钢厂轧钢加热炉温度控制系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着科学技术和生产的不断发展和创新，需要对各种参数进行温度的测量和设置。温度控制和测量也随之在生活生产中被广泛地使用，同时它们在各行各业中也发挥着重要的作用，温度是工业生产中常见的工业参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度的控制是生产自动化的重要任务。在钢铁企业中，为了将钢坯加热到轧制所规定的工艺要求，必然地要求对加热炉内的温度进行有效的控制，使之保持在某一特定的范围内。而温度的维持又要保证燃料在炉内稳定地燃烧。加热炉燃烧过程是受随机因素干扰的，具有大惯性、纯滞后的非线性过程。加热炉是热轧生产过程的重要热工设备，其能耗占到钢铁工业总能耗的25%。它的主要作用是提高钢坯的塑性，降低变形抗力，以满足轧制工艺的要求。其温度控制性能直接影响到加热炉的能耗和最终钢材产品质量、钢坯成材率、轧制设备寿命以及整个轧线的有效作业率。本课题正是利用单片机对钢厂轧钢加热炉的温度进行控制。

单片机是把组成微型计算机的各种功能部件制作在一块集成芯片中，构成一个完整的微型计算机系统，目前主要应用在工业控制、智能仪表、机电一体化等方面。对于电气及其自动化专业的学生来说，单片机是必不可少的工具，熟练掌握单片机原理及其应用是非常必要的。采用单片机对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控制温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此，研究单片机对温度的控制在工业生产中具有重要现实意义。

科学技术是第一生产力，对温度实现比较系统化的检测控制使人们的生产节奏有一个良好的循环，从而将节约更多的人力物力，降低生产过程中可以省略的一些繁琐的细节。一个简单有效的控制系统可以在一定程度上使工厂的生产效益上一个台阶，只要使用得当，就能发挥作用。基于单片机的温度控制系统可以实现对温度的显示、预警、控制等功能，对于工业生产效率的提高可以起到很大的作用。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：设计一个基于单片机的温度控制系统，实现对钢厂轧钢加热炉的温度控制。主要包括以下几个方面：

（1）设计单片机at89s51的外围电路

（2）设计温度采集电路

3. 研究的方法与步骤

认真研读任务书的要求，调研和收集设计过程中可能使用的资料、例图，熟悉at89s51单片机的基本原理，了解该单片机的硬件组成和结构，同时了解钢厂轧钢的工业流程，对照所收集的资料进行整体方案构思，整体系统框架设计，整体方案设计好后着手各部分的设计。对不明白的部分通过查阅资料，向指导老师请教，和同学讨论解决。具体分为以下步骤：

（1）设计整个系统的框架

（2）绘制出电路原理图

4. 参考文献

[1]张洪润，孙悦等.单片机原理及应用[m].北京：清华大学出版社.2008

[2]沈红卫.基于单片机的智能系统设计与实现[m].北京：电子工业出版社.2005

[3]冯建华等.单片机应用的系统设计与产品开发[m].北京：人民邮电出版社.2004

5. 计划与进度安排

（1）2022.3.022022.4.09查阅资料，撰写开题报告；

（2）2022.4.102022.4.30硬件功能分析，熟悉mcs-51系统指令及编程语言；

（3）2022.4.312022.5.14设计电路原理图、编制应用程序；