基于can總線和模糊技術的秸稈烘干機智能控制系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于CAN總線和模糊技術的秸稈烘干機智能控制系統，設有若干個濕度傳感器和溫度傳感器、若干個PLC控制器以及232/CAN網關，濕度傳感器和溫度傳感器分別通過A/D模數轉換裝置連接對應的PLC控制器，每個PLC控制器通過232/CAN網關連通CAN?BUS總線，CAN?BUS總線連接PC機，PC機通過驅動模塊連接電子馬達，電子馬達連接所述烘干機。本實用新型通過模糊化控制帶式輸送秸稈烘干機的行進速度，從而保證達到最終設定的含水量；CAN總線的技術可以保證烘干機組長度超過二十多米的情況下的數據實時可靠的采集和處理。
【專利說明】
基于CAN總線和模糊技術的秸稈烘干機智能控制系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及秸桿烘干技術領域，尤其是涉及一種基于CAN總線和模糊技術的帶式輸送秸桿烘干機智能控制系統。
【背景技術】
[0002]帶式輸送烘干機是一種集輸送、烘干等多功能一體化的新型機械，適用于生物質發電廠秸軒燃料進入燃燒室前邊輸送邊烘干的新型烘干運輸機械。
[0003]國內外學者嘗試各種不同方法進行對烘干機行進速度實現智能控制，但都存在不同程度的缺陷。在已有技術中，2005年，西班牙格拉納達大學Ihosvany Alvarez_L<5pez等人在“Drying process of tobacco leaves by using a fuzzy controller，，( Fuzzysets and systems, 2005，150(3)，493-506)—文中將實際相對濕度與相對濕度參考值的偏差以及偏差的導數作為輸入、進口空氣作為輸出，基于模糊邏輯設計了煙草烘干機控制系統；2009年馬來西亞博特拉大學Hasmah Mansor等人在“Fuzzy Control of GrainDrying Process”(Computer Modelling and Simulat1n , 2009.UKSIM'09.1 IthInternat1nal Conference on, 2009, IEEE, 9-13)一文中提出在種子烘干機上實行模糊邏輯控制。該控制器包括兩個輸入:實際谷物水分含量和設定點含量的誤差以及誤差的變化率和有一個輸出:糧食流速。控制系統可以提供非常快的響應使得種子的水分含量接近設定點，并能夠消除谷物烘干過程中的干擾因素。2011年伊朗呼羅珊高等教育學院M.Zeynali等人在 “ Design and implementat1n for temp-weight and humiditycontrol of dryer based on fuzzy logic，，(Control，Instrumentat1n andAutomat1n (ICCIA)，2011 2nd Internat1nal Conference on, 2011, IEEE, 463-467)—文中設計用于烘干機的模糊控制器，達到了理想結果。它有三個輸入變量(溫度，濕度和重量)和兩個輸出變量(加熱器和風扇電壓)。該系統能夠用于農產品，食品或工業產品的烘干。然而，據我們所知，針對秸桿烘干過程的智能化控制系統很少被報道。經過中華人民共和國知識產權局網站檢索，尚無與本實用新型所提出的基于CAN總線和模糊技術的帶式輸送秸桿烘干機智能控制系統的相關專利。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是提供基于CAN總線和模糊技術的帶式輸送秸桿烘干機智能控制系統，通過模糊化控制帶式輸送秸桿烘干機的行進速度，從而保證秸桿達到最終設定的含水量，提高秸桿燃燒的質量，為秸桿能源的規模化利用奠定了基礎。
[0005]本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的，一種基于CAN總線和模糊技術的秸桿烘干機智能控制系統，其特征是，設有若干個濕度傳感器和溫度傳感器、若干個PLC控制器以及232/CAN網關，濕度傳感器和溫度傳感器設置在烘干機內，濕度傳感器和溫度傳感器分別通過A/D模數轉換裝置連接對應的PLC控制器，每個PLC控制器通過232/CAN網關連通CAN-BUS總線，CAN-BUS總線連接PC機，PC機通過驅動模塊連接電子馬達，電子馬達連接所述烘干機。
[0006]優選的，所述232/ CAN網關允許每個PLC有與CANopen總線連接的接口 ；任何PLC都可發起數據通信;CANopen網絡建立起標準串行通訊端口，連接多條串行網絡。
[0007]優選的，所述PLC控制器為FX-128MR或者FX232ADP。
[0008]優選的，所述每個PLC設置一個單獨的設備的ID號，其長度為11或29，作為PLC單元的地址。
[0009]優選的，所述濕度傳感器和溫度傳感器沿所述烘干機內的進口到出口之間均勻分布。
