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1、智能化木材干燥窑的数据采集系统曹军,等智能化木材干燥窑的数据采集系统IntelligentDataAcquisitionSystemofTimberDryingStove曹军张佳薇(东北林业大学机电工程学院,哈尔滨150040)摘要论述了采用双CPU(AT89C55)为主控器的智能化木材干燥窑数据采集系统的硬件结构及软件设计。主CPU实现温度、EMC、MC数据采集、运算、实时动态补偿等;副CPU负责显示、通信、温度补偿等工作。双CPU间采用并行通信。还重点介绍了提高被测参数测量精度的措施,以及测量过程中动态补偿的
2、方法。系统自投运以来,工作稳定、可靠,提高了木材干燥效率。关键词数据采集蒸汽窑木材干燥双CPU并行通信AbstractThehardwarestructureandsoftwaredesignoftheintelligentdataacquisitionsystemoflimberdryingstoveareexpounded.ThedualCPU(AT89C55)isusedasmaincontroller.Dataacquisitionfortemperature,EMC,andMC;operation;re
3、altimedynamiccompensationareimplementedbytheprimaryCPU,whiledisplay,communicationandtemperaturecompensationareimplementedbysecondaryCPU.Parallelcommunicationisaccom2plishedbetweentwoCPUs.Themeasuresofenhancingtheaccuracyofmeasurementofparametersandthemethodof
4、dynamiccompensationinmeasuringprocessarealsopresented.Inpracticaluse,thesystemoffersstableoperation,highreliability,andhigherdryingefficiency.KeywordsDataacquisitionSteamstoveTimberdryingDualCPUParallelcommunication1.1信号检测部分0引言木材干燥窑内各点的温湿度随位置的不同而分布木材干燥是木材加工过程
5、的关键环节,而木材干不均匀,尤其在风机推动气流换向时,各点数值差异较燥质量与木材干燥过程中现场温度、木材平衡含水率、大。为提高测量精度,对于窑内不同位置,输入的模拟木材含水率等参数的检测精度直接相关。信号采用多点检测的方式。设置为2点温度、2点平目前,蒸汽窑干燥大多采用半自动或全自动控制衡含水率(EMC)、6点木材含水率(MC)。系统,但数据采集系统大多仍沿用干湿球法测窑内湿1.1.1温度检测度,称重法测木材含水率。这些方法需要人工计算或温度传感器采用Pt100铂热电阻。它性能稳定,查表,不仅效率低,影响测量精度
6、,也难以实现全自动重复性好,其电阻值与温度之间线性度好,电阻温度系控制。本文介绍了基于AT89C55双CPU为主控器的数在0～100℃之间的平均值为01385Ω/℃。智能化木材干燥窑数据采集系统,该设计不但能完成检测电路采用恒流源供电的四线制,并通过差值对干燥过程参数在线高精度测量,满足全自动控制的法消除导线误差。如图1所示,恒流源由程控激励源要求,而且对于木材干燥自动控制的实施具有现实的1给出,消除因电源波动产生的测温误差;差值法使连意义。接导线上的附加电压通过求差被消除,且输出电压与铂热电阻阻值成线性关系(1
7、9125mV/℃);放大电路采1硬件电路设计用高输入阻抗、高共模抑制比的仪器放大器CA3140以智能化木材干燥窑数据采集系统的硬件原理如图消除通道差异;模拟开关组1选用TEXAX公司的1所示,该系统主要由以下4部分组成。74HC4052(高速CMOS模拟电子开关),依次输入温度信号。1.1.2含水率检测含水率检测包括木材含水率和平衡含水率检测。木材含水率传感器采用钢钉,利用电阻法检测被干燥木材含水率的数值。针对木材含水率在5%～95%范围内对应的等效电阻变换范围宽(几百GΩ到图1智能化木材干燥窑数据采集系统的硬件
8、原理图几kΩ)的特点,测量电路采用高精度斩波自稳零放大27《自动化仪表》第25卷第1期2004年1月器ICL7650,配合一片CD4052构成可编程放大器(见图靠性、稳定性都会降低。因此,该系统采用双CPU结1),对含水率分段测量。为克服长时间在被测木材上构。主CPU负责数据采集,运算,实时动态补偿等前施加单向测量电压产生极化效应,由程控激励源2提期任务;副CPU负责显示
