氧化铝焙烧温度控制系统课程设计-精品

氧化铝焙烧温度控制系统课程设计

摘要：氧化铝是电解铝生产的主要原料，针对我国矿石特点，我国氧化铝的生产工艺主要采

用的是拜尔法和烧结法以及混联法，在拜尔法中焙烧工序是氧化铝生产必不可少的一个过

程，并且是整个氧化铝生产的最后一道工序，该生产过程的主要任务是将来自分解或平盘的

带有附着水的氢氧化铝物质在焙烧炉中高温煅烧，脱除附着水和结晶水，从而生成物理化学

性质符合电解要求的氧化铝。氧化铝焙烧的主要工艺参数是灼烧温度．灼烧温度的高低与稳

定与否直接决定着氧化铝的出厂质量，所以稳定控制氧化铝灼烧温度是保证氧化铝生产质量的主要途径。本文以氧化铝焙烧生产过程控制系统为背景，开展了氧化铝焙烧生产过程控制

策略的研究和控制系统的设计以及器件的选型。

关键词：氧化铝焙烧；器件选型；串级控制系统；PID 参数整定

一、氧化铝生产工艺

生产氧化铝的方法大致可分为四类：碱法、酸法、酸碱联合法与热法。目前工业上几乎

全部是采用碱法生产。碱法有拜耳法、烧结法及拜耳烧结联合法等多种流程。

目前，我国氧化铝工业采用的生产方法有烧结法，混联法和拜耳法三种，其中烧结法占

20.2％，混联法占69.4％，拜耳法占10.4％。虽然烧结法的装备水平和技术水平在今年来

有所提高，但是我国的烧结技术仍处于较低水平。而由于拜耳法和烧结混合法组成的混联法，不仅由于增加了烧结系统而使整个流程复杂，投资增大，更由于烧结法系统装备水平和技术

水平不高，使得氧化铝生产的能耗增大，成本增高，降低我国氧化铝产品在世界市场上的竞

争力。拜耳法比较简单，能耗小，产品质量好，处理高品位铝土矿石，产品成品也低。目前

全世界90％的氧化铝是用拜耳法生产的。

拜耳法的原理是基于氧化铝在苛性碱溶液中溶解度的变化以及过氧化钠浓度和温度的

关系。高温和高浓度的铝酸钠溶液处于比较稳定的状态，而在温度和浓度降低时则自发分解

析出氢氧化铝沉淀，拜耳法便是建立在这样性质的基础上的。

下面两项主要反映是这一方法的基础：

42232)(2)3(2l OH NaAl O H x NaOH O xH O A =-++

NaOH OH Al OH NaAl +=34)()(

前一反映是在用循环的铝酸钠碱溶液溶出铝土矿时进行的。铝土矿中所含的一水和三水

氧化铝在一定条件下以铝酸钠形态进入溶液。后一反映是在另一条件下发生的析出氢氧化铝

沉淀的水解反应。铝酸钠溶液在95-100度不致水解的稳定性可以用来从其中分离赤泥，然

后使溶液冷却，转变为不稳定状态，以析出氢氧化铝。

拜耳法生产过程简介：原矿经选矿、原矿浆磨制、溶出与脱硅、赤泥分离与精制、晶种

分解、氢氧化铝焙烧成为氧化铝产品。

破碎后进厂的碎高矿经均化场均化后，用斗轮取料机取料入输送机进入铝矿仓，石灰石

经煅烧后输送到石灰仓，然后与循环母液经调配后按比例进入棒磨机、球磨机的两段磨和旋

流器组成的磨矿分级闭路循环系统。分级后的溢流经缓冲槽和泵进入原矿浆储槽，用高压泥

浆泵输送矿浆进入多级预热和溶出系统，加热介质可用溶盐也可用高压新蒸气，各级矿浆自

蒸发器排出的乏气分别用来预热各级预热器中的矿浆。溶出设备可用套管加热与高压釜组成

溶出器组。溶出后的矿浆经多级降压自蒸发器降压后，与赤泥一次洗液一同进入矿浆稀释槽。

末级自蒸发器排出的乏气，用来预热赤泥洗水，洗水由循环水和不合格的冷凝水组成。稀释

矿浆进入分离沉降槽，其溢流经过叶滤和降温后送去晶种搅拌分解，分解后的氢氧化铝浆液

经分离后，大部分氢氧化铝返回种分槽作为晶种使用，其余部分送去洗涤，洗水用纯净的热

水，洗净后的氢氧化铝送去焙烧，焙烧后的氧化铝即为成品氧化铝。分离后的种分母液送去

蒸发，加入少量盐类晶种以诱导盐类晶种析出，其溢流与滤液、补充新的液体苛性钠后组成

循环母液，送去调配制备原矿浆。

二、氧化铝生产焙烧过程工艺

氢氧化铝焙烧是氧化铝生产工艺中的最后一道工序。焙烧的目的是在高温下把氧化铝的

附着水和结晶水脱除，从而生成物理化学性质符合电解要求的氧化铝。

(1)焙烧原理

氢氧化铝经过焙烧炉的干燥段，焙烧段和冷却段使之烘干，脱水和晶形转变而变成氧化铝产

品其化学变化可分为以下几个阶段。

（a ）脱除附着水

O H OH Al O H Al C 2310023)((OH)+??→?

