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匣亘蔓塑墅巫雯受亘圈 单片机开发与应用 文章编号:1008-0570(2008)12-2-0121-02 基于单片机的氧化锌电炉控制系统设计 Zinc Oxide Electric Furnace Control System Design Based on Single-Chip Processor (桂林电子科技大学)陈智勇韦舒华 CHEN Zhi-yong WEI Shu-hua 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 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. 关键词:单片机;

氧化锌;

控制系统 中图分类号:TP273文献标识码:A Abstract:Designed a kind zinc oxide electric furnace control system in core of 89C51 single-chip processor.The hardware and soft― warp,design project of control system is discussed.This system can control accurately the process for producing zinc oxide.The ex- perimental result indicated that.the design project of this control system is reasonable and feasible,with the merit such鹪inexpen- sive cost,nimble operation and high reliable. Key words:Single-chip processor;

Zinc oxide;

Control system 1引言 自动控制系统已被广泛应用于人类社会的各个领域,特别 是在T业生产领域为丁业技术的进步和腾飞创造了有力条件. 在一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.氧化锌是一种重要的基础材料,被广泛应用 于医药、纺织、化T、电子等行业.用电炉来生产氧化锌粉是金 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 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 全.因为在电炉生产过程中温度高达1200度以上,炉内除一氧 化碳外在没其它的气体,只要一产生负压,炉外的氧气会被吸 入炉堂内.一氧化碳与被吸入的氧气结合后发生剧烈反应生成 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 入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 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.义因为电炉是24 小时不问断运行的.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 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 计了―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 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 连,如图l所示.其中数据采集模块又可分为电流采集模块、压 陈智勇:硕士副教授 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. 2.1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 MCS一5l系列单片机89C51,它能保证系统所需的功能和速度 要求,且开发资源也比较丰富.通过74ALSl38发出模块选择信 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 块.在中断扩展中选用74ALSl48编码器,由于自动控制生产系 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, 在单片机的晶振上选用了典型的12MHZ晶振电路,采用上电 复位方式. 89C5l单J{机 电动机 I l LED显示灯 电机控制模块I I显示控制模 控制模块 数据采集模块l|I 74ALS244 怙感器 图1硬件系统结构框图 2.2数据采集模块 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 @啾一邮局订阅号:82・946 360元/ -12l一 万方数据 单片机开发与应用 中文核f心期刊