我公司礦渣水泥生產(chǎn)工藝中的礦物質(zhì)渣粉螺旋秤控制系統(tǒng)采用了CAN總線，控制效果良好。 1 礦渣粉摻加工藝流程及設(shè)備 1.1 工藝流程 礦渣粉添加系統(tǒng)主要由礦渣粉儲存?zhèn)}、葉輪給料機、穩(wěn)流螺旋給料機、螺旋計量秤和斜槽風機組成。物料從上到下通過上述設(shè)備后，被輸送到磨尾斗式提升機，與出磨水泥一起進入選粉機混合后，通過收塵進入成品水泥庫。 1.2 輔助設(shè)備具體情況 1）礦渣粉儲存?zhèn)}：該倉容量為100t，由鋼板卷制而成。倉外有上料管道，由氣力輸送入料。倉頂安裝有四袋壓力式除塵器，倉內(nèi)安裝電容料位計，在倉滿時打鈴報警。 2）葉輪給料機：設(shè)計流量范圍0～10t/h,要求轉(zhuǎn)速可調(diào)，葉輪給料機的電動機由變頻調(diào)速器控制。 3）穩(wěn)流螺旋給料機：規(guī)格長2000mm，直徑300mm，主要作用分割輪下料均勻化，使物料進入螺旋計量秤時，減少計量波動。 4） 螺旋計量秤：規(guī)格同穩(wěn)流螺旋給料機。電動機端固定，另一端用S型拉式傳感器固定在鋼架上。在安裝過程中要注意保持設(shè)備的水平。 5） 斜槽風機：將粉料輸送至斗式提升機。根據(jù)物料情況，傾斜度不要小于6%。 啟動順序是斜槽風機、螺旋計量秤、穩(wěn)流螺旋給料機、葉輪給料機；停車順序與此相反。設(shè)備間控制設(shè)有聯(lián)鎖。 2 控制系統(tǒng)的組成 螺旋秤生產(chǎn)廠家提供一套自主開發(fā)的智能儀表，用于螺旋秤的計量控制和標定。而對于其他設(shè)備的起停和聯(lián)鎖由我方負責。將這些設(shè)備控制信號引入到DCS，由DCS監(jiān)視控制（如圖1所示）。 圖1 控制系統(tǒng)示意圖 智能儀表共2塊，外殼均采用通用盤裝儀表結(jié)構(gòu)，卡入式安裝。面板上有數(shù)據(jù)顯示區(qū)和鍵盤區(qū)，數(shù)據(jù)顯示區(qū)由八位高亮度數(shù)碼管組成，顯示當前過程值和參數(shù)值。鍵盤區(qū)由4個微動開關(guān)組成，分別是菜單鍵、向上、向下選擇鍵和確認鍵。一塊完成計量控制和標定功能（以下簡稱控制儀表），安裝在電力室。另一塊完成設(shè)定流量、查詢累積量和報警等信息功能（以下簡稱上位儀表），安裝在中控室。兩地相距200m，它們之間的通訊采用CAN總線。 3 CAN總線概述 CAN是控制網(wǎng)絡(luò)ControlAreaNetwork的簡稱，是開放式、 數(shù)字化、多點通信的控制系統(tǒng)局域網(wǎng)絡(luò)。其總線規(guī)范現(xiàn)已被ISO國際標準組織制訂為國際標準。CAN總線協(xié)議描述設(shè)備之間的信息傳遞方式，它有以下特點：它是一種多主總線，各節(jié)點可隨時向其它節(jié)點發(fā)送消息。傳輸介質(zhì)為雙絞線、同軸電纜等，通信速率可達到1Mb/s。由于CAN總線控制簡單、擴展能力強、系統(tǒng)成本低，軟硬件設(shè)計已非常成熟，被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)控制。 4智能儀表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和控制過程 4．1 儀表結(jié)構(gòu) 控制儀表的CPU采用AT89C52芯片，它是一種低功耗、高性能的8位單片機。主要完成數(shù)據(jù)采集、處理和通信功能。內(nèi)部具有8KB的程序存儲器（ROM）,用于存儲控制程序。256字節(jié)的RAM用于存儲中間數(shù)據(jù)和結(jié)果。AD轉(zhuǎn)換器采用16位芯片，直接與稱重傳感器連接。DA轉(zhuǎn)換器采用電流輸出型芯片?？刂苾x表擴展了一個數(shù)字量子模塊，包含4路隔離DI電路，可用于開關(guān)信號輸入，接受DCS系統(tǒng)的啟停命令。有3路繼電器輸出，發(fā)出報警信號。另外內(nèi)部還有鍵盤、顯示電路和CAN總線電路接口電路。 上位儀表主要由單片機和鍵盤、顯示電路和CAN總線電路接口電路組成。 4．2計量控制過程 控制儀表獲得啟動命令后，稱重傳感器測量出計量秤當前的負荷，通過A/D轉(zhuǎn)換器，讀入到單片機。因螺旋秤的旋轉(zhuǎn)速度恒定，在單片機內(nèi)計算出物料的瞬時流量。