当温度高于100C 时氢氧化铝中的附着水被蒸发，此反应发生在闪速干燥器。

(b)脱除结晶水

结晶水的脱除分两步进行，250-300度时，失去两个结晶水，在500-600度的温度下它失去

最后一个结晶水。而成为3

2r O Al -。 O H O Al O H O Al C 23230025023223+???→?-

O H O Al O H O Al C 232600500232+-???→?-γ

(c)晶型转变

氢氧化铝在脱水过程中伴随着晶体转变，32r O Al -在950度时开始进行晶型转变，逐渐由

32r O Al -转变为32-a O Al 。

(2)氧化铝焙烧过程生产过程流程介绍

流态化焙烧是世界上最先进的氢氧化铝焙烧技术与装置，流态化是一种固体颗粒与气体

接触而变成类似流体状态的操作技术。而固体物料在流态化状态下与气体或液体的热交换过

程最为强烈。

(a)此炉型采用了在干燥段设计热发生器这一新颖措施，当供料氢氧化铝附着水含量增大时，不需象其它炉型那样采取增加过剩空气的方式来增加干燥能力，仅需启动干燥热发生器来增加干燥段热量，避免了废气量大增而大量损失热量，因此，与前二种炉型相比，气体悬焙烧炉热耗和电耗要低。

(b)整套装置设计简单。一是物料自上而下流动，可避免事故停炉时的炉内积料和计划停炉时的排料；二是设备简单，除流化冷却器外无任何流化床板，没有物料控制阀，方便了设备维检修：三是负压作业对焙烧炉的问题诊断和事故处理有利。这些都有利于故障后生产的快速恢复，给生产组织带来方便。

(c)控制回路简单，气体悬浮焙烧炉虽有多条自动控制回路，但在生产中起主要作用的仅有2条，一条是主燃烧系统的主炉温度控制回路，另一条是O2含量控制回路。

三、焙烧炉温度控制方案设计

目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。一个控控制系统包括控制器、传感器、变送器、执行机构、输入输出接口。控制器的输出经过输出接口、执行机构，加到被控系统上；控制系统的被控量，经过传感器，变送器，通过输入接口送到控制器。

(1)对于焙烧过程而言，主要控制焙烧炉出口温度。而影响焙烧炉出口温度的因素主要就是燃料的流量，而流量又决定于主燃烧器的流量阀门的开度。因此，我们引入中间点信号，即最能反应焙烧炉出口温度的进入主燃烧器中的燃料流量，作为调节器的补充信号，以便快速反应影响焙烧炉出口温度变化的扰动，引入该点作为辅助被调量，通过调节管道上流量阀的开度调整燃料的流量，组成了流量．温度串级调节系统，从而调节焙烧炉的出口温度，来保氧化铝的产量和质量口”。焙烧炉温度控制回路流程图如图所示：

图1 焙烧炉温度控制回路流程图

焙烧炉温度控制回路设计为串级控制回路，主回路为温度控制回路，其输入为焙烧炉的出口温度的设定值，控制器输出为副回路的输入，测量仪表为一体化热电偶；副回路为流量控制回路，其输入为主控制器的输出或主燃烧器的流量设定，控制器输出为主燃烧器V19流量调节阀的百分比开度，执行机构为流量电动调节阀，测量仪表为电磁流量计。

从方框图可以看出，串级调节系统有两个闭环的调节回路：

图2 温度控制回路结构图

a）由PID控制器、调节阀、主燃烧器、流量计构成了副环回路。

b）由PID控制器、副环回路、焙烧炉、温度计构成了主环回路。

副环回路为流量调节系统，选用标准PID控制器来控制该系统。主环回路为温度调节系统，也选用标准PID控制器来控制该系统。

主调节器出的的信号不是直接调节温度，而是作为副调节器的可变给定值，与燃料流量信号比较，再通过副调节器去控制电动阀动作，以调节燃料流量，保证焙烧炉出口温度能较快的跟踪设定值并最终保持在设定值附近不变。

(2)从动态特性的角度考虑，优化控制器性能与结构，提高系统的响应速度。在对控制系统进行设计时，尽量根据被控制对象选择一组较为合适的控制器参数，提达到更好可控制效果。而通过对系统建立数学模型，根据模型特性，通过设定某种性能指标，在实现最优指标的前提下，对控制器参数进行寻优可谓是个好的优化控制器性能的办法。对于串级控制系统来说，有两个控制器，因此需要分别对两个控制器的参数进行整定，整定的顺序先调节副回路，待副回路调节达到要求后，在调节主回路。

(3)如果测量元件的延迟和惯性比较大，就不能及时反映温度的变化，就会造成系统不稳定，影响控制质量。因此，在系统的仪表选型上尽量使用快速的测量元件，安装在正确的位置，保证测量信号传递的快速性，减小延迟和惯性。

四、焙烧炉温度回路对象模型的建立与验证

建立数学模型的方法有许多种，像机理建模、系统辨识等。机理建模有较大的普遍性，但是多数工业过程的机理较为复杂，其数学模型很难建立，虽然在建模过程中作了一些具有一定实际依据的近似和假设，但是逼近不能完全反映过程的实际情况，有时甚至会带来一些估计

