课程设计-----陶瓷隧道窑微机温度控制系统

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1、微机控制课程设计 - 1 - 陶瓷隧道窑微机温度控制系统陶瓷隧道窑微机温度控制系统 摘摘 要要 目前我国陶瓷隧道窑炉大多采用人工或简单仪表控制， 要想使窑炉长期达到 最佳工作状态是不可能的，造成产品合格率、一级品率一直处于较低的水平。陶 瓷隧道窑炉是由预热带、 烧成带和冷却带三个部分组成， 瓷件烧成温度在 1320 左右，窑内温度场主要由烧成带 12 对喷嘴燃冷煤气产生，窑炉系统用 8 组风机 来调节窑内的压力场。排烟风、助燃风将直接影响烧成带的温度场，急冷风会影 响最终产品的质量。 温度控制系统将采集的各点温度值，经/转换后与设定值进行比较，控 制器输出经由/变换，变成 420mA 形式模拟

2、量输出给电动执行器，驱动 蝶形阀调节喷嘴的煤气进给量，从而控制烧成带的温度。12 只温度传感器与 12 个喷嘴一一对应。 关键词： MSP430F149 单片机、热电偶，变送器、大林算法、I2C 总线、多 路开关 . 微机控制课程设计 - 2 - 一一.总体方案设计总体方案设计 1.对象的工艺过程对象的工艺过程 陶瓷隧道窑炉是由预热带、烧成带和冷却带三个部分组成，瓷件烧成温度在 1320左右，窑内温度场主要由烧成带 12 对喷嘴燃冷煤气产生，窑炉系统用 8 组风机来调节窑内的压力场。排烟风、助燃风将直接影响烧成带的温度场，急冷 风会影响最终产品的质量。 温度控制系统将采集的各点温度值，经/转换

3、后与设定值进行比较，控 制器输出经由/变换，变成 420mA 形式模拟量输出给电动执行器，驱动 蝶形阀调节喷嘴的煤气进给量，从而控制烧成带的温度。12 只温度传感器与 12 个喷嘴一一对应。 窑温控制示意图 2.对象分析对象分析 被控过程传递函数 s e s sG 40 3 o )251( 25.2 )( 是一个大的延迟环节，而且温度的 控制对系统的输出超调量有严格的限制，用最少拍无纹波数字控制器的设计，和 PID 算法效果欠佳，所以本设计采用大林算法设计数字控制器。 3.控制系统设计要求控制系统设计要求 窑温控制在 132010范围内。微机自动调节：正常工况下，系统投入自 动。模拟手动操作：

4、当系统发生异常，投入手动控制。 微机监控功能：显示当前被控量的设定值、实际值，控制量的输出值，参数报警 时有灯光报警。 二、硬件的设计和实现二、硬件的设计和实现 微机控制课程设计 - 3 - 1.选择计算机机型和系统总线选择计算机机型和系统总线 本系统控制的回路 12 个，所以只需要一片微控制器即可实现，本设计采用 TI 公司的 MSP430 系列单片机，MSP430 系列是一个 16 位的、具有精简指令 集的、超低功耗的混合型单片机，有较高的处理速度，在 8MHz 晶体驱动下指 令周期为 125 ns 。这些特点保证了可编制出高效率的源程序。采用的是 1.83.6V 电压。MSP430 系列单片机的各成员都集成了较丰富的片内外设。它 们分别是看门狗（ WDT ） 、模拟比较器 A 、定时器 A （ Timer_A ） 、定时 器 B （ Timer_B ） 、串口 0 、 1 （ USART0 、 1 ） 、硬件乘法器、液晶驱 动器、 10 位 /12 位 ADC 、 I 2 C 总线直接数据存取（ DMA ） 、端口 O （ P0