隨著木材干燥技術(shù)的13趨完善，以往一些檢測(cè)精度低、檢測(cè)參數(shù)不完整的木材干燥窯測(cè)控產(chǎn)品已不能適應(yīng)客戶的需求，同時(shí)早期的木材干燥控制系統(tǒng)又出現(xiàn)了不能與新工藝緊密結(jié)合的問(wèn)題。基于上述原因，哈爾濱宇達(dá)電子技術(shù)有限公司充分開(kāi)展與高校的技術(shù)合作，開(kāi)發(fā)了新型木材干燥窯自動(dòng)檢OH,0控制系統(tǒng)。

1系統(tǒng)功能概述

木材干燥控制系統(tǒng)主要功能如下。

①1路溫度檢測(cè)，1路濕球檢測(cè)；②6點(diǎn)木材含水率巡檢，可剔除不合理測(cè)點(diǎn)，可求平均含水率；③可設(shè)定升／降溫速度，根據(jù)設(shè)定進(jìn)行升／降溫控制；④提供加熱、排潮、噴蒸自動(dòng)(手動(dòng))開(kāi)／關(guān)量控制；⑤提供溫／濕度閥值、超前關(guān)閥、超溫報(bào)警等參數(shù)設(shè)置及控制；⑥提供風(fēng)機(jī)2h自動(dòng)換向(時(shí)間進(jìn)程由LED光柱條指示)、延時(shí)啟動(dòng)及手動(dòng)控制；⑦提供排潮執(zhí)行器開(kāi)啟角度指示(LED光柱條指示)；⑧提供與上位機(jī)通訊，將測(cè)量得到的含水率、溫度、濕度等參數(shù)數(shù)據(jù)傳到上位機(jī)存儲(chǔ)。

2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

主機(jī)系統(tǒng)是以MCS一51單片機(jī)為核心構(gòu)成的現(xiàn)場(chǎng)儀表，主要完成木材含水率、溫度和濕球的信號(hào)處理放大，采樣保持，對(duì)采集數(shù)據(jù)計(jì)算、暫存和顯示，并應(yīng)用 PID控制算法，通過(guò)預(yù)先設(shè)定的各個(gè)閥值來(lái)達(dá)到控制窯內(nèi)木材含水率的目的。

系統(tǒng)硬件框圖如圖1所示，溫度和濕球的測(cè)量傳感器采用PTl00；LED數(shù)字顯示驅(qū)動(dòng)芯片采用MAX7219，可方便地對(duì)每位LED進(jìn)行單獨(dú)控制；通信方式采用串行數(shù)據(jù)方式；A／D轉(zhuǎn)換芯片采用12位高速模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片MAX97。

單片機(jī)的輸出為1TrL電平，而電腦串口為RS232電平，因RS232通訊距離受限制，不宜于長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)傳送，所以通訊時(shí)采用RS485接口標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)時(shí)分別選用 RS485／TrL電平轉(zhuǎn)換芯片MAX482，RS232／RS485電平轉(zhuǎn)換模塊ADAN4520。單片機(jī)通訊端口為RXD、TXD， Pc機(jī)端選用COMl口或COM2口，波特率為9600b／s，通訊介質(zhì)選用雙絞線。

3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3．1 MCS一51單片機(jī)與上位機(jī)通訊協(xié)議

串口通訊受環(huán)境影響有一定的誤碼率，因此設(shè)計(jì)合適的幀結(jié)構(gòu)十分重要。

數(shù)據(jù)幀的內(nèi)容包括起始字節(jié)、本機(jī)地址字節(jié)、數(shù)據(jù)字節(jié)、校驗(yàn)和字節(jié)及結(jié)束字節(jié)，如表1所示。起始字節(jié)為“*”字符，其數(shù)值為0x2A；結(jié)束字節(jié)為“!”，其數(shù)值為0x21；本機(jī)地址字節(jié)為預(yù)先設(shè)定的傳輸此數(shù)據(jù)幀的控制器地址，范圍是O-0xFF；數(shù)據(jù)幀為當(dāng)前控制器測(cè)量得到的數(shù)據(jù)，依次為含水率、溫度和濕球參數(shù)，共三個(gè)字節(jié)；校驗(yàn)和采用CRC校驗(yàn)方法，占用一個(gè)字節(jié)。


3．2 Mcs一51單片機(jī)程序設(shè)計(jì)

MCS一51單片機(jī)初始設(shè)定串口于接收狀態(tài)，若收到 PC機(jī)發(fā)出的控制指令，首先檢測(cè)地址字節(jié)與本機(jī)是否相符，若不符則丟棄該指令，若相符則轉(zhuǎn)入相應(yīng)程序進(jìn)行處理，發(fā)送數(shù)據(jù)后再次進(jìn)入接收模式，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、測(cè)量結(jié)果顯示，并等待串口再次中斷。圖2為串口中斷服務(wù)子程序的流程圖。

3．3 PC機(jī)程序設(shè)計(jì)

PC機(jī)的監(jiān)控程序主要涉及人機(jī)界面的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)以及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理。采用微軟公司的Visual c++開(kāi)發(fā)軟件編寫(xiě)程序，使用其提供的控件MScomm實(shí)現(xiàn)串行通信，利用事件驅(qū)動(dòng)方式從串口接收數(shù)據(jù)，并將得到的數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中。可對(duì)多個(gè)控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。控制軟件大致可分為串口通信模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)處理模塊和顯示模塊，能實(shí)現(xiàn)以下四個(gè)功能：

①數(shù)據(jù)讀取：實(shí)時(shí)采集干燥控制器測(cè)量的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。
②實(shí)時(shí)畫(huà)面顯示：根據(jù)選定的方式實(shí)時(shí)地顯示檢測(cè)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，并對(duì)畫(huà)面動(dòng)態(tài)更新。
③參數(shù)設(shè)定：根據(jù)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)值的比較結(jié)果或人工設(shè)定，輸出對(duì)干燥控制器的控制參數(shù)。
④歷史數(shù)據(jù)庫(kù)查詢：將整個(gè)生產(chǎn)周期的數(shù)據(jù)存人數(shù)據(jù)庫(kù)．可以隨時(shí)回放、杏詢和打印。(end)