基于FPGA的玻璃钢化炉陶瓷辊窑燃烧控制系统设计

　　我们这次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。对玻璃钢化炉陶瓷辊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的玻璃钢化炉陶瓷辊窑燃烧控制系统设计。完成了玻璃钢化炉陶瓷辊窑燃烧控制系统的总体方案设计,根据玻璃钢化炉陶瓷辊窑燃烧控制系统的控制要求,对玻璃钢化炉陶瓷辊窑燃烧控制系统的三种方案进行论证,对基于FPGA的玻璃钢化炉陶瓷辊窑燃烧控制系统设计方案结构进行说明。

　　完成了基于FPGA的玻璃钢化炉陶瓷辊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。完成了玻璃钢化炉陶瓷辊窑的多变量解耦控制方法研究,通过分析玻璃钢化炉陶瓷辊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,研究了适合玻璃钢化炉陶瓷辊窑燃烧系统的解耦控制方法,提高玻璃钢化炉陶瓷辊窑燃烧系统的稳定性。完成了基于FPGA的玻璃钢化炉陶瓷辊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。完成了玻璃钢化炉陶瓷辊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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