10电气1电气工程综合课程设计题目(4)

控制类课程综合设计题目

题目11：煤气退火炉控制系统设计

设计内容

煤气罩式退火炉主要用于对冷轧钢板进行热处理，采用高炉煤气作为燃料。炉体分内罩和外罩，在内罩内放入退火钢卷，并投入保护性气体防止氧化。燃烧在内罩和外罩之间进行。12个喷嘴分为上下两层，每层6个环绕排列。煤气和空气的喷燃比由连接两个阀门的连杆所固定，这样在燃烧时，其空燃比不变。煤气和空气阀均为蝶阀，由一台电动执行器通过连杆共同带动。设计系统保护气体温度为输入及控制量，以电动执行器带动的蝶阀开度（对应于煤气输入量）为输出的一个单输入单输出的温度控制系统。 设计系统要求温度在升温、保温过程中按一定的工艺曲线升温和保温，在400℃温度内，保护气体温度在供气阀门开到最大情况下，以自由升温的速率再最短的时间内升到400℃。从400℃开始到700℃的保

温点，温度按45~75℃/h的速率上升，此段为升温段。到达700℃点，则开始进入保温段，以700℃为恒值温度进行保温。钢卷保温一定时间后停火，进入降温段，而降温过程为自由降温，在此段中温控系统停用。选择合适的控制算法进行控制。

设计步骤

一、总体方案设计

二、控制系统的建模和数字控制器设计 三、硬件的设计和实现

1. 选择计算机机型（采用51内核的单片机）； 2. 设计支持计算机工作的外围电路（EPROM、RAM、I/O端口、键盘、显示接口电路等）； 3. 设计输入信号接口电路； 4. 设计信号输出控制电路； 5. 设计串行通讯接口。

6. 其它相关电路的设计或方案（电源、通信等） 四、软件设计

7. 分配系统资源，编写系统初始化和主程序模块框图；

8. 编写A/D转换和位置检测子程序框图； 9. 编写控制程序和D/A转换控制子程序模块框图；

10. 其它程序模块(显示与键盘等处理程序) 框图。 五、编写课程设计说明书，绘制完整的系统电路图（A3幅面）。

课程设计说明书要求