CN103309379A - 一种焦炭高温动态反应性控制器 - Google Patents

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CN103309379A CN2013102075794A CN201310207579A CN103309379A CN 103309379 A CN103309379 A CN 103309379A CN 2013102075794 A CN2013102075794 A CN 2013102075794A CN 201310207579 A CN201310207579 A CN 201310207579A CN 103309379 A CN103309379 A CN 103309379A
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张庆思
白金锋
王克成
徐建英
徐君
钟祥云
刘洋
赵振宁
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Abstract

本发明公开了一种焦炭高温动态反应性控制器，可同时对温度信号、二氧化碳和氮气流量信号进行检测、控制和显示。一种焦炭高温动态反应性控制器包括：信号放大部分、滤波电路、AD转换器、PIC16F877A、0-5V信号输入、0-5V信号输出、键盘及显示面板、485通信和电源模块。本发明提供的焦炭高温动态反应性控制器具有温度控制、两回路流量控制和采集功能，特别适合作为焦炭高温反应性炉的控制器。该控制器稳定性好，具有很强的抗干扰能力，同时具有传感器通道故障诊断功能，通信通道有很高的隔离电压，可达1000伏。

Description

一种焦炭高温动态反应性控制器
技术领域
本发明涉及焦炭高温反应性炉的控制装置，特别是一种焦炭高温动态反应性控制器。
背景技术
随着高炉向大型发展，对焦炭质量的要求越来越高，特别是本行业研究者普遍关注焦炭的热态性能。目前，一般采用焦炭国标反应性及反应后强度标准进行焦炭的热态性能测定，该测定指标在衡量焦炭于高炉内抵抗碳溶损失反应方面具有一定作用和判别力。实际上，高炉软融带反应条件与目前国标反应性指标的实验条件差别较大，在高炉软融带碳溶损失反应的实际温度大致为900一1350℃，各温区的Cq体积浓度和升温速度也不同，更主要的差别是焦炭的CRI是在无碱情况下测定的结果与有碱条件下差别较大，主要是高炉内有循环碱存在，并在软融带富集严重，即碱金属对焦炭的碳溶反应有正催化作用，从而加剧焦炭结构的破坏。
为弥补目前国标检测焦炭热态性能的不足，各地研究者曾研制多种模拟高炉生产条件的高温反应炉，虽然形式多种多样，但都是规模比较小、入炉试样少、反应温度低和可控条件差。
检索专利文献，中国专利公开（公告）号：CN201097203，名称为“焦炭反应性自动控制仪”，公开了一种焦炭反应性自动控制仪，该装置包括气体流量控制单元和温度控制单元两个组成部分，控制显示单元与温度控制单元通过485总线相连接，并分别与PC机进行双向数据传输，温度控制单元还连接有温度调节显示单元。它可将外部气源通过专用的气体管路将CO2及N2经过快速接头同时接入本控制仪的输入端，而针对这两路气体的切换及调节及对反应炉的温度控制均是通过PC机软件自动完成对实验过程中的各种操作与控制调节。该“焦炭反应性自动控制仪”，气体控制单元、温度控制单元显示单元是相互独立的单元，结构复杂、成本高。
发明内容
本发明提供了一种焦炭高温动态反应性控制器，可同时对温度信号、二氧化碳和氮气流量信号进行检测、控制和显示。
本发明提供的一种焦炭高温动态反应性控制器包括：信号放大部分、滤波电路、AD转换器、PIC16F877A、0-5V信号输入、0-5V信号输出、键盘及显示面板、485通信和电源模块。
一路热电偶信号通过信号放大部分、滤波电路和AD转换器后，与单片机PIC16F877A的10、11、15-20引脚连接；两路0-5伏气体流量信号经过线性光耦连接到单片机PIC16F877A的3、4号引脚；一路热电偶信号和两路气体流量信号的控制信号由单片机PIC16F877A的27-30引脚经DA转换器送出0-5伏气体流量和温度控制信号。同时单片机PIC16F877A的22号引脚接受一个数字输入信号，控制器根据此信号启动和停止。单片机PIC16F877A通过34-40引脚与键盘及显示面板部分电路中的按键及PIC16F873A的15、16和21引脚连接；单片机PIC16F877A通过24-26引脚接收485通信；485通信由光耦6N137和MAX483组成。
