基于FPGA的陶瓷辊道窑燃烧控制系统设计

　　结合国家科技部支撑计划项目“陶瓷窑炉全氧燃烧技术与装备(2012BAA08804)”，提出将智能控制与解耦控制相结合，同时对烧成温度、窑内压力、窑内气氛等多种耦合对象进行控制，减少或消除被控量之间的耦合作用，提高控制精度。对陶瓷辊道窑的多变量解耦控制方法进行研究，并采用FPGA作为控制器，完成了基于FPGA的陶瓷辊道窑燃烧控制系统设计。完成了陶瓷辊道窑燃烧控制系统的总体方案设计，根据陶瓷辊道窑燃烧控制系统的控制要求，对陶瓷辊道窑燃烧控制系统的三种方案进行论证，对基于FPGA的陶瓷辊道窑燃烧控制系统设计方案结构进行说明。完成了基于FPGA的陶瓷辊道窑燃烧控制系统硬件设计，包括信号采集电路、信号调理电路、A/D转换电路、D/A转换电路、V/I转换电路和串行通信接口电路等，现场信号经处理后采集至FPGA，FPGA内部通过相应的控制算法输出控制量并向现场发送控制信号，FPGA通过串口将数据传送给上位机进行显示。

　　完成了陶瓷辊道窑的多变量解耦控制方法研究，通过分析陶瓷辊道窑各变量之间的耦合关系，结合解耦控制的原理，针对温度与压力的耦合作用以及气氛温度之间的耦合关系，研究了适合陶瓷辊道窑燃烧系统的解耦控制方法，提高陶瓷辊道窑燃烧系统的稳定性。完成了基于FPGA的陶瓷辊道窑燃烧控制系统软件设计，主要包括时钟分频及定时器，A/D转换、控制算法、D/A转换和串行通信接口等模块。完成了陶瓷辊道窑上位机监控系统的设计，主要包括现场数据实时显示、参数设置及设备启停控制、故障报警分析、实时数据的曲线显示以及历史数据的显示与导出。

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