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橡胶加工厂除尘设备实时控制系统设计及其实施

橡胶加工企业在混炼橡胶过程中产生大量含尘废气以及颗粒物，严重污染车间及周边环境，极大地影响生产操作及操作人员的身体健康。在混橡车间改造的同时，对车间环保设施与生产工艺实行“三同时”，对污染严重的混橡室、配料间、上料系统、辗叶间装置等生产设备进行污染治理。我们采用了Advantech公司的工业控制计算机、数据采集板卡、数字量输入输出板卡、模拟量输出板卡等工控产品，系统稳定性良好，取得了较好的经济效益。为了充分反映整个除尘过程中气压、加速度信号变化的趋势，系统要求实时控制系统在打开电磁阀的同时，便开始进行高速数据采集，即对计算机控制系统而言，数据采集和电磁阀开启动作是并行工作的，为了实现这一功能，采用了由工业控制计算机通过PCL-725给PLC发送TTL电平控制命令的同时，便开始进行数据采集，驱动电磁脉冲阀由PLC来实现，考虑到PLC的响应时间以及电磁阀的响应时间，实际上是在电磁脉冲阀阀门开启之前，工业控制计算机便开始进行数据采集了，正好满足了装置实时控制的需要。本装置要求控制系统具有较强的实时能力，并且控制系统在实时控制各控制单元的同时，还要进行实时数据处理和存贮，因此，要求本测控软件具有与之相适应的实时性能。为此，采用Visual C＋＋完成对PCL－818HD、PCL－725，PCL－728等板卡底层端口的读写，并将其编译成动态连接库（DLL），以供其它程序调用。Visual Basic具有极强的对应用层程序支持的能力，而缺乏对硬件底层的访问能力，因此，本控制系统采用Visual Basic编写人机接口程序（HMI Human Machine Interface），完成控制程序初始化参数的设置、文件操作管理、数据的存贮、以及与其它应用程序的接口管理等。 Matlab具有强大数值计算功能和丰富的函数库，然而作为一种以解释方式运行的高级计算机语言,Matlab程序的执行效率较低。整个控制程序将Visual C++以及Visual Basic程序和Matlab三者的优势结合起来，实现三者无缝隙的连接，很好的解决数据存储、处理以及图形绘制之间的矛盾，从而大大减少软件的开发周期，降低程序设计的复杂度。在本实时控制系统中，由于传感器的信号十分微弱，必须采用各种抗干扰手段来抑制噪声干扰对测量结果的影响。干扰进入监测系统主要通过（1）从系统的工频电源进入，（2）通过电磁耦合，（3）通过监测元件进入。由于数字滤波是以对信号的高速数据采集为基础的，但高速数据采集器采样量化的分辨率有限，系统采用了模拟滤波和数字滤波相结合的方法。即先用模拟滤波去掉大部分的干扰能量，然后再用高速数据采集，对原始采样数据中的干扰进行数字滤波处理，以取得{zj0}的滤波效果。

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