本发明与现有同类装置相比，其显著的有益效果体现在：
该焦炭高温动态反应性控制器具有温度控制、两回路流量控制和采集功能，特别适合作为焦炭高温反应性炉的控制器，可大量节省设备成本和空间；该控制器具有齐备的控制功能，可接受一个数字输入信号，只有该输入信号有效时才可启动三回路控制，并且可通过控制器面板和485通信对控制器的温度、流量、控制器的启动、停止和进行设定；该控制器稳定性好，具有很强的抗干扰能力，同时具有传感器通道故障诊断功能，通信通道有很高的隔离电压，可达1000伏。
附图说明
图1是一种焦炭高温动态反应性控制器主程序流程图；
图2是一种焦炭高温动态反应性控制器中断程序流程图；
图3是一种焦炭高温动态反应性控制器结构示意图；
图4是一种焦炭高温动态反应性控制器放大器AD620部分电路图；
图5是一种焦炭高温动态反应性控制器调理、滤波部分电路图；
图6是一种焦炭高温动态反应性控制器AD转换器AD574部分电路图；
图7是一种焦炭高温动态反应性控制器PIC16F877A部分电路图；
图8是一种焦炭高温动态反应性控制器0-5V信号输入部分电路图；
图9是一种焦炭高温动态反应性控制器0-5V信号输出部分电路图；
图10是一种焦炭高温动态反应性控制器键盘及显示面板部分电路图；
图11是一种焦炭高温动态反应性控制器光耦6N137部分电路；
图12是一种焦炭高温动态反应性控制器MAX483部分电路图；
图13是一种焦炭高温动态反应性控制器电源模块部分电路图；
图14是一种焦炭高温动态反应性控制器DCDC模块部分电路图；
图15是一种焦炭高温动态反应性控制器数字信号输入部分电路图。
具体实施方式
一种焦炭高温动态反应性控制器，由电源模块、DC/DC模块、放大器AD620、放大及RC滤波电路、AD转换器、HCNR201、TLV5616、单片机PIC16F877A和PIC16F873A、光耦6N137和MAX483构成。
具体电路结构为：
如图13所示，电源模块电路图；如图14所示，DC/DC模块电路图；如图4所示放大器AD620电路图；如图5所示，放大及RC滤波电路由LM358、电阻和电容构成；如图7、图1、图2所示，单片机PIC16F877A电路图，在单片机PIC16F877A中编制程序；如图11所示，光耦6N137电路图；如图12所示，MAX483电路图。对于热电偶测温回路，如图6、图7所示，热电偶依次与放大器AD620、滤波电路和AD转换器连接，最后AD转换器AD574与单片机PIC16F877A的10、11、15-20引脚连接；如图8、图7所示，两路0-5伏气体流量信号经HCNR201，送入单片机PIC16F877A的3、4号引脚；如图9所示，单片机PIC16F877A的27-30引脚分别于DA转换器TLV5616连接；如图15所示，单片机PIC16F877A的22号引脚接受一个数字信号输入信号，并且单片机PIC16F877A通过34-40引脚与键盘及显示面板部分电路中的按键及PIC16F873A的15、16和21引脚连接。

Claims (1)

1.一种焦炭高温动态反应性控制器，其特征在于该控制器包括：信号放大部分、滤波电路、AD转换器、PIC16F877A、0-5V信号输入、0-5V信号输出、键盘及显示面板、485通信和电源模块，一路热电偶信号通过信号放大部分、滤波电路和AD转换器后，与单片机PIC16F877A的10、11、15-20引脚连接；两路0-5伏气体流量信号经过线性光耦连接到单片机PIC16F877A的3、4号引脚；一路热电偶信号和两路气体流量信号的控制信号由单片机PIC16F877A的27-30引脚经DA转换器送出0-5伏气体流量和温度控制信号，同时单片机PIC16F877A的22号引脚接受一个数字输入信号，单片机PIC16F877A通过34-40引脚与键盘及显示面板部分电路中的按键及PIC16F873A的15、16和21引脚连接；单片机PIC16F877A通过24-26引脚接收485通信；485通信由光耦6N137和MAX483组成。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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