不到的影响。因此，在工程目前主要采用试验建模一过程辨识和参数估计的方法。建模的方法我们采用响应曲线法，响应曲线法主要用于阶跃响应曲线和矩形脉冲响应曲线。

图3 阶跃响应法图4 矩形脉冲响应法

(1)阶跃响应曲线的试验测定：

将被控过程的输入量作一阶跃变化，同时记录其输出量随时间而变化的曲线，则称为阶跃响应曲线。

阶跃响应曲线能直观，完全描述被控过程的动态特性。实验测试方法易于实现，只要是阀门的开度作一阶跃变化即可，实验时必须注意：

(a)合理选择阶跃扰动量，既不能太大，以免影响正常生产，也不能太小，以防被控过程的不真实性。通常取阶跃信号值为正常输入信号的5％一15％，以不影响生产为准。

(b)试验应在相同的测试条件下重复做几次，需获得两次以上的比较接近的相应曲线，减少干扰的影响。

(c)试验应在阶跃信号作正，反方向变化时分别测出其相应曲线，以检验被控过程的非线性程度。

(d)试验前，即在输入阶跃信号前，被控过程必需处于稳定的工作状态。在一次试验完成后，必须是被控过程稳定一段时间后再施加测试信号作第二次试验。

考虑到实际工程的方便，对主炉温度控制我们采用阶跃响应曲线试验建模法。根据

控制理论来分析，设计或改进一个过程控制系统，只有过程的阶跃响应曲线显然是不够的，还必须有阶跃响应曲线来辨识被控过程数学模型，如微分方程、传递函数、频率特性、差分方程等。在确定模型参数时，首先分析阶跃响应曲线的形状，选取一种模型结构，然后进行参数估计。由阶跃响应曲线辨识数学模型的方法很多，一阶惯性环节是一种常用的估计方法。

在过程输入阶跃信号x0的瞬时，其响应曲线的斜率最大，如图5所示。

图5 阶跃响应曲线

此时，其数学模型可用一阶惯性环节来近似，即

1s )s (w +=τK

式中参数K 、τ的求法如下：

(1)过程的静态放大系数

0)0()(y x y K -∞=

(2)过程的时间常数

对于上式所示的过程模型，在阶跃信号x 0作用下的时间特性为：

)1(Kx t y 0τ

t e --=）（

式中，K 为过程的放大系数，可由上式可确定。

图3．20描绘该方程的曲线图，表明一阶过程对输入的突然变化不能瞬时做出响应。事实上，当时间间隔等于过程时间常数是（τ=t ）过程响应应仅为完全值得63.2％。从利用上讲，除了∞→t ，过程输出总不会达到新的稳态值；当（τ5t =）时，相应近似为最终稳态值。五、设备及控制仪表的选型

（1）温度变送器的选择

选用JCJ100G 温度变送器，JCJ100G 温度变送器将热电热偶所测的温度变化通过电路处理，经信号放大后转化成标准的电压或电流信号。信号可以供数字仪表、记录仪、模拟调节器、DCS 系统，广泛用于工业生产过程检测与控制系统。本温度变送器采用优质电子器件，性能远高于其他同类产品，物美价廉。

（2）控制器选型

按照设计要求，本设计选用一个KSW-6-16型温度控制器为1300℃电炉的配套设备，与铂铑—铂热电偶配套使用，可对电炉内的温度进行测量、显示、控制，并可使炉膛内的温度自动保持恒温。以硅碳棒为加热元件的高温电阻炉，其加热元件的冷态与热态时的电阻值相差较大，在长期使用中硅碳棒的电阻值将逐渐变大。所以必须与调压设备配套使用，KSW-6-16型号的温度控制器具有温度控制和电压调节二种功能，该温度控制器的温度显示有数字显示

和指针显示二种，其中尤以固态继电器为执行元件并配以数字显示的控制器性能更为优越。结构及工作原理：温度控制器的外壳由钢板冲压折制成型并采用铝合金框架结构，外壳表面采用高强度的静电喷涂，漆膜光滑牢固。控制器的前部装有温度控制仪表、电压表、电流表和电源开关。控制器的内部装有可控硅、线路板及螺旋保险和接线端子等电器元件。该温度控制系统采用了优质电子集成元件，控温灵敏、性能可靠、使用方便。

其工作原理：热电偶将电炉内部的温度转换为毫伏电压值，经过集成放大器的放大、比较后，输出移相控制信号，有效地控制可控硅的导通角，进而控制硅碳棒的平均加热功率，使炉膛内的温度保持恒温。

（3）执行器的选择

PID系统的执行机构为电动调节阀、排料阀。电动阀使用电机作动力，气动阀使用压缩空气作动力，电动阀对液体介质和大管道径气体效果好，不受气候影响，电动调节阀要求电动调节装置和阀体间隙精密，能够准确地控制阀门开度，阀芯则根据重油黏度系数选用V 型半球阀，使其过油能够连续通顺，并使调节与开度尽量满足线性关系。为了解决排料的连续性，选择了气动控制排料阀，执行机构为I／P定位器。I／P定位器是二位三通电磁阀。此装置通过阀门开关来控制气缸带动活塞运动。

（4）气开气关选择

气动调节阀气开或者气关，通常是通过执行机构的正反作用和调节阀结构的不同组装方式实现。气开气关的选择是根据工艺生产的安全角度出发来考虑的。在本设计中，沸腾焙烧炉的温度控制，调节阀安装在燃料气管道上，根据炉膛的温度或被加热物料在加热炉出口的温度来控制燃料的供应。根据生产过程的工艺特点和安全要求，保证人身安全原则、系统与设备安全原则，保证产品的质量原则，减少原料和动力浪费原则，基于介质特点的工艺设备安全原则，本设计选用气开阀更安全些，因为一旦气源停止供给，阀门处于关闭比阀门处于全开更适合。如果气源中断，燃料阀全开，会使加热过量发生危险。

（5）调节器正负作用选择

副调节器作用方式的选择，确定副被控过程的Ko2，当调节阀开度增大，燃料量增大，炉膛温度上升，所以 Ko2 >0 。最后确定副调节器，为保证副回路是负反馈，各环节放大系数(即增益)乘积必须为正，所以副调节器 K 2>0 ，副调节器作用方式为反作用方式。

