筑路工程滾筒式瀝青混合料拌合機(jī)微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

趙娜

【摘 要】微機(jī)控制攪拌機(jī)滾筒式瀝青混合料是筑路機(jī)械在我國(guó)的發(fā)展方向。與強(qiáng)制混合裝置相比，混合微機(jī)控制設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用效果好、維護(hù)成本低，移動(dòng)方便、空氣污染少等特點(diǎn)，特別是在經(jīng)濟(jì)效益上的優(yōu)越性。論文介紹了筑路工程滾筒式瀝青混凝土攪拌機(jī)，根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程，將控制系統(tǒng)分為相對(duì)獨(dú)立的瀝青比例控制系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)控制程序。

【Abstract】The drum type asphalt mixture controlled by microcomputer is the development direction of road machinery in china.Compared with forced mixing device， mixing microcomputer control equipment has the advantages of simple structure， good use effect， low maintenance cost， convenient to move， less air pollution， especially the superiority on economic benefit. This paper introduces a roller type asphalt concrete mixer for road engineering. According to the production process， the control system is divided into relatively independent asphalt proportion control system and temperature control system control program.

【關(guān)鍵詞】瀝青混合料；滾筒式攪拌機(jī)；控制系統(tǒng)

【Keywords】asphalt mixture；drum mixer；control system

【中圖分類(lèi)號(hào)】TU85 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）06-0167-02

1 引言

滾筒式瀝青混凝土攪拌機(jī)可以在低溫或室溫產(chǎn)生大量的高質(zhì)量的混合攪拌料，該設(shè)備輕便、高效、經(jīng)濟(jì)，已被廣泛使用。瀝青混凝土道路施工需要大量的瀝青和石料，在此過(guò)程中，可以進(jìn)行舊有混凝土回收再利用。但在瀝青混凝土道路修復(fù)或重建中，通常很清楚的是，舊的瀝青混凝土已經(jīng)被拆除，而沒(méi)有使用。因此，舊的瀝青混凝土要經(jīng)濟(jì)的合理的再利用，也是輔助道路建筑材料的來(lái)源。本文對(duì)瀝青混凝土攪拌微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的硬件、軟件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。

2 控制硬件系統(tǒng)

滾筒式瀝青混合料攪拌機(jī)的計(jì)算機(jī)智能控制系統(tǒng)、物料溫度、房間溫度的需要，瀝青煙氣溫度的溫度模擬量，皮帶速度、瞬時(shí)流量和累積流量和速度再生瀝青，響應(yīng)頻率不同的開(kāi)關(guān)過(guò)程和控制輸入。根據(jù)混頻器的實(shí)時(shí)控制要求，控制系統(tǒng)由多個(gè)微機(jī)控制系統(tǒng)組成。主機(jī)和從機(jī)數(shù)據(jù)通過(guò)串口傳輸。

2.1 用于多單片機(jī)的溫度測(cè)量系統(tǒng)

根據(jù)該行業(yè)的特點(diǎn)，采用熱電偶技術(shù)對(duì)煙氣溫度和瀝青溫度進(jìn)行了測(cè)量。該系統(tǒng)實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、精度高、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可方便地連接到計(jì)算機(jī)測(cè)量接口板[1]。在控制系統(tǒng)中，采用A/D板A/D板輸出熱電偶測(cè)量，每個(gè)功能都有單片機(jī)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集和串行通信電路、A/D可以很容易地使用光電隔離，從而提高抗干擾能力和可靠性。考慮兩行模擬輸入的A/D板，A/D板采用差分放大器，放大器輸入差分放大器電路實(shí)現(xiàn)了平衡，對(duì)稱(chēng)，減少了干擾，特別是常見(jiàn)的模態(tài)干擾。

2.2 通訊協(xié)議

根據(jù)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，使用不同的通信協(xié)議，特別是開(kāi)發(fā)的一種簡(jiǎn)便、有效、安全的通信協(xié)議，提高了效率和串行通信的可靠性，使系統(tǒng)正常運(yùn)行。串口通信方式發(fā)送和接收兩個(gè)電線，使用主從模式，以計(jì)算機(jī)為主機(jī)，將收集的單片機(jī)控制面板，收集到的數(shù)據(jù)被組織成一個(gè)多機(jī)系統(tǒng)。使用單一字節(jié)地址作為一個(gè)命令來(lái)收集數(shù)據(jù)，使用編碼模式，輸入板能傳輸數(shù)據(jù)，使它可以得到所需的數(shù)據(jù)[2]。

2.3 通訊協(xié)議的分析

該系統(tǒng)可以滿足應(yīng)用系統(tǒng)的要求，通信協(xié)議能夠提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省Ｖ鳈C(jī)發(fā)送的輸出或采集指令，包括地址信息，以單片集成電路只要考慮接收地址和單片集成電路的命令是一樣的，并做出相應(yīng)的處理，不可以處理不同的地址。單個(gè)芯片機(jī)通信協(xié)議的處理過(guò)程簡(jiǎn)單且響應(yīng)迅速。該標(biāo)準(zhǔn)適用于通信協(xié)議幀格式，但標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議幀格式是復(fù)雜的，處理器響應(yīng)速度慢，傳輸效率低。

3 控制系統(tǒng)軟件

3.1 數(shù)據(jù)采集模塊

①使用通信控件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集：根據(jù)溝通事件的事件標(biāo)志判斷，就可知觸發(fā)事件的原因和相應(yīng)的處理。根據(jù)通信協(xié)議和外部收集板，串行通信程序來(lái)收集數(shù)據(jù)，并相應(yīng)處理它們。在一個(gè)程序中控制數(shù)據(jù)收集和時(shí)間控制的時(shí)間間隔太長(zhǎng)，導(dǎo)致采樣周期太長(zhǎng)，不能滿足控制需求。時(shí)間間隔太小，其他控件被激活的影響，也會(huì)影響實(shí)時(shí)的過(guò)程。所以，激活定時(shí)控制的時(shí)間間隔應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)選擇。在數(shù)據(jù)收集程序中，正確的數(shù)據(jù)收集和通信超時(shí)的處理是必需的，避免出現(xiàn)整個(gè)程序中出現(xiàn)溝通問(wèn)題。

②多線程數(shù)據(jù)采集：Windows操作系統(tǒng)是一個(gè)多任務(wù)操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)采集是利用多任務(wù)操作系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)和多線程串行通信。利用VC動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)（DLL），實(shí)現(xiàn)串口初始化線程按照通信協(xié)議中的時(shí)序進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)預(yù)處理。讀寫(xiě)串口操作采用非重疊方式，動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)使用Win32 API負(fù)責(zé)超時(shí)和其他錯(cuò)誤的有效處理[3]。整個(gè)采集過(guò)程與VB程序無(wú)關(guān)線程。收集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的內(nèi)存數(shù)據(jù)部分。VB程序提供的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)配置參數(shù)的通信接口功能，讀取數(shù)據(jù)，獲得每個(gè)通信板的狀態(tài)，并可直接用于數(shù)據(jù)交換接口函數(shù)和外部數(shù)據(jù)板。