基于单片机的氧化锌电炉控制系统设计

kjdskj

摘要:设计了一种以89C51单片机为核心的氧化锌电炉控制系统,给出了控制系统的硬件及软件设计方案，该设计能够准
7 j& E; [' R# e确地控制氧化锌电炉的生产过程。实践结果表明,该控制系统设计方案合理可行,具有成本低廉，操作灵活，可靠性高等优点。
, d% e7 I- b3 J/ i9 Z关键词:单片机;氧化锌;控制系统
1引言
" R  @0 s4 t) z, ?自动控制系统已被广泛应用于人类社会的各个领域,特别
4 S; Q4 ?  L  Y* l是在T业生产领域为工业技术的进步和腾飞创造了有力条件。
9 d% d* Q( n" L5 N, K在- -些生产环境比较苛刻的地方,自动控制生产系统就能发挥
它最大的作用了。氧化锌是- -种重要的基础材料,被广泛应用
! H4 ~. w: u  N6 D6 S于医药、纺织、化工、电子等行业。用电炉来生产氧化锌粉是金
/ t& @( l4 F$ N. {  e属冶炼中技术要求较低、产量和产品收益较高的一种快速回收
资金的方法,是中小企业的首选项目。根据现有的生产工艺,对
电炉进行相应的温度、压力和电流控制,只要把握得当就能安;
3 a, t" j/ k2 |0 C全的生产,但是要管好电炉的生产并非易事,只要有一点大意
可能就要造成重大的物质损失,有时甚至关系到员工的生命安
5 Z8 R( |! u+ S, `. ]% W全。因为在电炉生产过程中温度高达1200度以上,炉内除一氧
7 w3 Q1 ?7 w) n7 J$ t  a) R化碳外在没其它的气体,只要- -产生负压,炉外的氧气会被吸
人炉堂内,一氧化碳与被吸人的氧气结合后发生剧烈反应生成
6 n% T& W8 n( Q& O9 x8 O8 c二氧化碳并放出大量的热使炉内温度和压力直线上升,如果吸
人的氧气得不到及时有效的控制就会发生可怕的炸炉事故。所
% N9 u2 @0 H% y以在电炉生产时，必须有专人在控制室内监控电炉的状态变化
特别是压力的变化,当出现问题时需要人为地控制电炉中的温
度、压力和电流,使其保持在安全的范围之内。又因为电炉是24
小时不间断运行的，所以必须要几个人24小时轮流值班,而人
工监控费时费力,难免会有精力分散的时候,这就为事故的发
6 j" t1 j. v9 o% J( @生埋下隐患。本文针对广西某氧化锌生产企业的实际情况,设
% u$ q$ K! b8 B, Z$ a6 o计了一个基于单片机的氧化锌电炉控制系统。
2系统硬件设计
系统硬件主要由控制模块.数据采集模块.电机模块、控制
% m' \! [1 Y3 L( ~: e台模块和显示模块五大部件组成,各模块之间通过并行总线互
. `9 b: u; m# H( B. T0 h连,如图1所示。其中数据采集模块又可分为电流采集模块、压

力采集模块和温度采集模块。工作时,通过控制台或采集模块
将控制台命令或采集到的压力、电流和温度等信号送往控制模
块,经处理后对系统中的电机模块进行控制,同时经显示模块
显示系统的T.作状态。
# v! O. W6 N$ l2.1控制模块
控制模块的核心元件CPU选择使用成本低廉、技术成熟的
; y: V( O( p7 N2 O3 K. ^MCS.-51系列单片机89C51,它能保证系统所需的功能和速度
: T3 F3 c  U5 j要求,且开发资源也比较丰富。通过74ALS138发出模块选择信
% m' `1 a) z/ l1 x9 l# s号,来控制和检测各模块的工作状态。控制模块通过总线获取
信息，经过运算处理后将相应的控制指令经总线传给目标模
( I" L6 r5 F+ _. T块。在中断扩展中选用74ALS148编码器,由于自动控制生产系
) i4 @# Q2 B" y! g: ?" C1 C统在速度.上的要求不是很高，也为了方便定时器初值的计算，
( t" T9 P+ f3 I在单片机的晶振上选用了典型的12MHZ晶振电路，采用上电
- z1 U; l/ S& m3 t( U6 R复位方式。
图1硬件系统结构框图
! O9 f* R! Y/ G/ n1 B1 t$ `2.2数据采集模块
0 o2 X, Z* J) J! q% Q: v) z- E, e数据采集模块是用于对压力、温度.电流进行采集的模块，
在实际运用中分为三个结构相同功能各异的数据采集模块。将
压力、温度、电流这三个主要信号分开用独立的采集模块采集
信号,经12位AD574转换芯片来实现高精度转换。每个数据采
集模块由AD574模数转换、AD781数据采集保持芯片、4KB .

, h) c' c  }- d7 o1 y2 N4 ~
  s  O* b% Q! [7 z0 v; }. L
1 L* M. T* u# Z% c6 x1 X% r3 ~附件下载：

游客，如果您要查看本帖隐藏内容请回复

wohenk

其中数据采集模块又可分为电流采集模块、压力采集模块和温度采集模块