玻璃退火炉温度控制器的设计

摘   要

在玻璃生产中,玻璃成品的退火是生产过程的一个关键环节,对玻璃制品的质量起着重要的作用，退火的过程其实质是温度控制的过程，本文就以高温区的控制为例，通过对控制器的选择、输入输出通道的设计以及其它控制部分的设计来实现整个系统的温度控制。本系统采用AT89C51为CPU，输入通道的设计经过I/V转换器、A/D转换器，输出通道设计经过V/I转换器、D/A转换器信号输出。形成一个单闭环串级比值系统控制。该系统投入运行后，可监测退货炉温度的状况，保证炉温的稳定。

关键字：玻璃退火炉   AT89C51   PID控制算法

目　录

第一章   绪 论 1

第一节   玻璃退火的意义 1

第二节   退火的工艺过程 1

一、应力的产生 1

二、退火的原理和过程 1

三、炉窑的结构 2

第三节   退火的控制要求 2

第二章   总体方案设计 3

第一节   控制方案 3

第二节   设计方案的选择 3

一、控制单元的选择 3

二、检测元件的选择 4

三、输入通道设计 5

四、执行单元的选择 5

五、输出通道的设计 6

六、外围设计 6

第三章   控制算法 8

第一节   控制算法的选择 8

一、数学模型的建立 8

二、控制算法 8

第二节   PID控制算法原理与应用 8

一、控制原理 8

二、PID基本作用 9

三、PID控制算法参数的调整 9

第四章   硬件电路设计 11

第一节   控制单元的设计 11

第二节   检测元件的设计 14

一、温度传感器的选择： 14

二、流量传感器的选择 14

第三节   输入通道的选择 15

二、I/V转换的选择 17

三、光电耦合器件的使用 17

第四节   执行元件的选择 18

一、气动调节阀的用途 18

第五节   输出通道的设计 19

一、D/A转换器的选择 19

二、V/I转换通道 20

第六节   外围设备设计 21

一、LED显示器的设计： 21

二、独立式键盘的设计： 21

三、声光报警系统的设计： 21

第五章   软件设计 23

第一节   主程序设计 23

第二节   中断服务程序设计 24

第三节   子程序设计 25

第六章   结束语 27

参考文献 28

附　　件 30