嵌入式系统在稀土萃取流量控制中的应用.pdf

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1、嵌入式系统在稀土萃取流量控制中的应用朱林。等ApplicationoftheEmbeddedSysteminRareEarthExtractionFlowContro朱林李差云(内蒙古科技大学信息工程学院，内蒙古包头014010)摘要：对传统稀土串级萃取流量控制装置进行研究．提出了一种采用由变频器与嵌入式系统组成的装置对液体流量进行控制的方案。该方案利用脚本驱动开发工具V2．0，快速准确地开发了英威腾系列变频器的设备驱动，最终完成了嵌入式设备与变频器的通信。将该方案应用于生产现场后，实现了液体流量的精确、实时控制。关键词：流量控制嵌入式系统ModbusRTU协议控制精

2、度可靠性中图分类号：TP23文献标志码：AAbstract：Havingbeenresearchingthetraditionalflowcontroldeviceinrareearthcascadeextraction，theflowcontrolstrategyusingthedevicescomposedofinverterandembeddedsystemisproposed．ByadoptingscriptdriverdevelopingtoolV2．0。thedriverforINVTseriesinvertersisdevelopedpreciselya

3、ndrapidly，andthecommunicationbetweenembeddedequipmentandinverteriscompletedfinally．Thestrategyisapphedinproductionsiteforimplementingaecurateflowcontrolinrealtime．Keywords：FlowcontrolEmbeddedsystemModbusRTUprotocolControlaccuracyReliabilityO引言1流量控制系统结构与工作原理在稀土元素生产过程中．要求能够对每种料液的流量进行准确、可靠

4、、便捷的控制[1。2】。早期流量控制采用各种耐腐手动阀门、电动阀门等．这些阀门改变流量时均需反复标定才能达到要求，这给生产人员带来了极大不便，且准确度也较差。随着工艺的提高，这些阀门已很难满足要求。此外，以往使用的流量控制器所控制的输送水车经常出现转动不稳定等现象。直接影响了萃取质量。现有的一些常规流量控制方法，如采用自动调节阀、流量计和回路调节器构成的流量控制系统，其精度虽高，但是造价昂贵、可靠性差，尤其当物料中含有固体异物杂质时更易出现故障[3]。针对以往流量控制设备的不足。提出采用嵌入式系统对液体流量进行控制。该嵌入式系统使用的应用软件为北京昆仑通态生产的嵌入版

5、组态软件MCGSE．嵌入式设备为TPCT062K。TPC7062K是一套以嵌入式、低功耗CPU为核心的高性能一体化工控机。MCGSE使TPCT062K具有丰富的人机界面、标准的逻辑控制功能和数据存储功能。可以使其实现现场工作站级计算机的功能HJ。修改稿收到日期：2012—03—31。第一作者朱林(1956一)，女，1982年阜业于大连理工大学自动化专业。获学士学位，教授级高级工程师；主要从事工业远程控制和物联网等方面的研究。生产现场所使用的流量自动控制装置是通过嵌入式系统、变频调速系统和水车式流量计相组合实现的，调整水车式流量计的转速可以精确地控制液体的流量。流量控制

6、系统由液位自动调节装置、水车式流量计、异步电动机、变频器和嵌入式工控机TPC7062K组成，其结构如图1所示。选量j、+r—■}孪罗‘_1<、+夕[、7液面，‘j、流量+一7输入13浮子水车式流量计液位自动调节装置图1流量控制系统结构图Fig．1Thestructureofflowcontrolsystem1．1流量控制执行机构流量控制执行机构包含液位自动调节装置、水车式流量计和异步电动机。液位自动调节装置使液位在一定范围内保持恒定，以满足流量控制精度的要求。液位自动调节装置是一个浮子结构。当液位高于某一值时，活塞堵住液体人口，使液体不能进入；当液位低于某一值时，人口

7、打开，使液体流进装置内。水车式流量计将液体以与转速成正比的速度输出，然后流进萃取槽中。设水车上每个斛斗的有效容积为y．斛斗的34PROlCESSAUTOMATIONINSTRUMENTATIONVOL34No．3March2013嵌入式系统在稀土萃取流量控制中的应用朱林。等个数为M，水车转速为n，则液体流量Q为：Q=VMn(1)y由所控制的流量值的大小决定(流量范围为1—80L／min)，M为8个，即y和M是常数，则流量Qoc／1,。因此，控制水车的转速就可以控制液体的流量。由图1可知，水车式流量计与异步电动机同轴相连，即水车的转速与电机的转速相同，