基于AT90CAN128单片机的高炉烧结配料控制部分的研究本科毕业论文.docx

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基于AT90CAN128单片机的高炉烧结配料控制部分的研究本科毕业论文

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

日期：

年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：

日期：

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日期：

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注意事项

1.设计（论文）的内容包括：

1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）

2）原创性声明

3）中文摘要（300字左右）、关键词

4）外文摘要、关键词

5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：

引言（或绪论）、正文、结论

7）参考文献

8）致谢

9）附录（对论文支持必要时）

2.论文字数要求：

理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：

任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：

1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写

2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画

3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印

4）图表应绘制于无格子的页面上

5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档

5.装订顺序

1）设计（论文）

2）附件：

按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订

3）其它

基于AT90CAN128单片机的高炉烧结配料控制部分的研究

摘要

烧结生产作为高炉炼铁顺利进行的前提,在冶金生产中起着相当重要的作用。

配料是烧结的重要工艺环节之一,为了达到降低烧结矿成本,提高烧结矿产量和质量的目的,提高配料系统的管理和控制水平成为首要问题。

本文详细地阐述了烧结配料计算机控制系统的组成。

由上位机和下位机构成集散控制系统。

现在,这一配料过程的计算机控制系统已在现场运行，较好地改变了配料系统的控制质量,收到了满意的使用效果。

电子皮带秤是一种智能化的数字式动态称重显示仪，由秤量框架、称重传感器、测速传感器和显示仪表等四大部件组成。

其基本原理是物料重量通过称量框架传递给称重传感器，变化为毫伏级电信号，再与测速传感器的皮带速度脉冲信号一起由显示智能仪表处理后进行累加显示。

关键词：

高炉烧结配料；降低烧结矿成本；提高烧结矿产量和品质；集散控制系统；重量配料

BasedonsinteringblastfurnaceAT90CAN128ingredients

MCUcontrolpartofthestudy

Abstract

Sinteringblastfurnaceproductionasaprerequisiteforthesmoothconductofthemetallurgicalproductionplaysanimportantrole.Batchingprocessisanimportantaspectofsinteringofthesinterinordertoachievelowercostsandimprovethequalityofsinteringofmineralandthepurposeofproportioningsystemtoimprovethemanagementandcontrolissuesbecomeapriority.Inthispaper,thesinteringdetailtheingredientsofthecompositionofthecomputercontrolsystem.Bytheupperandlowerbodyintoadistributedcontrolsystem.Now,theingredientsofcomputerprocesscontrolsystemhasbeenrunningatthescene,changedtheingredientstobettercontrolquality,hasreceivedsatisfactoryresults.ElectronicbeltscaleisakindofintelligentdigitaldisplayinstrumentWIM,byweighingtheframework,weighingsensor,Speedsensoranddisplayinstruments,suchasthefourmajorcomponents.Thebasicprincipleisthattheweightofmaterialsdeliveredtotheframeworkadoptedbyweighingweighingsensor,millivolt-levelsignalchange,andthenwiththegunbeltspeedsensorwithpulsesignalprocessingbythedisplayafterthesmartmeterdisplaycumulative.

Keywords:

blastfurnacesinteringingredients；reducethecostofsinteringore；andmineralstoimprovesinterquality；distributedcontrolsystem；theweightofingredients

目录

摘要I

AbstractII

第一章引言1

1.1研究背景1

1.2研究题目2

1.3研究重点3

1.4研究系统的配料自动控制4

第二章整体方案设计6

2.1高炉烧结配料系统的组成6

2.2高炉烧结配料系统的工作方式6

2.3高炉烧结配料系统各部分功能7

2.3.1称重皮带秤及控制仪表功能7

2.3.2计算机监控部分8

2.3.3变频控制部分9

第三章硬件设计10

3.1单片机AT90CAN12810

3.1.1单片机AT90CAN128的结构10

3.1.2AT90CAN128的部分引脚介绍10

3.1.3AT90CAN128的特点12

3.2PWM的介绍13

3.2.1PWM的作用13

3.2.2PWM的原理13

3.2.3参数变化和滤波电路的形成15

3.3滤波电路18

3.3.1滤波电路的分类18

3.3.2电容滤波电路的作用19

3.4电压转电流电路20

3.4.1前置放大级21

3.4.2电压电流转换级（V/I－转换）21

第四章软件设计22

4.1PID控制22

4.1.1PID控制的概述22

4.1.2PID控制的特点24

4.1.3PID控制的优点26

4.1.4PID参数的调整原则26

4.1.5模拟PID控制算法控制算法27

4.1.6PID算法的程序流程27

4.1.7增强型PID的简易流程图如下图所示：

29

4.1.8克服积分饱和的方法30

4.1.9对控制量的限制31

4.2整体的软件流程图31

4.3CAN总线技术32

总结34

参考文献35

附录A设计原理图36

附录B模块设计图37

附录C程序38

致　谢45

第一章引言

1.1研究背景

烧结生产作为高炉炼铁顺利进行的前提，在冶金生产中起着相当重要的作用。

配料是烧结的重要工艺环节之一，为了达到降低烧结矿成本，提高烧结矿产量和质量的目的，提高配料系统的管理和控制水平成为首要问题。

本文详细地阐述了烧结配料计算机控制系统的组成及系统的软、硬件设计。

每一配料系统都配有一台上位机（工业控制机IPC2610）和一台下位机（PLC25/30），通过数据公路DH+相连,由上位机和下位机构成集散控制系统。

每台上位机都共享2台下位机的数据,实现双机热备,增加了系统的准确性和可靠性。

现在,这一配料过程的计算机控制系统已在现场运行，较好地改变了配料系统的控制质量，收到了满意的使用效果。

在冶金生产中，烧结生产是第1道重要的生产工序，是冶金产品（铁、钢、线材、型材等）的基础。

首先，它将冶炼过程所需的各种原料按理化特性经过定量自动配料，加水混合造球，然后均匀地铺到烧结机台车上，经过点火炉燃烧和主抽风机的负压锻烧，送入带冷机，最后经破碎、筛分、整粒，生产出合格的烧结矿送入高炉熔炼成铁。

其中，烧结配料生产是高炉原料生产的重要环节，其工艺过程是根据烧结和高炉生产的要求，将各种不同的含铁原料、熔剂和燃料按照一定的比例进行配料，以确保后道工序生产出化学成分和物理性能都符合生产要求的优质烧结矿。

烧结自动控制是检测技术、自动化技术、计算机技术与烧结工艺相结合的产物。

它的应用主要有2个目的：

一是操作的稳定性容易生产化学成分稳定、粒度均匀和强度较好的烧结矿作为高炉的原料；二是过程的最佳化能最大限度地降低生产成本乃至整个炼厂的生产成本，提高劳动生产率、降低劳动强度。

随着烧结设备的大型化和高炉对烧结矿质量要求的提高，烧结过程计算机控制技术的作用和成效更为显著，烧结自动控制水平已成为衡量烧结工艺水平的一个重要指标。

目前国内常用的配料方法有两种，即容积配料法和重量配料法。

容积配料法是利用物料的堆比重，通过给料设备对物料容积进行控制，达到配加料所要求的添加比例的一种方法。

此法优点是设备简单，操作方便。

其缺点是物料的堆比重受物料水分、成分、粒度等影响。

所以，尽管闸门开口大小不变，若上述性质