瓷砖精品金意陶森活木：陶瓷烤花窑系统研究

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1、2012年瓷砖领先品牌金意陶森活木——防水、防火、防虫蛀，地热最佳产品。http://www.kito.cn/陶瓷烤花炉系统的研究摘要：用单片计算机控陶瓷间歇式电烤花炉温度，并模拟陶瓷烤花烧成曲线，达到全自动程序控温过程，提出了数字PID控制和施密斯（smith）预估补偿方案，给出了系统的硬件及软件组成，研究结果表明该系统计数先进，全自动控温，价格低廉，控制精度高具有较好的鲁棒性。     　　关键词：陶瓷烤花：程序控温：单片机    　　中图分类号：174.6+58    　　文献标识码：A    　　文章编号：1000-9892（2002）02-0030-03    　　1、引言  

2、  　　在陶瓷生产过程中，陶瓷烤花是生产中最后一道工序，对产品质量有着极其重要的意义。目前陶瓷烤花最多的是采用电加热间歇式电炉，基本上是采有人工闸刀开关控制，电热丝是全功率的加热方式，炉内热冲击及温差大，操作上随意性很大，对同类产品很难做到固定烧成曲线升温，产品质量较难得到保证，并且在预热过程中能源浪费很大，鉴于以上原因开发利用单片微型机系统控制烤花过程很有必要。   　　　2、系统概述    金意陶森活木——似木、非木、胜木、超木。防水、防火、防虫蛀，地热最佳产品。http://www.kito.cn/2012年瓷砖领先品牌金意陶森活木——防水、防火、防虫蛀，地热最佳产品。http:/

3、/www.kito.cn/　　该系统控温结构框图见图1：被控对象是电加热间歇式烤花炉，被控参数是炉内温度，改变晶闸管导通脉宽比（PWM）从而改变炉内温度。炉温由热电偶检测，热电偶输出电信号在50mv左右，经温度信号调理电路变换为0~2v标准信号，再由A/D芯片5G14433转换成BCD码送单片机AT89C51的P口。单片机根据系统软件给定的升温曲线与炉内实际温度求出系统偏差，经数字PID算法与施密斯（smith）预估器作补偿后，再求出单片机控温输出（数字量），由软件变换成脉冲宽度调制信号（PHM），通过光电隔离，控制晶闸管的导通从而达到自动控温目的。    　　陶瓷烤花炉升温控制曲线，是

4、根据产品工艺要求而变化，不同的产品和装饰陶瓷的多少，升温曲线随之改变，也就是说控制对象的给定升温值是时间的已知函数，升温曲线是按一定的时间程序变化。因此本系统采用闭环程序温度控制方案，采用数字PID与施密斯（smith）预估日作补偿算法。由于采用了单片微型计算机控制，有较强的人机对话功能，通过键盘并随时设定，修改升温曲线和控制参数，并可预存20条经验烧成曲线，以备随时调用，使控制系统有较强的灵活性。    　　3、程序温度控制系统的硬件设计    　　陶瓷烤花炉温度控制系统是以单片机为核心，这里选择ATMEL公司生产的AT89C51单片机芯片，它是一种低功能，高性能，低价格抗干扰能力强的

5、单片机芯片，尤其有较强的闪电存储功能，并且与MCS-51系统兼容。温度信号调理电路，要求工作稳定温漂小，抗干扰能力强，本系统选用斩波稳零集成运放MC7650，其最大特点总失调和温漂极少，性价比极为优越，同时采用数字反馈，应用于计算机补偿技术，进一步提高了温度检测的精度和线性度。A/D转换选用了5G14433芯片，转换输出为BDC码，1999分辩率能满足控制要求在温度转换A/D中广泛采用此类芯片。输出控制，由于陶瓷电烤花炉是纯滞后控制对象，因此输出控制采用脉宽调制输出（PWM）方式，单片机开关量口直接输出（PWM）信号，节省了D/A变换电路，输出（PWM）信号占空比变化，也就改变了陶瓷电烤

6、花炉的的加热功率。PWM脉宽调制信号，直接由单片机软件产生。金意陶森活木——似木、非木、胜木、超木。防水、防火、防虫蛀，地热最佳产品。http://www.kito.cn/2012年瓷砖领先品牌金意陶森活木——防水、防火、防虫蛀，地热最佳产品。http://www.kito.cn/   　　　4、程序温度控制系统的软件设计    　　程序温控系统的软件设计是在AT89C51单片机上实现，由单片机来控制。主控软件程序包括系统初始化，键盘输入，显示管理程序，温度信号采样，数学滤波，热电偶温度排线性补偿，系统保护，数字PID运算，施密斯（smith）预估器补偿等各程序完成。详见单机主程序流程图

7、2。    金意陶森活木——似木、非木、胜木、超木。防水、防火、防虫蛀，地热最佳产品。http://www.kito.cn/2012年瓷砖领先品牌金意陶森活木——防水、防火、防虫蛀，地热最佳产品。http://www.kito.cn/　　在陶瓷烤花炉温度自动控制中，由于电加热功能量的传输延迟，电炉控制对象具有纯滞后性质，对象这种滞后性质常引起系统产生超调式振荡，根据陶瓷烤花炉的结构及热力学原理，并得到以下陶瓷烤花炉为被控制对象的传递