[發明專利]一種金剛石制品燒結機智能控制系統

在審

• 申請號: 201510913206.8
• 申請日: 2015-12-11
• 公開（公告）號: CN106871655A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 魏瑩
• 申請（專利權）人: 魏瑩
• 主分類號: F27D19/00
• 分類號: F27D19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種智能控制系統，尤其涉及一種金剛石制品燒結機智能控制系統。

背景技術

燒結機適用于大型黑色冶金燒結廠的燒結作業，它是抽風燒結過程中的主體設備，可將不同成份，不同粒度的精礦粉，富礦粉燒結成塊，并部分消除礦石中所含的硫，磷等有害雜質。 燒結機按燒結面積劃分為不同長度不同寬度幾種規格，用戶根據其產量或場地情況進行選用。燒結面積越大，產量就越高。金剛石制品熱壓燒結機廣泛應用于金剛石鋸片、金剛石砂輪等產品的生產，生產過程中控制系統對溫度和壓力的控制精度對產品質量有著至關重要的影響。

目前，國內的燒結機控制系統均采用了成品PID儀表控制方案。但PID儀表在該系統中的應用存在幾個方面的問題：工藝參數設置操作復雜；不具備自適應功能，加工對象改變時，必須重新整定控制參數；成品PID儀表均采用數碼管或小型液晶屏顯示，不能實時顯示控制曲線，用戶不能判斷整個工藝過程的控制效果；成本高。

發明內容

本發明的目的是針對成品PID控制儀表在金剛石燒結機控制系統中使用的局限性，設計了一種金剛石制品燒結機智能控制系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

金剛石制品燒結機智能控制系統由微處理器及外圍電路、顯示及鍵盤電路、數據采集及處理電路、控制輸出電路幾個部分組成。

所述的微處理器選用了STCl2C5A482單片機，該處理器具有48kB程序代碼區、16kB掉電不丟失的EEP．ROM，執行速度高，能滿足該系統程序代碼量大、算法相對復雜、要求工藝曲線存儲等需求。

所述的采集電路設計是考慮到該系統的復雜使用環境及精度要求，采用了多路模擬開關CD4051和AD轉換器ICL7135相結合的方案，實現了溫度、壓力、電壓和電流4路模擬量的采集。

所述的溫度輸出控制電路選用了TI公司的TLC5615數模轉換器，壓力控制采用PWM控制方式，開關管選用了IRF540。

所述的硬件電路在器件選擇上，均選用了工業級集成電路；而且系統輸入、輸出及核心電路均采用獨立的隔離電源供電，實現了輸入、輸出及微處理器電路之間的完全電氣隔離；另外，系統采用了合理的接地技術。

所述的系統采用了基于繼電整定的模糊PID控制算法來實現燒結機的溫度控制。

本發明的有益效果是：

該系統主要用來進行金剛石、石墨等超硬材料的加工，在冶金行業有很大的實用價值。系統的實驗及實際運行數據表明：該系統溫度控制精度高，在400—1000℃內，控制誤差小于0．4℃；壓力控制在10～300kN內，誤差小于0.2kN；工作效率高，運行穩定，具有友好的人機接口。解決了使用成品PID控制儀表參數設置、工藝設置繁瑣、工藝數量少和不能實時顯示工藝曲線等不足之處，操作簡單，使用方便。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是燒結機控制系統結構框圖。

圖2是基于繼電整定的模糊PID控制器算法結構圖。

圖3是系統主程序流程圖。

圖4是PID控制算法流程圖。

具體實施方式

如圖1所示，金剛石制品燒結機智能控制系統由微處理器及外圍電路、顯示及鍵盤電路、數據采集及處理電路、控制輸出電路幾個部分組成。系統的設計要求如下：能根據溫度壓力設定曲線進行實時控制，溫度控制誤差小于0．4℃，壓力控制誤差小于0.2kN；在不同加工對象下具有自適應控制功能；具有實時控制曲線顯示功能。所述的微處理器選用了STCl2C5A482單片機，該處理器具有48kB程序代碼區、16kB掉電不丟失的EEP．ROM，執行速度高，能滿足該系統程序代碼量大、算法相對復雜、要求工藝曲線存儲等需求。采集電路設計是考慮到該系統的復雜使用環境及精度要求，采用了多路模擬開關CD4051和AD轉換器ICL7135相結合的方案，實現了溫度、壓力、電壓和電流4路模擬量的采集。溫度輸出控制電路選用了TI公司的TLC5615數模轉換器，壓力控制采用PWM控制方式，開關管選用了IRF540。硬件電路在器件選擇上，均選用了工業級集成電路；而且系統輸入、輸出及核心電路均采用獨立的隔離電源供電，實現了輸入、輸出及微處理器電路之間的完全電氣隔離；另外，系統采用了合理的接地技術。