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主程序中，控制器首先对碱液的电导率和温度进行采样，并对采样的数据进行校正处理，得到碱液的浓度数值。然后根据设定浓度数值和测量浓度数值的误差，依据PID算法，通过D/A转换单元，输出4 mA～20 mA的电流控制电动比例阀的开度，以保证碱液的浓度稳定在设定值上；其次，对测量的工艺参数进行记录存储，并处理有关人机操作和数据显示方面的工作。
数据采集子程序主要完成碱液电导率和温度的采集，并对A/D转换的数据进行滤波处理以增加数据的稳定性。在数据处理子程序中，首先根据采集到的温度和电导率数值，对浓度进行非线性校准，然后进行温度补偿，最后进行现场多点校准。经过处理得到精确的碱液浓度数值。
在比例阀的输出控制子程序中，采用闭环增量式PID算法，这种算法只需保持当前时刻之前三个时刻的误差即可。它与位置式PID相比，有下列优点：
(1)位置式PID算法每次输出与整个过去状态有关，计算式中要用到过去误差的累加值，因此，容易产生较大的累积计算误差。而增量式PID只需计算增量，计算误差或精度不足时对控制量的计算影响较小。
(2)手动控制到自动控制的切换时，位置式PID算法必须先将计算机的输出值置为原始阀门开度，才能保证无冲击切换。若采用增量算法，与原始值无关，易于实现手动到自动的无冲击切换。
数据记录子程序根据设定的时间间隔对浓度、温度、日期时间等数据进行记录，以方便后来检索。串行中断程序主要完成数据的发送和接收，定时中断程序完成多个任务的定时功能。通信处理子程序主要完成控制器与触摸屏通信数据交换的功能。
2 人机通信界面
作为人机接口的触摸屏，本系统制作了很人性化的界面。可实现主要包括目标浓度设定、实时浓度和温度的显示、现场多点校准、PID参数整定、浓度/温度实时曲线和历史曲线的显示、浓度/温度历史记录的查询等功能。
微控制器和触摸屏之间通过RS－232C串行接口进行通信，采用MODBUS通信协议RTU(远程终端单元)传送模式。
MODBUS协议是一种串行的主从通信协议。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信。它描述了控制器请求访问其他设备的过程，如何回应来自其他设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式[6]。
3 产品特点和技术指标
3.1 产品特点
(1)友好的人机界面：彩色液晶触摸屏，显示单位为g/L，显示直观，操作方便；
(2)采用感应传感器，实现非接触测量，耐用，免维护；
(3)高精度连续在线测量；
(4)方便的在线校准功能；
(5)插入式安装，简单方便。
3.2 技术指标
(1)浓度测量范围：0～100 g/L；
(2)浓度测量精度：±1 g/L；
(3)浓度控制精度：±1 g/L；
(4)温度测量范围：0～150 ℃；
(5)温度测量精度：±5 ℃；
(6)工作温度范围：5～120 ℃。
由西安德高印染自动化工程有限公司开发的用于印染前处理的淡碱浓度测量控制系统，针对印染厂传统的以人工滴定来控制烧碱浓度精度低、不能连续检测的缺点，采用非接触式浓度传感器和ATmega128微处理器，实现了对碱液浓度测量与控制的自动化。适用于印染前处理的退浆、煮练和丝光水洗后落碱的淡碱浓度测量控制，对淡碱溶液浓度进行在线检测及连续控制，使淡碱溶液浓度稳定在工艺要求的范围内。多家印染厂实际应用的结果表明，该系统运行稳定可靠、测量准确、操作简便、维护方便，并在监控、信息记录和查询等方面有独特的功能，具有良好的社会经济效益。

参考文献
[1] 徐谷仓.印染前处理工序的工艺设计及管理(一)[J].印染，2008，34(5)：36-39.
[2] 武卫强.印染前处理淡碱浓度在线检测与控制的研究[D]. 西安工程大学，2007.
[3] 陈立秋.染整工艺碱液的测控[J].染整技术，2005，27(6)：39-46.
[4] 武卫强，刘涛.非接触式浓度计在印染前处理工艺中的应用[J].印染，2007，33(06)：29-31.
[5] 马潮.高档8位单片机ATmega128原理与开发应用指南(上)[M]．北京：北京航空航天大学出版社，2004.
[6] Modicon modbus protocol reference guide.MODICON, Inc., Industrial Automation Systems.

关键词： 浓度测量 控制系统