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高炉上料自动控制系统的设计的中期报告
一、设计背景
高炉是冶金企业的核心设备之一，它主要用于将铁矿石与还原剂混合在高温下反应，从而生产出高品质的炼铁原料。在高炉生产过程中，物料的配比和投料量是影响炉内温度、压力和产量的重要因素。因此，高炉上料自动控制系统的设计对于提高炉内物料配比精度和投料量控制精度具有重要意义。
二、设计目标
1.提高高炉物料上料的精度，确保炉内物料的配比均匀和稳定。
2.提高高炉上料自动控制精度，提高生产效率和品质。
3.增强系统的稳定性，提高系统的可靠性和安全性。
三、设计思路
高炉上料自动控制系统主要由传感器、执行机构、控制器和人机界面等部分组成。传感器用于检测物料的重量、粒度和成分等参数，执行机构用于自动控制上料量，控制器用于数据处理和参数调节，人机界面用于操作和监控系统运行状态。具体的设计思路如下：
1.采用应变式称重传感器来检测物料的重量，利用码盘来检测物料的粒度和成分等参数。
2.搭建相应的执行机构来实现对物料上料量的自动控制，采用液压系统或电动机械系统。
3.控制器部分采用单片机或PLC等控制系统，通过算法来实现对物料上料量的精确控制。
4.人机界面主要由触摸屏、键盘和显示屏等组成，方便操作者对系统运行状态进行监测和控制。
四、设计方案
1.系统架构设计
（1）软硬件框架：系统硬件采用工业计算机、控制器、传感器和执行机构等组成，软件方面采用嵌入式C语言编程，实现系统的控制和监控功能。
（2）系统框架：系统采用分层结构，包括数据采集、物料配比调节和参数设置三部分，其中数据采集主要负责传感器数据的采集和处理，物料配比调节主要负责控制执行机构的动作和调节物料上料量，参数设置主要负责系统参数的设置和调整。
2.控制器设计
控制器采用AT89C52单片机，具有良好的实时性和抗干扰能力。通过串口与上位机通信，实现对物料上料量的实时监控和调节。控制器采用PID算法，通过反馈控制来实现对物料上料精度的控制。
3.传感器设计
（1）物料重量传感器采用应变式称重传感器，容易进行精度校准和参数调整，具有较高的稳定性和精度。
（2）物料粒度和成分检测采用码盘，可以对物料进行计数和分类，实现物料的粒度和成分监控。
4.执行机构设计
执行机构采用液压系统或电动机械系统，具有较高的稳定性和控制精度，可以满足高炉上料自动控制的要求。
五、设计总结
高炉上料自动控制系统的设计需要考虑到系统硬件、控制器、传感器和执行机构等多个方面的因素，针对不同的设计目标和工作条件进行设计选择。在控制器部分，需要采用PID算法和串口通信等技术手段，实现对物料上料精度和实时监控的要求。在传感器部分，应采用应变式称重传感器和码盘等精度较高的传感器。在执行机构方面，可选用液压系统或电动机械系统，具有较高的稳定性和控制精度。总之，高炉上料自动控制系统的设计需要考虑到多个因素，综合考虑才能得出最优的设计方案。