主调节器作用方式的选择，炉膛温度升高，物料出口温度也升高，主被控过程 Ko1 > 0。为保证主回路为负反馈，各环节放大系数乘积必须为正，所以副调节器的放大系数 K 1> 0，主调节器作用方式为反作用方式。

六、温度控制器PID参数整定及仿真

PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID 控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多，概括起

来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。PID 控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需要在实际运行中进行最后调整与完善。现在一般采用的是临界比例法。利用该方法进行PID 控制器参数的整定步骤如下：(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作；(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期；(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID 控制器的参数。

被控对象为一阶传递函数

1s 15.1198.31s )s (++==τK W

采样时间为O.2秒，输入指令为一阶阶跃信号。

温度控制器PID 参数整定方法，应用Matlab 计算机语言编写了算法PID 参数程序，获得优化参数。

整定后的PID 控制阶跃响应在Matlab 环境下进行仿真，仿真控制程序如图3．31所示。

图6 温度PID 控制的Simulink 仿真程序

在仿真环境下焙烧炉设定1110℃，仿真曲线图所示。

图7 温度PID整定的阶跃响应曲线

通过仿真曲线图7可以看出通过PID参数能够使焙烧炉温度快速稳定准确的跟踪设定值，上升时间大约为8s，调节时间约为10s，超调量小，基本达到控制要求。

七、总结

所设计的回路控制策略应用到现场，能够满足现场的控制要求，而且能够提高产品的品质，实验室整定的PID参数对现场控制器有很好的指导意义，提高了控制精度；为氧化铝焙烧生产提供保障；减轻了现场工艺人员的工作强度，同时也能更加精确、严格的按照设定好的曲线烘炉，提高炉子内衬的使用寿命，为顺利生产提供前提保障。总之，焙烧过程计算机控制系统成功的应用到实际工程中，满足实际项目的工艺要求，降低了现场人员的工作量，节约了现场能量，提高了产品质量和产量。

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气体悬浮焙烧炉教材

气体悬浮焙烧炉教材 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

一、回转窑的描述：氢氧化铝焙烧是氧化铝生产工艺中最后一道工序，焙烧的目的是在1000℃左右的高温下把氢氧化铝的附着水和结晶水脱除后，从而生产出符合电解要求和其他用途的氧化铝。自1856—1892年以来，分别由法国萨林德厂和奥地利人拜耳研究发明碱-石灰烧结法和利用苛性碱溶液直接浸出铝兔矿生产氧化铝的拜耳法以来，已有100多年的历史了，截止到1963年，世界各国氧化铝厂基本上都采用回转窑焙烧氢氧化铝来生产氧化铝的工艺流程。回转焙烧窑的长度一般都在100米左右，直径在3米左右，有2%左右的斜度。在开始下料前，首先要点燃安装在窑前的油枪，把窑内的温度加热到1000℃以上后，开始下料，入窑后的湿氢氧化铝随窑体的旋转由窑尾被送到窑头，而热气流从窑头向窑尾流动，使湿氢氧化铝在窑内经过烘干、脱水、晶型转变等物理化学变化而焙烧成氧化铝。根据物料在窑内发生的物理化学变化，可以将窑从窑尾起划分为以下四个带： 1、烘干带：此带的主要作用是去除附着水，入窑后的湿氢氧化铝并参和电收尘来的窑灰由30℃左右被加热到200℃左右，附着水全部被蒸发，烘干带的热气则由600℃左右降低到250—350℃左右出窑，经旋风收尘器至电收尘后排入大气层。 2、脱水带：此带的主要作用是去除结晶水，氢氧化铝由200℃左右继续被加热到900℃左右，全部脱除结晶水变为嘎马氧化铝（γ—氧化铝），而此带的温度由1050℃左右降到600℃左右。 3、煅烧带：此带的主要作用是进行晶型转变，火焰温度可达1500℃左右，嘎马氧化铝（γ—氧化铝）转变为阿尔法氧化铝（α—氧化铝），焙烧温度在1100—1200℃左右，物料在窑内停留40—45分钟左右。

基于DS18B20的温度采集显示系统的设计

《单片机技术》课程设计任务书(三) 题目：基于DS18B20的温度采集显示系统的设计一、课程设计任务传统的温度传感器，如热电偶温度传感器，具有精度高，测量范围大，响应快等优点。但由于其输出的是模拟量，而现在的智能仪表需要使用数字量，有些时候还要将测量结果以数字量输入计算机，由于要将模拟量转换为数字量，其实现环节就变得非常复杂。硬件上需要模拟开关、恒流源、D/A转换器，放大器等，结构庞大，安装困难，造价昂贵。新兴的IC温度传感器如DS18B20，由于可以直接输出温度转换后的数字量，可以在保证测量精度的情况下，大大简化系统软硬件设计。这种传感器的测温范围有一定限制（大多在－50℃～120℃），多适用于环境温度的测量。DS18B20可以在一根数据线上挂接多个传感器，只需要三根线就可以实现远距离多点温度测量。本课题要求设计一基于DS18B20的温度采集显示系统，该系统要求包含温度采集模块、温度显示模块（可用数码管或液晶显示）和键盘输入模块及报警模块。所设计的系统可以从键盘输入设定温度值，当所采集的温度高于设定温度时，进行报警，同时能实时显示温度值。二、课程设计目的通过本次课程设计使学生掌握：1）单总线温度传感器DS18B20与单片机的接口及DS18B20的编程；2）矩阵式键盘的设计与编程；3）经单片机为核心的系统的实际调试技巧。从而提高学生对微机实时控制系统的设计和调试能力。三、课程设计要求 1、要求可以从键盘上接收温度设定值，当所采集的温度高于设定值时，进行报警（可以是声音报警，也可是光报警） 2、能实时显示温度值，若用Proteus做要求保留一位小数；四、课程设计内容 1、人机“界面”设计； 2、单片机端口及外设的设计； 3、硬件电路原理图、软件清单。五、课程设计报告要求报告中提供如下内容：

