本发明专利技术公开了一种微量液体添加的精密控制方法及装置，装置包括：一ＡＲＭ９处理器；一彩色ＬＣＤ显示及触摸屏；一以太网接口电路；一高精度调速电路；一速度监测电路；一流量检测电路；一液位监测电路；一报警电路；一ＳＤ卡接口电路；一ＵＳＢ接口电路；一ＰＷＭＤＡＣ电路；一ＳＤＲＡＭ存储器电路；一程序存储电路ｆｌａｓｈ；一电机控制接口电路；各电路间互联并由软件编程来实现微量液体添加的精密控制。本发明专利技术用速度跟踪技术来及时改变所需液体流量实现了对生产过程中微量液体添加的准确控制，其控制精度达到１％，并且具备异常情况本地自动报警和远程自动报警功能。本发明专利技术控制参数输入方便，能很好的与现有生产设备有机整合，大大提高了生产效率，节约了生产成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工业自动化设备
，特别是一种精密添加液体的控制方法及装置。
技术介绍
在一些加工企业，液体微量添加是一个重要环节，例如在卷烟厂过滤嘴以及烟丝 制备的过程中，要根据需要加入不同流量的香精等液体原料；液体的流量要根据生产线的 生产速度来做自动精确调整。生产过程中在生产线主机设备速度上升阶段因为传统液体 控制单元设备液体流量不能随速度上升调整的，造成在生产线主机上升阶段质量不符合要 求。在生产的不同工位，不同阶段，流量要求也不同，因此微量液体的添加和精确控制是工 业生产中的一个难点；
技术实现思路
本专利技术的目的是针对液体原料难于精确控制的问题而提供的一种精密添加液体 的控制方法及装置，该装置不仅解决生产过程中液体精确添加问题，也节约了液体原材料， 达到少出废品甚至不出废品的目的，进而提高生产效率。本专利技术的目的是这样实现的一种微量液体添加的精密控制装置，该装置包括一 ARM9处理器，用于装置核心控制与计算；—彩色IXD显示及触摸屏，用于装置菜单显示及控制曲线显示；并用作触摸开关， 用于装置人机对话及信息输入；一以太网接口电路，用于装置连接到局域网及远程升级与维护；一精密电机，用于装置中液体的流动提供动力；一速度监测电路，用于装置调速电机速度检测；一流量检测电路，用于装置液体流量监测及异常情况监测；一液位监测电路，用于装置液位异常情况监测；一报警电路，用于装置开机自检、液体流量异常及缺液异常情况声音报警；一 SD卡接口电路，用于装置关键参数存储及生产过程参数记录；一 USB接口电路，用于装置调试及软件更新；一 PWMDAC电路，用于装置电机控制；一 SDRAM存储器电路，用于装置动态数据存储；一程序存储电路flash，用于装置程序存储；一电机控制接口电路，用于装置与电机控制接口与保护；所述装置以ARM9处理器为核心，ARM9与彩色IXD显示屏、触摸屏、PWM电路、电机 控制接口电路、USB接口电路、SD卡接口电路、以太网接口电路、速度监测电路、流量检测电 路、液位监测电路及报警电路之间互联并由软件编程来实现微量液体添加的精密控制；一种微量液体添加的精密控制方法，该方法包括a)、链接权利要求1所述控制装置于产品生产线，安装并调试流量检测器、液位检 测器、报警器，然后上电；b)、ARM9处理器执行初始化程序，对彩色IXD显示屏、触摸开关、PWM电路、电机控 制接口电路、USB接口电路、SD卡接口电路、以太网接口电路、速度监测电路、流量检测电 路、液位监测电路及报警电路置原始值；对控制装置自检，并通过以太网向生产线控制中心 发送正常信号及本机正常声音提示；c)、通过装置触摸屏，设置液体控制参数，由接口电路从SD卡中装载预存的参数 曲线，实时输入或者通过以太网由生产线控制中心输入；d)、ARM9处理器根据输入参数产生特殊的PWM信号，此PWM信号经PWMDAC电路转 化为高精度的电机转速控制信号；ARM9启动芯片内自带的ADC对此控制信号进行反馈采 样，提高精度；e)、ARM9处理器检测来自速度检测器的电机速度反馈信号，与预置控制曲线比较， 并调整PWM频率和占空比，使液体流量符合控制精度要求；f)、ARM9处理器检测来自流量检测器的流量信号，正常继续工作，如果发现异常， 装置本地报警和通过以太网向生产线控制中心报警，并切断电机电源；g)、ARM9处理器检测来自液位检测器的流量信号，正常继续工作，如果发现异常， 控制装置报警和通过以太网向生产线控制中心报警，并切断电机电源。本专利技术用速度跟踪技术来及时改变所需液体流量，实现了对生产过程中微量液体 添加的精密控制，为解决根据需求加入不同流量的液体原料的精确控制问题提供了一种有 效方法及装置，其控制精度达到3毫升/分钟-100毫升/分钟。流量完全平稳无脉动，优于1 % ； 或者50毫升/分钟-500毫升/分钟。流量完全平稳无脉动，优于1 % ；或者300毫升/分钟-3升/分钟。流量完全平稳无脉动，优于1 %。