石灰乳濃度在線檢測裝置的研究及應(yīng)用探討

黃健

[摘? ? 要]文章介紹石灰乳濃度在線檢測裝置的工作原理，通過專業(yè)的研究與調(diào)查，精準(zhǔn)找出該檢測裝置的硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)，為探索該在線檢測裝置的應(yīng)用效果，以某具體的石灰乳濃度在線檢測裝置為例，闡述其運(yùn)用過程，從而確認(rèn)該裝置在工業(yè)生產(chǎn)中的適用性。

[關(guān)鍵詞]在線檢測裝置;石灰乳濃度;軟件設(shè)計(jì);單片機(jī)系統(tǒng)

[中圖分類號(hào)]TS244.2 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2021）11–0–02

Research and Application of on-line Detection Device for Lime milk Concentration

Huang Jian

[Abstract]This paper will introduce the working principle of the on-line detection device of lime milk concentration in detail. Through professional research and investigation， we will accurately find out the hardware design and software design of the detection device. In order to explore the application effect of the on-line detection device， we will take a specific on-line detection device of lime milk concentration as an example to elaborate its application process， So as to confirm the applicability of the device in industrial production.

[Keywords]on-line detection device; lime milk concentration; software design; single chip microcomputer system

在當(dāng)前的化工生產(chǎn)中，相關(guān)人員需利用合理性裝置適時(shí)檢測該類生產(chǎn)過程的科學(xué)性、相關(guān)數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性，在應(yīng)用石灰乳濃度在線檢測裝置后，受該裝置內(nèi)部性能優(yōu)勢的影響，在開展數(shù)據(jù)檢測時(shí)可取得理想效果。

1 石灰乳濃度在線檢測裝置的工作原理

石灰乳濃度在線檢測裝置在執(zhí)行測量工作時(shí)，相關(guān)人員需科學(xué)測量石灰乳的比重值。依照相關(guān)攪拌池的具體特點(diǎn)，可利用頂裝插入類密度傳感器來在線測量石灰乳密度，該項(xiàng)傳感器能對(duì)多項(xiàng)液態(tài)混合物或液體實(shí)行線上密度測量，并在該類裝置中顯出濃度值與密度值，并完成相關(guān)信號(hào)的輸出，有效增強(qiáng)工業(yè)生產(chǎn)的過程控制。

石灰乳濃度在線檢測裝置的工作原理為相關(guān)人員可利用石灰乳內(nèi)的浮球來觀察其浮力的變化，其浮力大小的具體變化與該石灰乳的濃度值存有較大關(guān)聯(lián)，需利用杠桿結(jié)構(gòu)將作用力放大，并將該力度放置到頂裝插入類密度傳感器內(nèi)，利用模擬信號(hào)來完成控制器的傳輸工作。在當(dāng)前工作人員使用的傳感器中還存有溫度傳感器，該類傳感器可有效控制石灰乳內(nèi)部的溫度信號(hào)，總控制器在接收頂裝插入類密度傳感器與溫度傳感器的各類信號(hào)后，利用A/D信號(hào)轉(zhuǎn)換與信號(hào)放大等形式換算石灰乳的濃度與密度，并將該數(shù)據(jù)系進(jìn)行發(fā)送到石灰乳濃度在線檢測裝置的顯示器中。

2 石灰乳濃度在線檢測裝置的整體設(shè)計(jì)

2.1 硬件設(shè)計(jì)

2.1.1 測量傳感器

在設(shè)計(jì)石灰乳濃度在線檢測裝置前，相關(guān)人員應(yīng)明確其硬件中的主要裝置形態(tài)。針對(duì)硬件設(shè)計(jì)，測量傳感器的設(shè)計(jì)較關(guān)鍵。比重測量傳感器應(yīng)用的領(lǐng)域較多，其主要特征為液晶顯示的數(shù)據(jù)為四位數(shù)，在安裝過程中，由于其裝入液體就能完成讀數(shù)功能，其安裝使用較便利，在當(dāng)前的化工生產(chǎn)中其可連續(xù)不間斷地進(jìn)行液體測量，相關(guān)人員可將該項(xiàng)裝置放置到生產(chǎn)過程控制中，有效增強(qiáng)該項(xiàng)裝置的控制效果。