氧化铝焙烧工序简介

焙烧工序简介一、焙烧工序概述把从种分车间送过来的氢氧化铝料浆经洗涤过滤后送入焙烧炉的干燥与预热段，被预热的物料进入焙烧炉完成焙烧作业；焙烧物料经冷却系统冷却，得到合格的氧化铝送入氧化铝大仓。二、焙烧主要设备及性能平盘过滤系统主要设备有平盘过滤机、真空泵、料浆泵、滤液槽等，过滤机为65㎡平盘过滤机，生产能力1.5t/m3.h.台。焙烧系统主要设备有气态悬浮焙烧炉、ID风机、双室流态化冷却器、罗茨鼓风机、静电收尘器、干燥热发生器等。焙烧采用气态悬浮焙烧炉，生产能力1400t/d.台；焙烧燃料为煤气，由厂区煤气站3台灰熔聚流化床粉煤气化炉提供，煤气值为1400kcal/Nm3。三、焙烧工艺流程焙烧工序主要分为平盘和焙烧炉两大岗位。平盘系统主要是处理由种分车间送过来固含在750~900g/L的氢氧化铝料浆，送入料浆槽，由料浆泵打上平盘，经布料均匀分布在平盘表面，在平盘转动一周的过程中完成两次洗涤、三次液固分离，液体在分配盘和真空的作用下分别进入母液槽、强液槽、弱液槽，产出的弱液经弱液泵打上平盘作一次洗液，强液送至化灰机进行化灰，母液送到六车间母液槽；洗涤合格后的氢氧化铝（附碱≤0.1%;附水≤8%）,通过螺旋卸料,经皮带输送机进入氢氧化铝大仓。焙烧系统主要处理平盘送过来的合格氢氧化铝，由皮带称称重后，经螺旋输送机送到文丘里干燥器中与旋风预热器PO2出来的大约350~400℃烟气相混合传热，脱去大部分附着水后进入PO1旋风预热器进行预热、分离。PO1分离出的氢氧化铝和来自热分离旋风筒(PO3)的热气体(1000～1200℃)充分混合进行载流预热并带入PO2，氢氧化铝物料被加热至320～360℃，脱除大部分结晶水。CO1旋风分离出来的风(600～800℃)从焙烧炉PO4底部的中心管进入，从旋风预热器PO2出来的氢氧化铝沿着锥部的切线方向进入焙烧炉，以便使物料、燃料与燃烧空气充分混合，在VO8、V19两个燃烧器的作用下，温度约为1050~1200℃，物料通过时间约为1.4S，高温下脱除剩余的结晶水，完成晶型转变。焙烧后的氧化铝在热气流的带动下进入热分离旋风筒PO3中风离，由PO3底部出来的物料被一次冷却系统CO2旋风分离出来的风带入CO1中冷却，CO3旋风分离出来的风把CO1出来的料带入CO2中冷却，同样，CO4旋风分离出来的风把CO2出来的料带入CO3冷却，而由CO3分离出的料则被AO3进风口的风带入CO4中，氧化铝经CO1、CO2、CO3、CO4四级旋风的冷却后，温度变为180℃左右，在CO2入口处装有燃烧器T12，作为初次冷态烘炉用。为了把氧化铝进一步冷却到80℃以下，从CO4出来的料经分料阀进入KO1、KO2二次流化床冷却器中继续冷却，它主要是通过内部的热交换管束中的水与管外的氧化铝之间进行逆向的热交换，整个过程大约需要30～40min。出来的氧化铝冷却到了80℃以下，通过气力提升泵送到旋风分离器中进行料风分离，经三级分离出来的风带有氧化铝粉尘，把它反到AO3进风口处进行二次利用，旋风分离器底部的氧化铝经过风动流槽输送到氧化铝大仓。从PO1旋风筒中分离出来的含有ＡＯ的粉尘烟气（180℃）经过电收尘分离出粉尘和废气．粉尘吸附在电极板上，通过阳极和阴极振打落入料风泵中，由罗茨风机提供的风输送到CO1、CO2的中上部．除尘后的烟气含尘量达到50mg/Nm3

氧化铝生产流程

氧化铝生产流程控制概述(1) 铝是世界上第二大常用金属，其产量和消费量仅次于钢铁，是国民经济中具有支撑作用和战略地位的金属原材料。氧化铝是铝冶炼的主要原料，每生产1吨原铝需要消耗近2吨氧化铝。此外，各种特殊性能的氧化铝也广泛应用于电子、石油、化工、耐火材料、陶瓷、造纸、制药等行业，因此，氧化铝生产在我国经济建设中占有十分重要的地位。我国具有较丰富的铝土矿资源（保有储量约26亿吨），居世界第四位，具备发展铝工业的资源条件。我国的氧化铝是在建国后伴随着电解铝的生产和发展建立起来的，八十年代以来得到了较快发展。近年来，氧化铝价格的暴涨，激励投资者和氧化铝厂持续加速生产和扩张。国内目前已有中铝公司所属的山东、山西、河南、中州、贵州、平果、重庆与遵义（拟建）八大铝厂，广西华银（160万吨）、阳煤集团（120万吨）、鲁能晋北、山东信发（100万吨）、三门峡开曼、东方希望（80万吨）铝业等数十个大小氧化铝厂建成或在建。据专家估计，2006年我国的氧化铝产量将年增29-33%，达到1200-1300万吨。氧化铝生产工艺类型氧化铝是用不同的生产方法是从铝土矿中提取出来的白色粉末。氧化铝是典型的大型复杂流程性工业，全世界90%以上的氧化铝直接采用的是经济的拜耳法生产流程，而我国氧化铝企业因矿质的不同，而分别选用不同的生产工艺。烧结法：适于矿石品位含硅高、难溶的、中等资源品位的一水硬铝石，流程长、工艺复杂。我国绝大部分老的氧化铝企业多采用这一方法进行氧化铝冶炼。山东铝厂、中州铝厂Ⅰ期、山西铝厂Ⅰ期

