电加热式烤包器设计说明书

1、电加热式烤包器设计说明书学校：青岛黄海学院参赛队员：刘海朦、薄圣伟、吴加凤、张仲勋、张光绪 指导老师：陈玉杰、刘培学日 期：2013年07月 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 第一章设计目的及内容3 HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 1.1设计的背景3 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 1.2设计的意义3 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 第二章总体设计及总体电路5 HYP

2、ERLINK l bookmark21 o Current Document 2.1系统组成5 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 2.2控制模块5 HYPERLINK l bookmark27 o Current Document 2.3加热模块6第三章单元电路设计及程序设计7 HYPERLINK l bookmark33 o Current Document 3.1单片机小系统电路7 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 3.2温度报警电路7 HYPERLINK l bookmark39 o Cu

3、rrent Document 3.3 A/D转换电路8 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 3.4信号放大电路93.5程序流程图.10第四章结论及创新点错误！未定义书签。 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 4.1系统操作描述11 HYPERLINK l bookmark51 o Current Document 4.2测试显示11 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 4.3实物说明.12 HYPERLINK l bookmark61 o Curren

4、t Document 4.4作品创新点13参考文献14第一章设计目的及内容1.1设计的背景随着钢铁工业的迅速发展，新型钢包加热器的研制已越来越受到 重视。钢包烘烤的时间长短、能耗高低会直接影响生产运行和经济 效益，钢包烘烤温度越均匀，越能延长钢包使用寿命。因此，许多企 业对具有高效、低耗、加热快和加热均匀性高的烤包器有极大的需求。 国内外虽已有传统煤气烤包器，蓄热式烤包器，蓄热式空间燃烧烤包 器等烤包器，但存在热转换效率低、污染环境、能源来源不便、加热 不均等缺点，已不满足市场需求。针对市场上对钢包加热器的技能需 求，我们制作了与传统烤包器相比更具优点的电加热式烤包器，目前 国内市场尚属空白。

5、1.2设计的意义根据市场调查，很多企业对电加热式烤包器及其自动控制装置有 极大的需求，原因如下：1、电加热式烤包器，能源来源于电，相对于煤气、天然气、液 化石油气、柴油等加热方式，电能取之方便，便于使用。而且采用煤 气、天然气加热，需要铺设输送管道，增加了生产成本。2、电加热式烤包器，能量转化效率高，无污染，真正实现高效、 低耗。而气体、柴油燃烧的方式加热，热能利用率低，并且尾气直接 排放，环境污染严重。此项目的研究，对于建设低碳、降耗、节约型 企业非常有意义。3、电加热式烤包器，包内温度加热均匀，提高了烘烤质量，并 且延长了钢包寿命。而气体、柴油燃烧的方式加热，高温烟气在包内 紊乱不够，造成

6、包内温度不均匀，烘烤质量差，甚至会出现钢包底部 温度偏低，导致钢包水口堵死，造成开浇不畅或浇不出去的现象，致 使钢水被迫回炉。4、电加热式烤包器配有自动控制系统，能根据现场情况自由设 置要达到的温度值，内置4个热电偶温度传感器，温度监测精度高。5、电加热式烤包器控制装置，成本低，使用寿命长，可靠性高， 便于操作和维护。此项目是针对中小规模钢铁企业而研究的，地域应用范围广，对 于建设绿色、环保社会，走可持续发展道路，具有积极意义。第二章总体设计及总体电路2.1系统组成电加热式烤包器主要由单片机进行整体控制，该系统由两大模 块组成，为控制模块和加热模块。整体控制框图如图2-1所示。图2-1整体控制

7、框图2.2控制模块控制模块主要由无线通信、单片机小系统、按键、指示灯、A/D 转换、报警电路、信号放大电路、手持设备等组成。控制模块电 路如图2-2所示。IEIE图2-2控制模块电路图2.3加热模块加热模块主要由玻璃棉、电阻丝、云母片等材料组成。玻璃棉具有成型好、体积密度小、热导率很、保温绝热、吸音性能好、耐腐 蚀、化学性能稳定等特征，可用来实现隔热功能。电阻丝的功率能达 到 5000W，云母片能耐1000度的高温。运用这些材料设计，通过按 键进行加热，温度能达到900多度。温度通过热电偶来采集。第三章单元电路设计3.1单片机小系统电路单片机小系统主要由品振电路、复位电路和电源电路组成。单 片

8、机小系统电路如图3-1所示。图3-1单片机小系统3.2温度报警电路温度报警电路主要由喇叭、三极管等元件构成。其中报警电路我们使用了一个NPN的三极管来进行驱动。如图3-2所示。图3-2温度报警电路3.3 A/D转换电路A/D转换电路由PCF8591、电容等元件构成。A/D转换电路如 图3-3所示。图3-3 A/D转换电路3.4信号放大电路热电偶采集的温度信息要经LM324进行放大，信号放大电路如图3-4所示。否否图3-5程序流程图第四章结论及创新点4.1系统操作描述通过按键可控制加热、暂停、温度值设置以及烤包器的升降。进行功能操作的同时相应的指示灯会点亮。12864液晶屏进行实时显 示4点温度

9、值及设定温度值。设定温度值后，按下加热键进行加热， 到达设定的温度后，蜂鸣器自动报警，按键终止加热。每次设定的温 度都会被存入24C02中，待下次上电后会显示。加热完之后，我们 会经过按键控制烤包器的升降。手持设备也有控制器上的全部功能。4.2测试显示测试步骤：1、系统上电2、观察系统初始显示3、设置温度值，按键操作，观察系统显示4、达到设定温度，控制烤包器升5、待下次使用，控制烤包器降4.3实物说明实物图片如图4-2所示。图4-2整体实物图片4.4作品创新点该作品具有以下创新点：1、采用电加热的方式及具有内胆结构的烤包器。解 决煤气加热、燃气加热等方式带来的弊端，无污染、成本低，同时达 到了使用寿命长、最大程度的节约电能的目的。2、本产品使用的耐火材料在高温环境下仍具有可靠的支撑作 用和体积稳定性。3、可实现温度控制自动化和烤包器自动升降系统。4、包内设置多个温度监测点，提高温度控制的精确性。参考文献【1】邵贝贝.单片机认识与实践【