經(jīng)過CAN總線從上位儀表處獲取設(shè)定流量，調(diào)用PID算法程序，計算出設(shè)定值后，再通過D/A轉(zhuǎn)換芯片產(chǎn)生4～20mA信號，控制變頻器的頻率，從而控制葉輪給料機電動機的轉(zhuǎn)速。在完成控制的同時，處理瞬時流量，計算出累計量。并按要求計算出各班的產(chǎn)量。 4．3標定過程； 4．3．1．皮重標定過程 首先標定螺旋秤的皮重，一般要連續(xù)標定3次，每次的值應(yīng)該相等，這樣才能保證計量準確。這個過程就是調(diào)用標定子程序，將10s（此數(shù)可調(diào)）的皮重值讀入單片機，平均后的皮重值存儲于單片機作為最新標定值。 4．3．2．實物標定過程 按照固定設(shè)定轉(zhuǎn)速下料一段時間，將控制儀表上獲得的累計值與實際下料值相比較，修正稱量系數(shù)。此過程調(diào)用實物標定子程序，將螺旋秤的毛重值讀入單片機，去除皮重值后，計算出實物累計量。再稱量出實際下料量，通過鍵盤輸入到單片機中。單片機就會計算出稱量系數(shù)。一般標定3次，就能標準確。 5 智能儀表間通信的設(shè)計 5．1 CAN節(jié)點的硬件設(shè)計 一個CAN節(jié)點由單片機、CAN控制器、CAN收發(fā)器等組成， CAN控制器選用Philips 公司的SJA1000。其內(nèi)部分別為控制器寄存器組、發(fā)送緩沖區(qū)和接收緩沖區(qū)，它們組成32個字節(jié)的尋址空間。為了連接到單片機，SJA1000提供一個復(fù)用的地址/數(shù)據(jù)總線和附加的讀/寫控制信號， SJA1000能被看作單片機AT89C52的外圍存儲器。為了保證系統(tǒng)的同步，使用了一個24 MHz的晶振作為SJA1000的振蕩器，用它的7號引腳（CLKOUT）作為AT89C52的時鐘脈沖。系統(tǒng)中SJA1000的片選由單片機的P2.7口控制。如圖2所示。 圖2 接口電路圖 CAN總線收發(fā)器選用82c250,主要負責物理接口部分的處理，包括邏輯電平的控制和接口電氣特性的處理，它是SJA1000與物理總線的接口。在CAN總線的網(wǎng)絡(luò)終端，需加一個120Ω的匹配電阻Rt。可以防止在阻抗不連續(xù)的情況下出現(xiàn)反射現(xiàn)象，而使信號扭曲。 5.2 CAN總線通信軟件的設(shè)計 本系統(tǒng)CAN節(jié)點通信功能主要是將本節(jié)點的數(shù)據(jù)信息傳送給CAN通信網(wǎng)絡(luò)的另一個節(jié)點，以及接收網(wǎng)絡(luò)上另一個節(jié)點傳來的信息。CAN總線單個節(jié)點的軟件設(shè)計主要包括CAN節(jié)點初始化，信息的接收和信息的發(fā)送3個子模塊。選用德國Keil公司推出的Keil C軟件進行目標代碼編譯。 軟件設(shè)計包括3個子模塊： 1） 初始化子模塊：首先AT89C52關(guān)閉SJA1000所有中斷源,然后進行初始化設(shè)置,主要有:設(shè)置工作方式，配置時鐘分頻寄存器,設(shè)置驗收碼寄存器,設(shè)定波特率等等工作。在初始化內(nèi)部寄存器時，注意各節(jié)點位速率一致，收發(fā)同步。初始化結(jié)束后，進入工作狀態(tài)。 2） 接收子模塊：負責節(jié)點信息的接受，報文的接收有兩種方式，中斷和查詢接受方式，為提高實時性，采用中斷方式接收。當CAN控制器接受到信息后向微控制器發(fā)出中斷信號，微控制器執(zhí)行中斷程序?qū)⑿畔⒆x入。 3）發(fā)送子模塊：負責節(jié)點信息的發(fā)送,將要發(fā)送的信息組合成一幀,放入發(fā)送緩沖器中,然后啟動SJA1000發(fā)送即可。 6 結(jié)束語 螺旋計量秤采用了以單片機為核心的智能儀表，其內(nèi)部包括高精度的A/D、D/A轉(zhuǎn)換器，使得控制系統(tǒng)穩(wěn)定、計量準確。用CAN總線通信，提高了系統(tǒng)的反應(yīng)速度和實時性。CAN節(jié)點的連接只要兩根線，也節(jié)省了部分電纜。該系統(tǒng)調(diào)試后已運行數(shù)月，運轉(zhuǎn)情況良好，達到設(shè)計要求。 參考文獻： [1]鄔寬明.CAN總線原理和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計[M].北京航空航天大學出版社 　 作者單位：唐山啟新水泥有限公司 　 地址：河北唐山新華東道15號啟新水泥有限公司　063000　 Email：cementor@163.com