烧结法氧化铝生产过程主要包括熟料烧成、熟料溶出、精液制备、分解和蒸发等主要的生产工序。来自原料磨的生料浆通过回转窑烧制成易于溶出的铝酸钠熟料，再经碳分母液和一次洗液浸泡后进行溶出；此后通过赤泥分离洗涤、粗液脱硅、硅渣分离等工序生成的精液分别送至碳分和种分工序进行分解反应，析出氢氧化铝；种分母液经蒸发形成的种蒸母液送拜尔法碱液调配后给原矿浆配料；碳蒸母液则返回至原料磨配料。析出的氢氧化铝送焙烧工序进行焙烧。与拜耳法相比，烧结法主要在熟料烧成和碳分分解的控制部分是完全不同的两个过程拜尔法：拜尔法是Karl Joseph Bayer于1887年发明，他发现加入精种的铝酸钠溶液中可以分解出AL（OH）3，分解母液蒸发后可以在高温高压下溶出铝土矿中的AL（OH）3。该发现后来在实验中得到证实并应用于工业实践，是国外氧化铝最广泛采用的生产工艺。适于生产易溶的三水铝石和一水软铝石，处理中等品位铝土矿碱耗高、矿耗大是常规拜耳法生产氧化铝的缺点。贵州铝厂Ⅰ期、平果铝厂拜尔法氧化铝生产过程主要包括预脱硅、溶出过程，赤泥洗涤、过滤过程，种分分解过程和氢氧化铝过滤、焙烧等主要的生产工序。选矿拜尔法：可将A/S为4以上的铝土矿通过浮选成A/S为11.2的矿浆，可提高单管溶出系统的溶出率，工艺管道和罐内不易结巴。中州铝厂Ⅱ期串联法：处理中低晶位铝土矿的适宜方法。先以较简单的拜尔法处理矿石，最大限度地提取矿石中的氧化铝，然后再用烧结法回收拜尔法赤泥中的 Al2O3和 Na2O，可降低氧化铝生产的综合能耗，Al2O3的总回收率高，

氧化铝焙烧炉主炉温度pdf

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氧化铝焙烧炉主炉温度控制回路设计成员：设计类型：过程控制工程课程设计二〇一五年十二月六日

摘要氧化铝焙烧炉主炉温度是氧化铝焙烧过程中非常重要的一个控制点，影响温度的主要因素是燃料流量，燃料流量的大小通过阀门开度进行控制，为了达到控制目的，需要设计合适的控制回路，实现焙烧炉温度的稳定控制。氧化铝焙烧的主要工艺参数是灼烧温度．灼烧温度的高低与稳定与否直接决定着氧化铝的出厂质量，所以稳定控制氧化铝灼烧温度是保证氧化铝生产质量的主要途径。本文以氧化铝焙烧生产过程控制系统为背景，开展了氧化铝焙烧生产过程控制策略的研究和控制系统的设计以及器件的选型。关键词：氧化铝焙烧；器件选型；串级控制系统；PID 参数整定组员分工：蓝冠萍：仿真与控制回路设计、论文的撰写与排版段秀花：仿真与控制回路设计、论文排版蔡惠菁：论文资料汇总、论文的图片文字检查

一、氧化铝生产工艺生产氧化铝的方法大致可分为四类：碱法、酸法、酸碱联合法与热法。目前工业上几乎全部是采用碱法生产。碱法有拜耳法、烧结法及拜耳烧结联合法等多种流程。目前，我国氧化铝工业采用的生产方法有烧结法，混联法和拜耳法三种，其中烧结法占 20.2％，混联法占 69.4％，拜耳法占 10.4％虽然烧结法的装备水平和技术水平在今年来有所提高，但是我国的烧结技术仍处于较低水平。而由于拜耳法和烧结混合法组成的混联法，不仅由于增加了烧结系统而使整个流程复杂，投资增大，更由于烧结法系统装备水平和技术水平不高，使得氧化铝生产的能耗增大，成本增高，降低我国氧化铝产品在世界市场上的竞争力。拜耳法比较简单，能耗小，产品质量好，处理高品位铝土矿石，产品成品也低。目前全世界 90％的氧化铝是用拜耳法生产的。拜耳法的原理是基于氧化铝在苛性碱溶液中溶解度的变化以及过氧化钠浓度和温度的关系。高温和高浓度的铝酸钠溶液处于比较稳定的状态，而在温度和浓度降低时则自发分解析出氢氧化铝沉淀，拜耳法便是建立在这样性质的基础上的。下面两项主要反映是这一方法的基础： A l2 O3 xH 2 O 2 NaOH (3 x) H 2 O 2 NaAl (OH )4 NaAl (OH )4 Al (OH )3 NaOH 前一反映是在用循环的铝酸钠碱溶液溶出铝土矿时进行的。铝土矿中所含的一水和三水氧化铝在一定条件下以铝酸钠形态进入溶液。后一反映是在另一条件下发生的析出氢氧化铝沉淀的水解反应。铝酸钠溶液在 95-100 度不致水解的稳定性可以用来从其中分离赤泥，然后使溶液冷却，转变为不稳定状态，以析出氢氧化铝。拜耳法生产过程简介：原矿经选矿、原矿浆磨制、溶出与脱硅、赤泥分离与精制、晶种分解、氢氧化铝焙烧成为氧化铝产品。破碎后进厂的碎高矿经均化场均化后，用斗轮取料机取料入输送机进入铝矿仓，石灰石经煅烧后输送到石灰仓，然后与循环母液经调配后按比例进入棒磨机、球磨机的两段磨和旋流器组成的磨矿分级闭路循环系统。分级后的溢流经缓冲槽和泵进入原矿浆储槽，用高压泥浆泵输送矿浆进入多级预热和溶出系统，加热介质可用溶盐也可用高压新蒸气，各级矿浆自蒸发器排出的乏气分别用来预热各级预