[0010]與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0011]第一，本實用新型包括232/ CAN網關、PLC、CANopen協議。每個PLC可以設置一個單獨的設備的ID號，其長度為11或29，作為PLC單元的地址。任何PLC都可發起的數據通信，而且數據不會丟失，因為網關可以自動進行數據仲裁。通過“虛擬串口”軟件的手段，CANopen網絡建立起標準串行通訊端口，從而可以連接多條串行網絡。
[0012]第二，秸桿烘干過程是一個時滯長、非線性的過程，傳統的控制技術無法滿足對烘干過程的精確控制，采用模糊控制技術能夠很好地解決這一難題:模糊智能控制能夠根據烘干過程中濕度和重量的實時變化情況，自動調節烘干機的輸送速度，直至秸桿達到烘干要求為止。模糊規則如下:IF〈重量誤差是…〉AND〈濕度的誤差是…〉THEN <物料的流動速度是…〉，共有25條模糊規則。
[0013]第三，本實用新型提高了系統的可靠性、實時性，且系統開發價格較低廉，性價比高，安裝維護簡單，在復雜的工業環境下具有適應能力強，反應快，魯棒性好，穩態誤差小，抗干擾強等優點。
【附圖說明】
[0014]圖1為基于CAN總線和模糊技術的帶式輸送秸桿烘干機智能控制系統模型構建方法流程圖。
[0015]圖2為基于CAN總線和模糊技術的帶式輸送秸桿烘干機智能控制系統的25條模糊規則。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步說明:
[0017]—種基于CAN總線和模糊技術的秸桿烘干機智能控制系統，包括若干個濕度傳感器和溫度傳感器、若干個PLC控制器以及232/CAN網關。
[0018]濕度傳感器和溫度傳感器設置在烘干機內，濕度傳感器和溫度傳感器分別通過A/D模數轉換裝置連接對應的PLC控制器，每個PLC控制器通過232/CAN網關連通CAN-BUS總線，CAN-BUS總線連接PC機，PC機通過驅動模塊連接電子馬達，電子馬達連接所述烘干機。
[0019]232/ CAN網關允許每個PLC有與CANopen總線連接的接口；任何PLC都可發起數據通信;CANopen網絡建立起標準串行通訊端口，連接多條串行網絡。
[0020]PLC 控制器為 FX-128MR 或者 FX232ADP。
[0021]每個PLC設置一個單獨的設備的ID號，其長度為11或29，作為PLC單元的地址。
[0022]濕度傳感器和溫度傳感器沿所述烘干機內的進口到出口之間均勻分布。
[0023]PLC與232/CAN網關是按Modbus協議通信，PC機與CAN-BUS總線之間是按CANopen協議進行通信嗎，232/CAN網關與CAN-BUS總線之間是按CANopen協議進行通信嗎。
[0024]如附圖1所示，232/ CAN網關允許每個PLC有與CANopen總線連接的接口。每個PLC可以設置一個單獨的設備的ID號，其長度為11或29，作為PLC單元的地址。
[0025]如附圖2所示，模糊規則如下:IF〈重量誤差是…〉AND〈濕度的誤差是…〉THEN<物料的流動速度是...>，共25條模糊規則。
[0026]工作原理為:采用模糊PID原理進行模糊溫度控制，232/CAN網關允許每個PLC有與CANopen總線連接的接口。任何PLC都可發起的數據通信，而且數據不會丟失，因為網關可以自動進行數據仲裁。通過“虛擬串口”軟件的手段，CANopen網絡建立起標準串行通訊端口，從而可以連接多條串行網絡。
【主權項】
1.一種基于CAN總線和模糊技術的秸桿烘干機智能控制系統，其特征是，設有若干個濕度傳感器和溫度傳感器、若干個PLC控制器以及232/CAN網關，濕度傳感器和溫度傳感器設置在烘干機內，濕度傳感器和溫度傳感器分別通過A/D模數轉換裝置連接對應的PLC控制器，每個PLC控制器通過232/CAN網關連通CAN-BUS總線，CAN-BUS總線連接PC機，PC機通過驅動模塊連接電子馬達，電子馬達連接所述烘干機;PC機包含模糊化控制模塊。2.根據權利要求1所述的基于CAN總線和模糊技術的秸桿烘干機智能控制系統，其特征是，所述232/ CAN網關允許每個PLC有與CANopen總線連接的接口 ；任何PLC都可發起數據通信;CANopen網絡建立起標準串行通訊端口，連接多條串行網絡。3.根據權利要求1所述的基于CAN總線和模糊技術的秸桿烘干機智能控制系統，其特征是，所述PLC控制器為FX-128MR或者FX232ADP。4.根據權要求I所述的基于CAN總線和模糊技術的秸桿烘干機智能控制系統，其特征是，所述濕度傳感器和溫度傳感器沿所述烘干機內的進口到出口之間均勻分布。
【文檔編號】F26B25/00GK205607122SQ201520940409
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年11月24日
【發明人】孫進, 曹肖偉, 黃則棟
【申請人】揚州大學