本研究文档主要探讨了基于STM32微控制器的浆料浓度自动测控系统硬件的开发与实现。以下是根据文档内容提炼出的详细知识点：
一、引言及重要性
- 在制浆和造纸过程中，精确控制纸浆浓度对于稳定打浆效果和提高纸张质量具有重要作用。纸浆浓度控制能够减少纸张定量的波动、增加抄纸生产的稳定性。
- 由于纸浆生产过程中工艺参数变化大，难以建立精确数学模型，因此传统控制方法无法满足实际生产需求，控制器难以保持最优运行状态。
二、纸浆浓度的基本概念
- 纸浆浓度通常用单位质量纸浆中所含纤维的百分比来表示。
- 纸浆浓度是衡量纸浆得率的重要指标，也是影响上网浓度和流量乘积的主要因素，进而影响纸张的绝干浆量。
三、纸浆浓度的测量与控制原理
- 纸浆浓度测量通常采用刀式传感器，而流量测量则采用电磁流量计。
- 浓度控制执行器使用电动调节阀，通过控制稀释水量大小来调节浆料浓度。
- 控制器核心为单片机，配合E-PROM及实时时钟等微控制器实现浓度现场控制。
四、浓度控制回路工艺
- 浓度控制回路通过调节稀释水量来实现。为了防止纸浆浓度过高或过低，采用手动阀门进行粗调。
- 在间断制浆过程中，设定一次纸浆绝干量后，通过自动启动抽浆泵和开启稀释水阀门来调节纸浆浓度。
五、复杂控制算法的应用
- 纸浆浓度控制回路具有纯滞后、突发干扰和非线性特性，这使得传统单一的控制方法难以满足工艺要求。
- 文章提出了一种混合控制算法，用以应对纸浆浓度控制回路的复杂特性。
六、硬件设计与实现
- STM32作为控制器核心，具有运算速度快、可实现复杂控制算法的优势。
- 前端模拟处理电路设计要求具有较强的抗干扰能力，以有效防止外部信号的干扰。
- 硬件设计包括电源电路、STM32最小系统设计，以及液晶屏接线电路。
七、系统运行结果与分析
- 通过实验验证，基于STM32的浆料浓度自动测控系统能够很好地进行纸浆浓度的控制。
- 系统通过将浆料浓度变送器转换的4～20mA电流信号进行AD转换，并将浓度数值信号显示出来。
- 控制器将显示的浓度值与用户设定值进行比较，并据此调整电动阀的开度，从而调节稀释水量，实现对浆料浓度的精确控制。
八、其他相关知识
- 对于废纸制浆过程中的碎浆过程，纤维分离器对进浆浓度有范围要求。
- 打浆过程的叩解度在软测量算术表达式中，浓度也是一个重要因素。
- 造纸领域的集散控制系统将纸浆浓度调节作为重点，浓度控制回路的控制精度是衡量整个集散控制系统控制精度的重要参照。
九、实践教学体系的改革与探索（江西理工大学理学院）
- 文章还简要介绍了对电子信息科学与技术专业实践教学体系进行改革和探索的情况。
- 通过分析专业实践教学存在的问题，围绕专业发展方向进行了有益的改革，有效提高了专业人才的培养质量。
整体而言，本研究针对纸浆浓度控制的难题提出了基于STM32微控制器的解决方案，并详细阐述了系统的硬件设计原理、硬件电路设计方法、控制算法及其实践教学体系的改革措施。这些内容对控制理论、微控制器应用开发、以及相关工业测控系统的研发都具有较高的参考价值。