2.1.2 S7-1200PLC控制系統(tǒng)

在石灰乳濃度在線檢測裝置的內(nèi)部，為增強(qiáng)現(xiàn)場控制與相關(guān)項(xiàng)目的具體要求，要在該在線檢測裝置中安裝一組以數(shù)字運(yùn)算為主的電子操作系統(tǒng)，并運(yùn)用到當(dāng)前的工業(yè)環(huán)境內(nèi)。針對(duì)S7-1200PLC控制系統(tǒng)來說，在該系統(tǒng)中其可執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算、計(jì)數(shù)運(yùn)算、定時(shí)、順序控制與邏輯運(yùn)算等指令，再利用相關(guān)模擬數(shù)字的輸出與輸入來完成系統(tǒng)控制。在該石灰乳濃度在線檢測裝置中，相關(guān)人員依照該裝置的內(nèi)部功能，合理挑選出S7-1200PLC控制系統(tǒng)，其原因在于該控制系統(tǒng)內(nèi)部控制器的功能較強(qiáng)大、使用靈活，其能高效滿足多項(xiàng)設(shè)備的自動(dòng)化需求。在S7-1200PLC控制系統(tǒng)的CPU中，其能有效整合輸出電路、輸入電路、集成電源、微處理器等，利用該類控制系統(tǒng)在完成用戶程序的下載后，該CPU內(nèi)將含有監(jiān)控應(yīng)用中所有的設(shè)備邏輯。相關(guān)人員在使用S7-1200PLC控制系統(tǒng)時(shí)，可依照用戶邏輯來完成監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的輸出與輸入，對(duì)其內(nèi)部的CPU與控制程序進(jìn)行合理訪問。

2.1.3 面板設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)石灰乳濃度在線檢測裝置中的硬件設(shè)施時(shí)，相關(guān)人員還需開展必要的面板設(shè)計(jì)，其具體形態(tài)如圖1所示，該類面板的運(yùn)用范圍較廣泛，如圖書館、展覽館、酒店、賓館、郵政系統(tǒng)與公安消防系統(tǒng)中都能看到該類面板。具體來看，在進(jìn)行面板的選擇與設(shè)計(jì)中，相關(guān)人員可將其放置到較高級(jí)別的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，借助該面板本身的性能來增強(qiáng)相關(guān)數(shù)據(jù)是開放度、透明度。一般來講，硬件系統(tǒng)中的面板在實(shí)際應(yīng)用中帶有高生產(chǎn)力、高效率與高利用率等優(yōu)勢，利用該項(xiàng)優(yōu)勢可有效增強(qiáng)石灰乳濃度在線檢測裝置的整體競爭力、縮減應(yīng)用成本與減少消耗時(shí)間等。在線檢測裝置中的面板還帶有高可視化需求，在正式安裝與使用時(shí)，工作人員需密切關(guān)注面板內(nèi)部的裝配夾切口、接口與嵌入類密封件的具體位置，利用其位置設(shè)計(jì)的科學(xué)性來滿足面板內(nèi)部的可視化需求。

2.1.4 通信形態(tài)

在使用石灰乳濃度在線檢測裝置期間，相關(guān)人員應(yīng)適時(shí)關(guān)注該裝置中的通信形態(tài)。在當(dāng)前的在線檢測裝置中其顯示器與PLC控制系統(tǒng)由網(wǎng)線完成連接，相關(guān)人員可在面板中精準(zhǔn)讀取PLC控制系統(tǒng)中的變量值，借助網(wǎng)線將該項(xiàng)變量值投射到顯示器中，在觀察數(shù)據(jù)信息的變化程度時(shí)，若想調(diào)整該類數(shù)據(jù)，可將其放置到面板中進(jìn)行修改，并適時(shí)調(diào)整PLC控制系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)的數(shù)值。

2.2 軟件設(shè)計(jì)

