微機(jī)控制課程設(shè)計(jì)報(bào)告煤氣罩式退火爐溫度控制系統(tǒng)畢業(yè)論文-展示頁
2025-07-07 18:35本頁面
【正文】 溫、保溫過程中按一定的工藝曲線升溫和保溫，在此過程中，實(shí)際溫度與給定工藝溫度曲線的偏差不許超20℃,而降溫過程為自由降溫，溫控系統(tǒng)不作起用。煤氣和空氣閥均為堞閥，由一臺(tái)電動(dòng)執(zhí)行器通過連桿共同帶動(dòng)。煤氣和空氣的噴燃比由連接兩個(gè)閥門的連桿所固定，這樣在燃燒時(shí)，其空然比不變。燃燒在內(nèi)罩與外罩之間進(jìn)行。微機(jī)控制課程設(shè)計(jì)題目：煤氣罩式退火爐溫度控制系統(tǒng)目 錄摘 要———————————————————————— 2一、工藝要求————————————————————— 2二、系統(tǒng)分析及硬件設(shè)計(jì)———————————————— 31 系統(tǒng)分析———————————————————— 3（1）分析系統(tǒng)—————————————————— 3（2）系統(tǒng)框圖—————————————————— 5（3）計(jì)算過程—————————————————— 52硬件選擇———————————————————— 5（1） CPU選型—————————————————— 5（2） 熱電偶——————————————————— 5（3） 接口芯片—————————————————— 7（4） A/D轉(zhuǎn)換器————————————————— 6（5） LED顯示—————————————————— 7（6）鍵盤———————————————————— 8（7）光電隔離—————————————————— 9（8）執(zhí)行器——————————————————— 9三、程序設(shè)計(jì)—————————————————————10（1）主程序—————————————————————10（2）采樣子程序———————————————————14（3）濾波子程序———————————————————14（4）顯示子程序———————————————————16（5）標(biāo)度轉(zhuǎn)換子程序—————————————————16（6）鍵盤子程序———————————————————17（7）數(shù)字控制器子程序————————————————19四、總電路圖—————————————————————24五、課程設(shè)計(jì)總結(jié)———————————————————24六、參考文獻(xiàn)—————————————————————25摘 要煤氣罩式退火爐主要用于對冷軋鋼板進(jìn)行熱處理，采用高爐煤氣作為燃料。其爐體結(jié)構(gòu)如下圖所示，它有內(nèi)罩與外罩，在內(nèi)罩內(nèi)放入退火鋼卷，并投入保護(hù)性氣體防止氧化。12個(gè)噴嘴分為上下兩層，煤層六個(gè)環(huán)a繞排列。爐溫控制系統(tǒng)測點(diǎn)為保護(hù)性氣體溫度T1，目前工藝定為控制溫度。整個(gè)系統(tǒng)可以認(rèn)為是以保護(hù)氣體溫度為輸出，以電動(dòng)執(zhí)行器帶動(dòng)的蝶閥開度（對應(yīng)于煤氣輸入量）為輸入的一個(gè)單輸出單輸入的溫度控制系統(tǒng)。在y1（400℃）溫度內(nèi)，保護(hù)氣體溫度在供氣閥門開到最大情況下，以自由升溫的速率在最短時(shí)間內(nèi)升到y(tǒng)1（400℃），從y1（400℃）開始到y(tǒng)2（700℃）的保溫點(diǎn)，溫度按4575℃/h的速率上升，此段為升溫段。鋼卷保溫（t3t2）后?；?，進(jìn)入降溫段，在此段中溫控系統(tǒng)停用。模擬手動(dòng)操作：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生異常，投入手動(dòng)控制。二、系統(tǒng)分析及硬件設(shè)計(jì)（1）分析系統(tǒng)煤氣罩式退火爐溫度控制系統(tǒng)的測點(diǎn)為保護(hù)性氣體溫度T1，煤氣和空氣閥均為蝶閥，由一臺(tái)電動(dòng)執(zhí)行器通過連桿共同帶動(dòng)。