并且具备异常情况本地自动报警和远程自动报警功能；控制参数输入方便；能很 好的与现有生产设备有机整合；大大提高了生产效率，节约了生产成本。附图说明图1为本专利技术装置结构示意2为本专利技术工作流程3为本专利技术工作状态图具体实施例方式实施例以卷烟生产过程中加香为例，对本专利技术进一步详细描述卷烟制造工艺流程由制丝(原料加工)、卷接(卷制成型)、包装(包装成品)三 个主要过程组成；其中加香是卷烟制丝技术的主要工艺之一，香精液料施用均勻、节约原料 是关键；本装置可用于卷烟制丝过程中的这种香精液料添加控制；参阅图1，本专利技术控制装置在进行具体工作时，直接连接到卷烟制丝生产流水线和4生产流水线控制中心服务器；构成一控制系统。具体做法是图1中的电机作为液体香精流速控制泵，香精通过其入口，经泵的压力而喷洒于 烟丝之上，液位传感器置于盛放液体香精容器中，并连接到图1中的液位监测电路；流量传 感器置于泵的出口和香精喷洒器之间，连接到图1中的流量检测电路；装置的以太网接口 连接到生产流水线控制中心服务器。控制装置包括以下部件ARM9微处理器(32位MCU)、高精度调速电机、彩色IXD显 示屏、矩阵触摸开关、速度检测器、流量检测器、液位检测器及PWMDAC电路等；调速电机的 转动为待控液体(香精)的流动提供动力，速度检测器和流量检测器为待控液体(香精) 提供精确的流量控制，液位报警为安全生产提供了保障；ARM9微控制器实际选用了三星SC2440处理器，在系统中是核心，也用作外界与控 制装置的桥梁，接受外界PC机透过以太网接口发送来的工作参数和命令、USB接口装置内 软件调试；彩色IXD显示屏，使用了 800x480分辨率的7英寸TFT器件，用于装置菜单显示及 控制参数曲线显示，使装置更直观和易用，同时也用作其他信息显示；矩阵触摸开关放置于彩色IXD显示屏之上，用于装置人机对话及信息输入；PWMDAC电路，用于装置电机控制，其信号上的噪声和干扰对流量的精确控制很重 要；速度监测器的精度、流量检测器的精度以及液位监测器的灵敏度对装置的工作和 安全都很重要。参阅图2，为本专利技术的工作流程图；生产线上电后，控制器系统加电，ARM9处理器 首先执行初始化程序，包括LCD显示器显示格式参数设置、以太网接口参数设置、USB接口 参数设置、SD卡接口参数设置、报警器参数设置、电机启动参数设置、流量初始参数设置、液 位初始参数设置；接着进行系统各部件自检，包括IXD显示器自检、以太网接口功能自检、 SDRAM检查、SD卡读写功能自检、USB接口功能自检、流量检查(应为0流量)、电机速度检 查(应为0)、报警器开机提示音，如果发现某一个部件或多个部件异常，则等待人工干预 (检查各部件连接)并再次执行自检程序，异常状态仍没有解除则通过以太网向控制中心 报警；如果异常状态消失则进行工作参数装载，包括启动过程参数、最大流量参数、工作时 间参数、关机过程参数等，既可以实时现场装载(触摸屏输入)，也可以从SD卡装载预设的 参数，还可以由控制中心远程转载；工作参数装载完毕，ARM9处理器依据工作参数，执行程 序产生相应的PWM信号，此PWM信号经ARM9处理器外部PWMDAC电路转化为高精度的电机 转速控制电压信号本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种微量液体添加的精密控制装置，该装置包括：一ＡＲＭ９处理器，用于装置核心控制与计算；一彩色ＬＣＤ显示及触摸屏，用于装置菜单显示及控制曲线显示；并用作触摸开关，用于装置人机对话及信息输入；一以太网接口电路，用于装置连接到局域网及远程升级与维护；一精密电机，用于装置中液体的流动提供动力；一速度监测电路，用于装置调速电机速度检测；一流量检测电路，用于装置液体流量监测及异常情况监测；一液位监测电路，用于装置液位异常情况监测；一报警电路，用于装置开机自检、液体流量异常及缺液异常情况声音报警；一ＳＤ卡接口电路，用于装置关键参数存储及生产过程参数记录；一ＵＳＢ接口电路，用于装置调试及软件更新；一ＰＷＭＤＡＣ电路，用于装置电机控制；一ＳＤＲＡＭ存储器电路，用于装置动态数据存储；一程序存储电路ｆｌａｓｈ，用于装置程序存储；一电机控制接口电路，用于装置与电机控制接口与保护；所述装置以ＡＲＭ９处理器为核心，ＡＲＭ９与彩色ＬＣＤ显示屏、触摸屏、ＰＷＭ电路、电机控制接口电路、ＵＳＢ接口电路、ＳＤ卡接口电路、以太网接口电路、速度监测电路、流量检测电路、液位监测电路及报警电路之间互联并由软件编程来实现微量液体添加的精密控制。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘一清，丁鑫蕾，王淑仙，余奔，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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