中国氧化铝产业发展分析

中国氧化铝产业发展分析氧化铝工业概况我国具有较丰富的铝土矿资源，迄今已探明保守储量23亿吨，位居世界第4，具备发展氧化铝工业的资源条件。据2004年以来的不完全统计，国内已公布的氧化铝投资项目达26个,测算总规模达1604.1万t。即使不考虑利用国外铝土矿资源和到海外投资办厂的项目，总规模也达到2814.1万t。2006年底，中铝公司氧化铝生产952万t，除目前已公布在建的氧化铝规模外，全国还有拟建氧化铝总规模1992万t接近国外所有拟建(扩建)氧化铝项目的总和。氧化铝工业的迅速发展不同于以往的低水平重复建设，而是上规模、高水平，优化了结构，极大地提升了我国氧化铝工业整体水平和竞争力。但是，如果这种投资热继续无序膨胀，势必造成产品相对过剩。投资氧化铝工业的风险性与电解铝等其他行业在以下方面又有所不同： 1）氧化铝工艺技术相对复杂。通常情况下，项目从设计，开工到形成产能需要2～3年时间左右的时间，投入高，风险较高。 2）现货市场的氧化铝价格跌宕起伏。而供求双方的信息不对称又进一步加剧了氧化铝价格起伏不定的局势，进而将影响氧化铝项目的投资收益。 3）在项目试车、投产和日后生产组织管理等方面，需要一大批精通氧化铝工艺技术和具有实践经验的老专家和技术工人。 4）对资源和能源的依赖度日趋增强。随着国内外资源竞争日趋激烈，适合氧化铝工业发展的优质资源日渐稀缺，投资氧化铝工业必须考虑项目的经济服务年限。针对目前氧化铝工业发展迅速，避免电解铝行业所出现的无序膨胀问题，有以下5点建议： 1）根据资源保障程度控制氧化铝建设总规模氧化铝工业是资源、资金、技术密集型原材料产业，因生产过程中要产生大量的尾矿和赤泥(至今未有较好的处理办法添加到水泥原料中，产品也只能用于工业)，对环境的影响非常大，铝土矿作为不可再生资源, 其保障程度直接制约着一个地区氧化铝工业的总量与生存周期。因此,各级政府和有关部门，必须准确把握氧化铝工业的发展形势，资源与环境制约状况和基本规律，按照总量控制的要求，严格控制新建氧化铝项目，坚决制止盲目发展和低水平重复建设，努力实现氧化铝工业发展与资源充分利用，优化生态环境相统一。 2）优化氧化铝工业布局矿产资源主管部门要对铝土矿存量资源进行全面核查，推进铝土矿资源勘查工作,在资源储量有较大幅度提高的情况下，发展计划部门视情况增加布点或同意扩大布点内企业的产能规模。对未经同意在规划布点外拟建氧化铝项目，省环境保护部门不予安排环保评价，擅自建设的必须停止。未经同意不在规划布局内建设的氧化铝项目以及自备电厂，将实行惩罚性电价。 3）严格氧化铝发展的技术政策和经济规模新建氧化铝项目必须采用国内研究开发的选矿—拜耳法工艺并同步建设选矿厂。严禁采用烧结法、混联法等落后工艺的氧化铝项目上马。新建氧化铝项目的单线规模应达到30万吨以上，单线达不到30万吨合理经济规模的氧化铝项目一律不准建设。已建工艺落后，造成污染的小氧化铝厂要限期转产或关闭。

