一种基于ARM的纸浆浓度调节系统的制作方法

本发明属于造纸技术领域，具体涉及一种基于arm的纸浆浓度调节系统。

背景技术：

纸浆是以植物纤维为原料，经不同加工方法制得的纤维状物质。可根据加工方法分为机械纸浆、化学纸浆和化学机械纸浆；也可根据所用纤维原料分为木浆、草浆、麻浆、苇浆、蔗浆、竹浆、破布浆等。又可根据不同纯度分为精制纸浆、漂白纸浆、未漂白纸浆、高得率纸浆、半化学浆等。一般多用于制造纸张和纸板。

纸浆浓度是核验纸张质量的重要标准之一，作为造纸制浆工段极其重要的控制环节，高位箱前定量阀的控制直接决定了纸浆浓度的稳定性。目前大多数环境采用plc集中控制，但是plc成本高、能耗大且需要一定程度的plc编程能力，操作上需另配置触摸屏，人员操作不够简便。

技术实现要素：

本发明针对以上所述的不足，提供一种成本低、功耗小、操作简单、利于维护的基于arm的纸浆浓度调节系统。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于arm的纸浆浓度调节系统，包括主控制模块、通讯模块、信号输入模块、信号输出模块、电源模块；所述电源模块分别与主控制模块、通讯模块、信号输入模块、信号输出模块电性连接；所述信号输入模块的输出端与主控制模块的输入端电性连接，所述主控制模块的输出端与信号输出模块电性连接，所述主控制模块与通讯模块电性连接。

优选的，所述主控制模块为arm控制器。

优选的，所述信号输出模块包括数据显示模块、供电正常显示模块、稀释液开关模块、原浆液开关模块、报警模块；所述稀释液开关模块和原浆液开关模块均设有定量阀。

优选的，所述数据显示模块设为触摸液晶显示屏，所述供电正常显示模块为led灯，所述报警模块为喇叭或蜂鸣器。

优选的，所述信号输入模块包括纸浆浓度传感器、稀释液开度传感器、原浆液开度传感器、数据设定模块。

优选的，所述数据设定模块为若干按键。

优选的，所述通讯模块设置有rs485接口。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明通过主控制模块采用arm控制器替代plc控制模块，降低了系统使用时的功耗；通过显示模块的触摸液晶显示和数据设定模块的按键，使得纸浆浓度预设值等数据设定起来变得简单，从而节约的人员的成本，利于整个系统的维护；通过供电正常模块和报警模块对系统的工作状态进行显示和报警提示，使得工作人员工作起来更加方便。因此，本发明具有成本低、功耗小、操作简单、利于维护的有益效果。

附图说明

图1为本发明的方框原理图。

图中：1、主控制模块；2、通讯模块；3、信号输入模块；4、电源模块；5、信号输出模块；31、纸浆浓度传感器；32、稀释液开度传感器；33、原浆液开度传感器；34、数据设定模块；51、数据显示模块；52、供电正常显示模块；53、稀释液开关模块；54、原浆液开关模块；55、报警模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明提供如下技术方案：基于arm的纸浆浓度调节系统，包括主控制模块1、通讯模块2、信号输入模块3、信号输出模块5、电源模块4；所述电源模块4分别与主控制模块1、通讯模块2、信号输入模块3、信号输出模块5电性连接；所述信号输入模块3的输出端与主控制模块1的输入端电性连接，所述主控制模块1的输出端与信号输出模块5电性连接，所述主控制模块1与通讯模块2电性连接。

所述主控制模块1为arm控制器。所述arm控制器根据信号输入模块3或通讯模块2输入的信号，进行处理后传输给信号输出模块5；所述arm控制器的类型为armcortex—f417四核处理器。

所述信号输出模块5包括数据显示模块51、供电正常显示模块52、稀释液开关模块53、原浆液开关模块54、报警模块55；所述稀释液开关模块53和原浆液开关模块54均设有定量阀。所述数据显示模块51用于显示设定的数值和所测定的数据等，所述供电正常显示模块52用于显示系统供电正常的状态，所述稀释液开关模块53用于打开或关闭稀释液定量阀，并调节稀释液定量阀的打开程度；所述原浆液开关模块54用于打开或关闭原浆液定量阀，并调节原浆液定量阀的打开程度；所述报警模块55用于原浆液定量阀或稀释液定量阀处于极限值时进行报警提示。所述稀释液定量阀和原浆液定量阀优选为cv3000电动调节阀。

