杆烘干机智能控制系统，通过模糊化控制带式输送秸杆烘干机的行进速度，从而保证秸杆达到最终设定的含水量，提高秸杆燃烧的质量，为秸杆能源的规模化利用奠定了基础。
[0005]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，一种基于CAN总线和模糊技术的秸杆烘干机智能控制系统，其特征是，设有若干个湿度传感器和温度传感器、若干个PLC控制器以及232/CAN网关，湿度传感器和温度传感器设置在烘干机内，湿度传感器和温度传感器分别通过A/D模数转换装置连接对应的PLC控制器，每个PLC控制器通过232/CAN网关连通CAN-BUS总线，CAN-BUS总线连接PC机，PC机通过驱动模块连接电子马达，电子马达连接所述烘干机。
[0006]优选的，所述232/ CAN网关允许每个PLC有与CANopen总线连接的接口 ；任何PLC都可发起数据通信;CANopen网络建立起标准串行通讯端口，连接多条串行网络。
[0007]优选的，所述PLC控制器为FX-128MR或者FX232ADP。
[0008]优选的，所述每个PLC设置一个单独的设备的ID号，其长度为11或29，作为PLC单元的地址。
[0009]优选的，所述湿度传感器和温度传感器沿所述烘干机内的进口到出口之间均匀分布。
[0010]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:
[0011]第一，本实用新型包括232/ CAN网关、PLC、CANopen协议。每个PLC可以设置一个单独的设备的ID号，其长度为11或29，作为PLC单元的地址。任何PLC都可发起的数据通信，而且数据不会丢失，因为网关可以自动进行数据仲裁。通过“虚拟串口”软件的手段，CANopen网络建立起标准串行通讯端口，从而可以连接多条串行网络。
[0012]第二，秸杆烘干过程是一个时滞长、非线性的过程，传统的控制技术无法满足对烘干过程的精确控制，采用模糊控制技术能够很好地解决这一难题:模糊智能控制能够根据烘干过程中湿度和重量的实时变化情况，自动调节烘干机的输送速度，直至秸杆达到烘干要求为止。模糊规则如下:IF〈重量误差是…〉AND〈湿度的误差是…〉THEN <物料的流动速度是…〉，共有25条模糊规则。
[0013]第三，本实用新型提高了系统的可靠性、实时性，且系统开发价格较低廉，性价比高，安装维护简单，在复杂的工业环境下具有适应能力强，反应快，鲁棒性好，稳态误差小，抗干扰强等优点。
【附图说明】
[0014]图1为基于CAN总线和模糊技术的带式输送秸杆烘干机智能控制系统模型构建方法流程图。
[0015]图2为基于CAN总线和模糊技术的带式输送秸杆烘干机智能控制系统的25条模糊规则。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步说明:
[0017]—种基于CAN总线和模糊技术的秸杆烘干机智能控制系统，包括若干个湿度传感器和温度传感器、若干个PLC控制器以及232/CAN网关。
[0018]湿度传感器和温度传感器设置在烘干机内，湿度传感器和温度传感器分别通过A/D模数转换装置连接对应的PLC控制器，每个PLC控制器通过232/CAN网关连通CAN-BUS总线，CAN-BUS总线连接PC机，PC机通过驱动模块连接电子马达，电子马达连接所述烘干机。
[0019]232/ CAN网关允许每个PLC有与CANopen总线连接的接口；任何PLC都可发起数据通信;CANopen网络建立起标准串行通讯端口，连接多条串行网络。
[0020]PLC 控制器为 FX-128MR 或者 FX232ADP。
[0021]每个PLC设置一个单独的设备的ID号，其长度为11或29，作为PLC单元的地址。
[0022]湿度传感器和温度传感器沿所述烘干机内的进口到出口之间均匀分布。
[0023]PLC与232/CAN网关是按Modbus协议通信，PC机与CAN-BUS总线之间是按CANopen协议进行通信吗，232/CAN网关与CAN-BUS总线之间是按CANopen协议进行通信吗。
[0024]如附图1所示，232/ CAN网关允许每个PLC有与CANopen总线连接的接口。每个PLC可以设置一个单独的设备的ID号，其长度为11或29，作为PLC单元的地址。
[0025]如附图2所示，模糊规则如下:IF〈重量误差是…〉AND〈湿度的误差是…〉THEN<物料的流动速度是...>，共25条模糊规则。
[0026]工作原理为:采用模糊PID原理进行模糊温度控制，232/CAN网关允许每个PLC有与CANopen总线连接的接口。任何PLC都可发起的数据通信，而且数据不会丢失，因为网关可以自动进行数据仲裁。通过“虚拟串口”软件的手段，CANopen网络建立起标准串行通讯端口，从而可以连接多条串行网络。
【主权项】
1.一种基于CAN总线和模糊技术的秸杆烘干机智能控制系统，其特征是，设有若干个湿度传感器和温度传感器、若干个PLC控制器以及232/CAN网关，湿度传感器和温度传感器设置在烘干机内，湿度传感器和温度传感器分别通过A/D模数转换装置连接对应的PLC控制器，每个PLC控制器通过232/CAN网关连通CAN-BUS总线，CAN-BUS总线连接PC机，PC机通过驱动模块连接电子马达，电子马达连接所述烘干机;PC机包含模糊化控制模块。2.根据权利要求1所述的基于CAN总线和模糊技术的秸杆烘干机智能控制系统，其特征是，所述232/ CAN网关允许每个PLC有与CANopen总线连接的接口 ；任何PLC都可发起数据通信;CANopen网络建立起标准串行通讯端口，连接多条串行网络。3.根据权利要求1所述的基于CAN总线和模糊技术的秸杆烘干机智能控制系统，其特征是，所述PLC控制器为FX-128MR或者FX232ADP。4.根据权要求I所述的基于CAN总线和模糊技术的秸杆烘干机智能控制系统，其特征是，所述湿度传感器和温度传感器沿所述烘干机内的进口到出口之间均匀分布。
【文档编号】F26B25/00GK205607122SQ201520940409
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年11月24日
【发明人】孙进, 曹肖伟, 黄则栋
【申请人】扬州大学