毕业设计----隧道窑温度控制系统设计

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1、 目录 摘要 I ABSTRACT II 绪论 . 1 1 玻璃隧道窑的发展状况 . 2 1.1 玻璃窑的分类及构成 2 1.2 玻璃窑温度控制的发展状况 3 2 结构设计方案选择 . 4 2.1 玻璃窑炉的工艺流程 4 2.2 玻璃窑炉的动态特性 5 2.3 隧窑系统的数学模型 7 2.3.1 熔化部温度的理论数学模型 . 7 2.3.2 冷却部温度的理论数学模型 . 8 2.4 隧道窑温度控制系统的控制方案选择 8 3 硬件设计 . 10 3.1 温度检测电路 11 3.2 信号处理电路 12 3.3 A/D 转换电路 . 14 3.4 温度重置电路 14 3.5 显示接口电路 15 3.

2、6 功率放大及执行电路 15 4 软件设计 . 16 4.1 主程序模块 . 16 4.2 功能实现模块 . 17 4.2.1 A/D 转换子程序 17 4.2.2 中断服务子程序 . 18 4.2.3 步进电机驱动程序 . 20 4.3 运算控制模块 . 21 4.3.1 标度转换 21 4.3.2 PID 算法. 23 4.4 抗干扰措施 . 25 结束语 . 26 参考文献 . 27 附录 1 总电路图 . 28 附录 2 主程序代码 . 29 致谢 . 33 I 摘要 隧道窑是耐火材料生产中一种重要的高温烧成设备，是耐火材料生产过程中的重要环 节，隧道窑的控制水平直接影响耐火材料的质量

3、。近年来，我国的耐火材料工业发展迅速， 窑炉设计水平有显著的提高，但隧道窑的控制技术发展相对缓慢，大部分窑炉的控制还停 留在常规仪表控制的水平上，自动化程度较低。因此，进行隧道窑烧成制度尤其是温度制 度控制方面的研究，对提高产品质量和稳定产品产量都非常重要。 本文首先介绍了隧道窑及其控制技术的发展和现状，然后以某玻璃厂的隧道窑的温度 为控制对象，设计一个温度控制系统，介绍了玻璃窑炉的结构、工艺流程以及生产对温度 控制系统的要求，分析了窑炉温度系统的动态特性。对隧道窑燃烧系统即烧成带温度的控 制主要是对烧成带两侧天然气高速烧嘴喷出的燃料量进行控制，而对于冷却部的温度控制 是通过控制冷却空气的流量

4、，以及从熔化部经通道进入冷却部玻璃液流量进行控制。 玻璃窑炉温度系统现有的控制方法主要是传统的 PID 控制。虽然这种方法在工作点附 近的小范围内能够取得较好的控制效果，但在系统运行工况有较大波动时，由于纯滞后及 参数变化的影响，控制效果明显变差，有较大的局限性。因此，人们直在设法改进对这类 系统的控制。对于大纯滞后系统的控制问题，自 1957 年史密斯提出预估补偿控制以来， 出现了多种控制方法，但到目前尚未完全解决。本文在回顾了大滞后过程的各种控制方法 及近年来的进展后，基于智能控制理论设计了玻璃窑炉的智能控制方案。 关键词：玻璃窑炉，PID 控制，工艺流程，智能控制，温度控制 II ABSTRACT Tunnel kiln is a set of important equipment in fire-resisting materials process,and the control technique of tunnel kiln has great effects on the quality of productsRecently,fire-resisting ma