所述数据显示模块51设为触摸液晶显示屏，所述供电正常显示模块52为led灯，所述报警模块55为喇叭或蜂鸣器。

所述信号输入模块3包括纸浆浓度传感器31、稀释液开度传感器32、原浆液开度传感器33、数据设定模块34。所述纸浆浓度传感器31用于检测纸浆的浓度值，所述稀释液开度传感器32用于检测稀释液定量阀的打开程度，所述原浆液开度传感器33用于检测原浆液定量阀的打开程度，所述数据设定模块34用于对纸浆浓度等值进行手动设定。所述纸浆浓度传感器31优选为hyd-iii浓度测量仪；所述稀释液开度传感器32和原浆液开度传感器33均优选为zkc闸门开度传感器，zkc闸门开度传感器通过检测齿轮对cv3000电动调节阀上调节杆的状态进行检测，从而实现对cv3000电动调节阀的打开程度的检测。

所述数据设定模块34为若干按键。所述数据设定模块34的若干按键用于对纸浆浓度等相关数据进行设定。

所述通讯模块2设置有rs485接口。所述通讯模块2的rs485接口通过modbus协议与上位机或外部设备(如：电脑等)进行通讯。

实施例1：

本发明的工作原理：

首先通过数据设定模块34对纸浆浓度值等数据进行设定；通过主控制模块1控制稀释液开关模块53、原浆液开关模块54的稀释液定量阀、原浆液定量阀打开或关闭调节纸浆浓度，稀释液开度传感器32、原浆液开度传感器33分别检测稀释液定量阀、原浆液定量阀的打开程度；

当纸浆浓度传感器31检测纸浆浓度高于纸浆浓度设定值时，稀释液开度传感器32、原浆液开度传感器33分别将检测的稀释液定量阀和原浆液定量阀的打开程度传输给主控制模块1，主控制模块1通过公式1控制稀释液开关模块53将稀释液定量阀打开程度增大,直至稀释液定量阀打开程度为最大开度、纸浆浓度仍高于纸浆浓度设定值时,通过公式2控制原浆液开关模块54将原浆液定量阀打开程度减小；如果稀释液开度传感器32、原浆液开度传感器33检测到稀释液定量阀打开程度到工艺容许的最大开度、原浆液开关模块54将原浆液定量阀打开程度减小至工艺容许的最小开度仍不能降低纸浆浓度时，主控制模块1控制报警模块55进行报警；

当纸浆浓度传感器31检测纸浆浓度低于纸浆浓度设定值时，稀释液开度传感器32、原浆液开度传感器33分别将检测的稀释液定量阀和原浆液定量阀的打开程度传输给主控制模块1，主控制模块1控制稀释液开关模块53将稀释液定量阀打开程度减小,直至稀释液定量阀打开程度为最小开度、纸浆浓度仍低于纸浆浓度设定值时,通过公式2控制原浆液开关模块54将原浆液定量阀打开程度增大；如果稀释液开度传感器32、原浆液开度传感器33检测到稀释液定量阀打开程度减小至工艺容许的最小开度、原浆液开关模块54将原浆液定量阀打开程度至工艺容许的最大开度仍不能提高纸浆浓度时，主控制模块1控制报警模块55进行报警；

公式1u(t)＝kp[e(t)+1/ti∫e(t)dt+td*de(t)/dt]

其中kp为比例系数；ti为积分时间常数；td为微分时间常数；e(t)为纸浆浓度传感器31检测值；u(t)为稀释液开关模块53给定值。

公式2q(t)＝kp[e(t)+1/ti∫e(t)dt+td*de(t)/dt]

其中kp为比例系数；ti为积分时间常数；td为微分时间常数；e(t)为纸浆浓度传感器31检测值；q(t)为原浆液开关模块54给定值。

主控制模块1将纸浆浓度的调节过程进行记录和在数据显示模块51进行显示，并将记录的数据经通讯模块2发送给上位机或外部设备；同时主控制模块1接收上位机或外部设备通过通讯模块2、数据设定模块34和数据显示模块51传输的指令，对稀释液开关模块53、原浆液开关模块54、报警模块55等进行调节控制；

通过数据设定模块34进行数值设定时，主控制模块1会将记录的经常使用的相关值(如稀释液定量阀的开度状态值、原浆液定量阀的开度状态值、纸浆浓度值等)进行显示推荐，工作人员可参考相关值对稀释液定量阀的开度状态、原浆液定量阀的开度状态等直接设定而不需主控制模块1进行调节控制，当纸浆浓度传感器31检测纸浆浓度高于或低于纸浆浓度设定值范围时，主控制模块1控制报警模块55进行报警提示；供电正常显示模块52对各个模块的工作情况进行显示。

通过主控制模块1的arm控制器进行系统控制，降低了系统控制的功耗；人员可参考相关值进行数据设定，也可使用上位机或外部设备经通讯模块2的进行相关的数据设定，从而使对系统的操作更加简单方便、利于维护，降低了人工成本。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。