大林算法的設(shè)計(jì)目標(biāo)是設(shè)計(jì)一個(gè)合適的數(shù)字控制器，使整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)相當(dāng)于一個(gè)帶有純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)，即通常認(rèn)為對象與一個(gè)零階保持器相串聯(lián)， 相對應(yīng)的整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)是：（2）系統(tǒng)框圖：（3）計(jì)算過程傳遞函數(shù)： 閉環(huán)傳遞函數(shù)：計(jì)算U（K）：根據(jù)上式，求得U（z），進(jìn)而離散化得到下式：U(K)=* E(K)＋* E(K1)＋* U (K1)+U(K3)2．硬件選擇 （1）CPU選型在本次設(shè)計(jì)中，我們采用了MCS51單片機(jī)，MCS51是在一塊芯片中集成了CPU，RAM，ROM，定時(shí)器/計(jì)時(shí)器和多功能I/O口等一臺(tái)計(jì)算機(jī)所需要的基本功能部件。因?yàn)樗鼫y溫范圍廣，可以在1℃至2800℃的范圍內(nèi)使用，精度高，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，動(dòng)態(tài)性好。由于工業(yè)用爐體積比較大，會(huì)出現(xiàn)爐內(nèi)溫度不均狀況。采樣點(diǎn)位置分布圖熱電偶電路圖（3）接口芯片該系統(tǒng)的接口芯片采用8255并行接口芯片。（4）A/D轉(zhuǎn)換器由于A/D轉(zhuǎn)換采用ADC0809，為多通道AD轉(zhuǎn)換器。將轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)EOC作為狀態(tài)信號(hào)，經(jīng)三態(tài)門接入數(shù)據(jù)總線最高位D7。狀態(tài)斷口的地址假設(shè)為238H。系統(tǒng)地址總線的低3位分別連接ADC0809的地址線C、B、A，在啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換的同時(shí)，選定要進(jìn)行轉(zhuǎn)換的模擬通道，對應(yīng)8個(gè)模擬通道的I/O地址分別為220227H。地址譯碼得其地址依次為0178H、0179H、017AH、017BH、017CH、017DH。 LED硬件圖(6)鍵盤輸入控制鍵盤采用8255接23鍵盤矩陣,采用軟件延時(shí)去抖動(dòng)方式。主程序開始反復(fù)掃描鍵盤，直到有鍵按下轉(zhuǎn)到相應(yīng)的功能。： 系統(tǒng)處于自動(dòng)運(yùn)行方式。： 按下時(shí)溫度閥門開始開到最大，溫度開始升高。:全軟件報(bào)警程序,被測參數(shù)如溫度、壓力、流量、速度、成分等參數(shù)經(jīng)傳感器、變送器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，送到微型機(jī)后，再與規(guī)定的上、下限值進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果進(jìn)行報(bào)警或處理，整個(gè)過程都由軟件實(shí)現(xiàn)。PIO接口地址為A/D轉(zhuǎn)換器8位數(shù)據(jù)輸入口。B口PB0－PB3分別作為上限、下限、正常情況及電笛報(bào)警信號(hào)。報(bào)警器電路連接圖(7)光電隔離由于現(xiàn)場溫度過高，為了抗干擾，或一旦驅(qū)動(dòng)電路發(fā)生故障，造成功率放大器中的高電平信號(hào)進(jìn)入微型機(jī)而燒毀器件，在驅(qū)動(dòng)器與微型機(jī)之間加一極光電隔離器，其原理圖所示。電動(dòng)執(zhí)行器與氣動(dòng)執(zhí)行器相比，具有動(dòng)作靈敏，能源取用方便，信號(hào)傳遞快捷和適合遠(yuǎn)距離控制的優(yōu)點(diǎn)。三、程序設(shè)計(jì)（1）主程序程序流程圖：轉(zhuǎn)上限報(bào)警主程序開始初始化參數(shù)設(shè)置調(diào)用溫度采樣子程序調(diào)用溫度數(shù)值轉(zhuǎn)換和BCD碼轉(zhuǎn)換程序調(diào)用顯示子程序?yàn)V波后采樣值≧上限報(bào)警值濾波后采樣值﹤上限報(bào)警值正常報(bào)警調(diào)用數(shù)字控制子程序返回轉(zhuǎn)上限報(bào)警.程序:ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H
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