2.2.1 顯示界面

在完成了石灰乳濃度在線檢測裝置中的硬件設(shè)計(jì)后，相關(guān)人員應(yīng)科學(xué)設(shè)計(jì)該裝置中的各類軟件。在設(shè)計(jì)顯示界面期間，應(yīng)明確該界面中的主界面、登錄界面與各功能界面的設(shè)計(jì)方案，及時(shí)查找三者的異同。針對(duì)主界面，其為調(diào)整石灰乳濃度的初始界面，無論其內(nèi)部的子界面出現(xiàn)何種返回與跳轉(zhuǎn)，該工作程序都要記錄在主界面內(nèi)，該界面還能顯現(xiàn)出石灰乳在相關(guān)試驗(yàn)過程中的具體比重值、日期與時(shí)間。在主界面中工作人員還能看到與各界面聯(lián)系緊密的切換按鍵，為增強(qiáng)主界面的安全性，管理人員在該界面中設(shè)置了登錄密碼。對(duì)于登錄界面而言，其為主界面與各功能界面的連接界面，在進(jìn)行使用時(shí)要輸入此前設(shè)置的密碼，當(dāng)前該界面的初始密碼為1111，在完成密碼輸入后，可進(jìn)入各功能界面中。在石灰乳濃度在線檢測裝置中的功能界面中，其主要包含系統(tǒng)設(shè)置功能、歷史數(shù)據(jù)查詢功能、內(nèi)部參數(shù)設(shè)置功能與比重值的監(jiān)控功能。

2.2.2 PLC控制程序

在設(shè)計(jì)石灰乳濃度在線檢測裝置中的PLC控制程序期間，相關(guān)人員需明確該控制程序的設(shè)計(jì)內(nèi)容，如時(shí)間程序、比重計(jì)的清洗過程設(shè)計(jì)程序、比重值的采樣濾波程序與比重值的讀取轉(zhuǎn)換程序等。在PLC控制程序內(nèi)，其重點(diǎn)設(shè)計(jì)內(nèi)容為比重值的讀取轉(zhuǎn)換程序與該數(shù)值的采樣濾波程序。針對(duì)前者來說，該項(xiàng)數(shù)值的讀取轉(zhuǎn)換程序?yàn)閷⒈戎赜?jì)內(nèi)變送器的信號(hào)值放置到PLC寄存器內(nèi)，再完成相關(guān)信號(hào)的轉(zhuǎn)換;而后者的作用主要為降低生產(chǎn)過程中因外部影響而帶來的信號(hào)干擾，有效增強(qiáng)比重值測算的準(zhǔn)確度。由于石灰乳濃度在線檢測裝置內(nèi)的攪拌池工作帶有周期性，在攪拌過程中會(huì)出現(xiàn)不同形態(tài)的噪聲等干擾信號(hào)，利用適宜的濾波程序可有效消減噪聲對(duì)該數(shù)值的影響，適時(shí)增強(qiáng)其測量的準(zhǔn)確性。

3 石灰乳濃度在線檢測裝置的實(shí)際應(yīng)用

3.1 設(shè)計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)

在正式使用石灰乳濃度在線檢測裝置前，相關(guān)人員需明確該類裝置的測量、工作原理，并對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)行合理設(shè)計(jì)。石灰乳濃度在線檢測裝置中的單片機(jī)系統(tǒng)以PLC控制系統(tǒng)為核心，在正式使用時(shí)，該類控制系統(tǒng)會(huì)合理收集溫度傳感器與頂裝插入類密度傳感器內(nèi)的濃度信息，在完成對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)采集后，利用A/D模式來完成相關(guān)數(shù)據(jù)信息的轉(zhuǎn)換，并借助顯示屏顯現(xiàn)該裝置中的數(shù)據(jù)信息。即相關(guān)人員在接通石灰乳濃度在線檢測裝置的電源后，其內(nèi)部的頂裝插入類密度傳感器與溫度傳感器便開始運(yùn)作，而在單片機(jī)系統(tǒng)在完成初始化后，該類系統(tǒng)可快速采樣溫度傳感器、頂裝插入類密度傳感器中的數(shù)據(jù)信息，在完成數(shù)據(jù)采樣后，利用系統(tǒng)內(nèi)部的自動(dòng)分析功能開始分析、整合與存儲(chǔ)該類數(shù)據(jù)，將其具體的溫度與濃度呈現(xiàn)在對(duì)應(yīng)的顯示屏中，PLC控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)借用相關(guān)芯片與網(wǎng)線傳輸?shù)酵ㄐ畔到y(tǒng)內(nèi)。在確認(rèn)單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部各項(xiàng)運(yùn)行裝置較合理后，相關(guān)人員可將其放置到石灰乳濃度在線檢測裝置中，并開展適宜的試運(yùn)行活動(dòng)。

