摘要：在成熟的煅烧-冷却工艺模块下，通过快捷准确的取样化验,给予控制单元有效信号输入，MCU依据既定算法,给出相应输出信号，伺服设备响应输出信号并执行相应动作调整工艺参数，再到化验参数采集，形成闭环控制。
关键词：煅烧-冷却模块，取样测水，ADC，MCU，光电隔离，闭环控制
Abstract: under the mature calcination cooling process module, through fast and accurate sampling and testing, the effective signal input is given to the control unit. According to the established algorithm, the MCU gives the corresponding output signal, and the servo device responds to the output signal and performs the corresponding action to adjust the process parameters, and then to test parameter acquisition, forming a closed-loop control.
Key words: calcination cooling module, sampling water measurement, ADC, MCU, photoelectric isolation, closed-loop control
正文 ：
煅烧冷却工段是决定脱硫石膏生产质量核心工艺节点，由于高质量的脱硫石膏制品需要低温煅烧的生产模式，其投料与成品出粉之间存在一个较长的时间差，并考虑人为因素，其成品粉质量的检测化验无法做到连续有序进行，导致脱硫石膏在生产运行中产品质量大幅波动。为解决以上问题，本人提出一种煅烧-冷却单元智能控制改造方案，在解决成品质量波动的同时，精简人工，实现一键调试，一键开机，节省生产粉线运行成本，最终实现无人值守生产，达成产业升级的政策的导向。
该智能控制系统以工业级增强型单片微型计算机（MCU）为核心，（下文单片机）以取样测水机构为信号输入端，以光电隔离下的伺服执行机构作为输出端，通过对产品结晶水含量的测定，调整原料投料量和热源供给，兼顾投料与产出的时间差，经过工艺人员所开发的专有控制算法，实现对产品质量的连续控制，该系统的直观展示图下图所示：
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（一）说明：
1.取样/测水
煅烧—冷却模块产出成品粉经流管进入下游工艺系统，在流管上设置一微型螺旋取样装置，所取样粉先进入缓冲容器，内有测水仪器会对样品进行结晶水值的测量，样粉在缓冲容器内满足测水的时间要求后，容器底部闸板开阀，样粉再次进入流管进入下游工艺环节。
2.信号输入
炉底温度传感器与取样测水模块所取得的测量信号，经过ADC转换后输入单片机，ADC器件与单片机采用更加可靠的串行通信方式，通信协议如：I2C、SPI等。
3.信号处理与控制算法
为提高程序的运行效率，控制程序采用标准C语言编写，主函数下设调试与提产两个子函数，调试子函数以温度变量作为返回值；提产子函数以投料变量作为返回时，并各自对应不同算法流程，算法流程在此不做详细讨论。
4.输出信号执行
单片机经过处理后输出信号由伺服设备放大功率，驱动执行机构执行动作，输出信号分两路，一路以整形变量格式输出，通过与计量皮带秤的通信连接，实现粉线投料量的控制，另一路以逻辑信号或模拟信号输出的形式控制电磁蝶阀的开合程度，调节换热介质流量，控制煅烧冷却模块的换热工况。
5.其它功能
由于投料与产出存在时间差，为了保证闭环控住的连续性，一方面在程序中加入延时子函数，方便某投料时间与对应检测时间基本吻合，另一方面需要把工艺参数经液晶显示屏实时显示，在程序中设置中断功能，按已设置周期将工艺参数上传记忆单元并刷新，在停机再次开机时，控制单元首先读取存储参数，作为再次开机调试提产工艺参照。
（二）需要解决的问题
1.抗干扰设计
由于单片机与外界信号交换必须设置可靠的光电隔离，同时拥有独立的地线
MCU外围设备必须做到防尘，防水，防震设计，防止物理环境因素导致的程序跑飞现象。
2.程序算法设计
控制程序的编写要结合脱硫石膏的物理特性和工艺控制规律，程序设计人员与工艺控制人员开展联席工作，可以在PROTUES等专门工具上进行模拟工况和程序的调试，不断改进完善。
结语：
相比于传统的PLC工控系统而言，以MCU为核心的控制单元体积更小，功耗更低，后者最大的优势在于程序编写的更大自由度保证了系统智能化控制的实现，当然，为了达到PLC控制的可靠性效果，需要在MCU程序设计的优化以及硬件抗干扰设计上多做扎实的工作。