系統簡(jiǎn)介：
    橡膠加工企業(yè)在混煉橡膠過(guò)程中產(chǎn)生大量含塵廢氣以及顆粒物，嚴重污染車(chē)間及周邊環(huán)境，極大地影響生產(chǎn)操作及操作人員的身體健康。在混橡車(chē)間改造的同時(shí)，對車(chē)間環(huán)保設施與生產(chǎn)工藝實(shí)行“三同時(shí)”，對污染嚴重的混橡室、配料間、上料系統、輾葉間裝置等生產(chǎn)設備進(jìn)行污染治理。我們采用了Advantech公司的工業(yè)控制計算機、數據采集板卡、數字量輸入輸出板卡、模擬量輸出板卡等工控產(chǎn)品，系統穩定性良好，取得了較好的經(jīng)濟效益。

系統要求：

1）實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測氣包壓力、脈沖閥出口壓力、以及標耙加速度等電信號；

2）實(shí)時(shí)檢測污染源周?chē)拇髿赓|(zhì)量以及各種主要污染源成分；

3）根據檢測的周?chē)諝赓|(zhì)量實(shí)時(shí)控制洗塵設備的吸附效率；

4）根據需要在線(xiàn)除去吸塵通道中的吸附物；

5）實(shí)時(shí)報表打印、歷史數據存儲等；

6）實(shí)時(shí)在線(xiàn)繪制氣包壓力、脈沖閥壓力以及標耙加速度的變化曲線(xiàn)。

解決方案：

■控制系統的硬件設備選型及其應用特性
　　由于氣包除塵過(guò)程是極其短暫的，大約只有100～150ms的時(shí)間，控制工程最為關(guān)鍵的如何利用香農（Shannon）采樣理論將外部信號毫無(wú)失真地采集并轉化為計算機所用的數字信號，要實(shí)現這一過(guò)程必須有滿(mǎn)足兩個(gè)條件：（1）響應速度要達到１0kHz壓力變送器以及響應速度要達到１5kHz的壓力變送器；（2）電信號每個(gè)通道采集的速率的至少為30ks/s.

　　為滿(mǎn)足此設計要求，以及實(shí)時(shí)控制的需要，選用了高采集速率的數據采集板卡PCL－818HD，12bit模擬量輸出板卡PCL－728，還選用了驅動(dòng)能力達到24V@100mA的直流繼電器驅動(dòng)板卡PCL－725，

　　為了充分反映整個(gè)除塵過(guò)程中氣壓、加速度信號變化的趨勢，系統要求實(shí)時(shí)控制系統在打開(kāi)電磁閥的同時(shí)，便開(kāi)始進(jìn)行高速數據采集，即對計算機控制系統而言，數據采集和電磁閥開(kāi)啟動(dòng)作是并行工作的，為了實(shí)現這一功能，采用了由工業(yè)控制計算機通過(guò)PCL-725給PLC發(fā)送TTL電平控制命令的同時(shí)，便開(kāi)始進(jìn)行數據采集，驅動(dòng)電磁脈沖閥由PLC來(lái)實(shí)現，考慮到PLC的響應時(shí)間以及電磁閥的響應時(shí)間，實(shí)際上是在電磁脈沖閥閥門(mén)開(kāi)啟之前，工業(yè)控制計算機便開(kāi)始進(jìn)行數據采集了，正好滿(mǎn)足了裝置實(shí)時(shí)控制的需要。

■軟件設計
　　本裝置要求控制系統具有較強的實(shí)時(shí)能力，并且控制系統在實(shí)時(shí)控制各控制單元的同時(shí)，還要進(jìn)行實(shí)時(shí)數據處理和存貯，因此，要求本測控軟件具有與之相適應的實(shí)時(shí)性能。為此，采用Visual C＋＋完成對PCL－818HD、PCL－725，PCL－728等板卡底層端口的讀寫(xiě)，并將其編譯成動(dòng)態(tài)連接庫（DLL），以供其它程序調用。Visual Basic具有極強的對應用層程序支持的能力，而缺乏對硬件底層的訪(fǎng)問(wèn)能力，因此，本控制系統采用Visual Basic編寫(xiě)人機接口程序（HMI Human Machine Interface），完成控制程序初始化參數的設置、文件操作管理、數據的存貯、以及與其它應用程序的接口管理等。 Matlab具有強大數值計算功能和豐富的函數庫，然而作為一種以解釋方式運行的高級計算機語(yǔ)言,Matlab程序的執行效率較低。整個(gè)控制程序將Visual C++以及Visual Basic程序和Matlab三者的優(yōu)勢結合起來(lái)，實(shí)現三者無(wú)縫隙的連接，很好的解決數據存儲、處理以及圖形繪制之間的矛盾，從而大大減少軟件的開(kāi)發(fā)周期，降低程序設計的復雜度。

系統抗干擾措施：
　　在本實(shí)時(shí)控制系統中，由于傳感器的信號十分微弱，必須采用各種抗干擾手段來(lái)抑制噪聲干擾對測量結果的影響。干擾進(jìn)入監測系統主要通過(guò)（1）從系統的工頻電源進(jìn)入，（2）通過(guò)電磁耦合，（3）通過(guò)監測元件進(jìn)入。由于數字濾波是以對信號的高速數據采集為基礎的，但高速數據采集器采樣量化的分辨率有限，系統采用了模擬濾波和數字濾波相結合的方法。即先用模擬濾波去掉大部分的干擾能量，然后再用高速數據采集，對原始采樣數據中的干擾進(jìn)行數字濾波處理，以取得最佳的濾波效果。

■共模抑制技術(shù)
　　為提高系統的抗干擾性能，系統采用差分輸入方式，采用差分輸入可使來(lái)自設備震動(dòng)、以及變送器的白噪聲干擾相互抵消，實(shí)現了共模抑制電噪聲。

■模擬地隔離技術(shù)
　　為了使控制系統防止外界干擾除了供電系統采用隔離變壓器以外，在過(guò)程與過(guò)程通道之間也采取隔離方法，使其計算機系統與外界的過(guò)程控制器和變送儀表之間沒(méi)有公共地線(xiàn)，而是采用繼電器隔離方式，以提高系統的抗干擾能力。

■數字濾波處理技術(shù)
　　為了消除隨機信號以及其它干擾信號對壓力、加速度信號趨勢圖的影響，軟件設計時(shí)采用了軟件濾波方法。

　　在測量的過(guò)程中，由于傳感器的輸出信號只有幾微伏到幾百微伏，且內含有大量白噪聲，變送器本身也有白噪聲的干擾，同時(shí)信號又經(jīng)過(guò)變送器放大，因此，PCL－818HD采集的信號不可避免的參雜著(zhù)大量的白噪聲，且有用信號很容易被噪聲信號所淹沒(méi)，微了消除噪聲，本設計采用數字信號處理技術(shù)中的五點(diǎn)三次平滑數字濾波法。

系統原理圖：