3.2 控制生產(chǎn)使用過程

在切實(shí)掌握了石灰乳濃度在線檢測裝置中的硬件與軟件設(shè)計(jì)、安裝方式后，相關(guān)人員依照此前了解的設(shè)計(jì)、安裝順序，科學(xué)設(shè)計(jì)其內(nèi)部的軟件與硬件，再將單片機(jī)系統(tǒng)放置到該項(xiàng)裝置內(nèi)。為增強(qiáng)石灰乳濃度在線檢測裝置的使用效果，在進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)使用前，需對(duì)該裝置開展試運(yùn)行，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)與解決問題，適時(shí)扼殺生產(chǎn)過程中的各項(xiàng)隱患。石灰乳濃度在線檢測裝置在開展試運(yùn)行前，工作人員需全面檢查該項(xiàng)裝置的硬件與軟件系統(tǒng)，確保其各項(xiàng)功能界面與系統(tǒng)裝置的正常，提升此后數(shù)據(jù)讀取的科學(xué)性。在進(jìn)行生產(chǎn)使用的過程中，需保留1至2名工作人員及時(shí)讀取與記錄系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)值，并適時(shí)審查其與該裝置初始設(shè)計(jì)時(shí)的異同，若在試運(yùn)行期間發(fā)現(xiàn)問題要立即暫停該裝置的運(yùn)行，及時(shí)查明產(chǎn)生問題的原因，并利用針對(duì)性措施來解決該問題，再對(duì)該系統(tǒng)實(shí)行重新運(yùn)行，直到其讀取的數(shù)據(jù)信息達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為止。一般來講，石灰乳中的溫度與濃度值會(huì)受到生產(chǎn)場地內(nèi)部具體環(huán)境的影響，也就難以避免地產(chǎn)生誤差，石灰乳濃度在線檢測裝置在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，其誤差值在0.5°以內(nèi)較合理，若超出該誤差值，則要全面找尋該裝置的運(yùn)行問題。

3.3 應(yīng)用結(jié)果

石灰乳濃度在線檢測裝置在完成試運(yùn)行后，相關(guān)人員需科學(xué)觀察其檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，如石灰乳的濃度與溫度等。由于石灰乳濃度在線檢測裝置的運(yùn)行環(huán)境一般，工作人員在考量該項(xiàng)數(shù)據(jù)時(shí)，需將其誤差值納入具體的考量范疇中，透過試運(yùn)行中的數(shù)據(jù)可看出該類數(shù)據(jù)的誤差值在0.5°以內(nèi)。即，該類裝置在運(yùn)行中沒有受到相關(guān)環(huán)境的干擾，其數(shù)據(jù)信息較精準(zhǔn)，因而可將石灰乳濃度在線檢測裝置應(yīng)用到正式的生產(chǎn)活動(dòng)中。在利用石灰乳濃度在線檢測裝置開展相關(guān)生產(chǎn)活動(dòng)前，工作人員應(yīng)適時(shí)測量該生產(chǎn)環(huán)境中的各項(xiàng)要素，如濕度、溫度等，高效控制該類作業(yè)環(huán)境，降低該裝置在實(shí)際運(yùn)行中遭受的影響，繼而有效提升該裝置數(shù)據(jù)測量的準(zhǔn)確性，使其更為靈活、安全地應(yīng)用到化工生產(chǎn)中。

4 結(jié)束語

石灰乳濃度在線檢測裝置在進(jìn)行實(shí)際運(yùn)用時(shí)，相關(guān)人員需科學(xué)檢測該裝置的應(yīng)用環(huán)境，對(duì)該裝置的內(nèi)部軟硬件進(jìn)行科學(xué)化設(shè)計(jì)，在提升其數(shù)據(jù)檢測準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)其對(duì)生產(chǎn)測量環(huán)境的適應(yīng)性，繼而提升石灰乳濃度、溫度的檢測水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 李香蘭.廣西北山黃鐵礦型鉛鋅礦床采礦酸性廢水石灰乳處理方法研究[J].礦產(chǎn)與地質(zhì)，2020，34（4）：810-814.