温度控制系统课程设计

前言温度是一种最基本的环境参数,日常生活和工农业生产中经常要检测温度。传统的方式是采用热电偶或热电阻,但是由于模拟温度传感器输出为模拟信号，必须经过AD 转换环节获得数字信号后才能与单片机等微处理器接口,使得硬件电路结构复杂,制作成本较高。近年来，美国DALLAS公司生产的DSI18B20为代表的新型单总线数字式温度传感器以其突出优点广泛使用于仓储管理、工农业生产制造、气象观测、科学研究以及日常生活中。随着科学技术的不断进步与发展，温度传感器的种类日益繁多，数字温度传感器更因适用于各种微处理器接口组成的自动温度控制系统具有可以克服模拟传感器与微处理器接口时需要信号调理电路和A/D转换器的弊端等优点，被广泛应用于工业控制、电子测温计、医疗仪器等各种温度控制系统中.其中，比较有代表性的数字温度传感器有DS1820、MAX6575、DS1722、MAX6635等. 智能温度传感器（亦称数字温度传感器）是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE_）的结晶.目前，国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器内部包含温度传感器、A/D传感器、信号处理器、存储器（或寄存器）和接口电路.有的产品还带多路选择器、中央控制器（CPU）、随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。智能温度传感器能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器（MCU),并且可通过软件来实现测试功能,即智能化取决于软件的开发水平。为了准确获取现场的温度和方便现场控制，本系统采用了软硬件结合的方式进行设计，利用LED数码管显示温度,利用DS18B20检测当前的温度值，通过和设定的参数进行比较，若实测温度高于设定温度，则通过555定时器产生频率可变的报警信号，若实测温度低于设定温度，则加热电路自动启动，到达设定温度后停止。在软件部分，主要是设计系统的控制流程和实现过程，以及各个芯片的底层驱动设计已达到所要求的功能。在近端与远端通信过程中，采用串行MAX232标准，实现PC机与单片机间的数据传输。

焙烧炉操作规程

第二章焙烧主控操作规程焙烧炉主控操作规程一．主要职责及任务 1.负责把氢氧化铝焙烧成合格的氧化铝。 2.作为车间生产控制中心，是班组各项工作的中心调度，负责班组内部工作的协调，负责班组各项工作的汇总、反馈，负责对外工作的联系汇报，负责外部信息的收集及传达。班长不在时行使班长的权利，负责班长的工作。 3.负责通过计算机中心远程开启设备，调整焙烧炉各参数，使之保持正常值。 4.严格执行上级下达的技术经济指标，降低消耗，提高经济效益。 5.严格执行各项规章制度，认真填写岗位交接班记录和各项操作记录。 6.负责本岗位所有设备和环境卫生的清理及各种工器具的管理工作。二、工艺流程及原理工业生产的湿氢氧化铝一般含有6～8%的附着水。在焙烧过程中，当氢氧化铝受热达到100℃以上时，附着水即被蒸发脱除，当温度达到225℃时，氢氧化铝先脱掉两个分子的结晶水，变成一水软铝石；继续加热到500℃～560℃时，一水软铝石又脱掉最后一个分子的结晶水，变成无水的r-AL2O3。脱水反应式如下：

225℃ AL2O3.3H2O======= AL2O3.H2O+ 2H2O 500℃～560℃ AL2O3.H2O===========r-AL2O3+ H2O 在500℃～560℃温度下焙烧得到的r-AL2O3是很分散的结晶质的氧化铝，需要进一步提高焙烧温度，才能结晶并且长大为粗颗粒。将r-AL2O3加热至900℃时，它开始转变为α-AL2O3，此时转化速度很慢，提高温度则转化速度加快。在1050℃～1200℃下维持足够的时间r-AL2O3才完全转变为α-AL2O3。从成品过滤送来的氢氧化铝（含水率≤5%）卸入L01给料仓（Ф3000×8200mm）经棒式阀卸到电子计量给料机(DEM1480),计量后送入螺旋给料机（Ф600×3200mm）.螺旋给料机将氢氧化铝送入文丘里闪速干燥器。从P02顶部排出的烟气（320℃）经烟道进入文丘里闪速干燥器的地步和氢氧化铝混合进行热交换，氢氧化铝附水在闪速干燥器内蒸发干燥。经干燥后的氢氧化铝被烟气、水蒸气带人P01（Ф3950×9736mm）进行气固分离，P01温度大约145℃。如果从P02来的烟气不足以平衡氢氧化铝附水的蒸发量，需要采用干燥热发生器T11来补充热量。从P01顶部排出的含尘废气进入电收尘（BABW100m3）净化，由排风机（Q=252000m3/H、P=8800pa）将其送入烟囱排放。粉尘排放浓度小于30mg/Nm

氧化铝焙烧炉主炉温度 df

氧化铝焙烧炉主炉温度控制回路设计成员：设计类型：过程控制工程课程设计

二〇一五年十二月六日

一、氧化铝生产工艺生产氧化铝的方法大致可分为四类：碱法、酸法、酸碱联合法与热法。目前工业上几乎全部是采用碱法生产。碱法有拜耳法、烧结法及拜耳烧结联合法等多种流程。目前，我国氧化铝工业采用的生产方法有烧结法，混联法和拜耳法三种，其中烧结法占 20.2％，混联法占 69.4％，拜耳法占 10.4％虽然烧结法的装备水平和技术水平在今年来有所提高，但是我国的烧结技术仍处于较低水平。而由于拜耳法和烧结混合法组成的混联法，不仅由于增加了烧结系统而使整个流程复杂，投资增大，更由于烧结法系统装备水平和技术水平不高，使得氧化铝生产的能耗增大，成本增高，降低我国氧化铝产品在世界市场上的竞争力。拜耳法比较简单，能耗小，产品质量好，处理高品位铝土矿石，产品成品也低。目前全世界90％的氧化铝是用拜耳法生产的。拜耳法的原理是基于氧化铝在苛性碱溶液中溶解度的变化以及过氧化钠浓度和温度的关系。高温和高浓度的铝酸钠溶液处于比较稳定的状态，而在温度和浓度降低时则自发分解析出氢氧化铝沉淀，拜耳法便是建立在这样性质的基础上的。下面两项主要反映是这一方法的基础： A l2 O3 xH 2 O ?2 NaOH ?(3? x) H 2 O ?2 NaAl (OH )4 NaAl (OH )4? Al (OH )3? NaOH 前一反映是在用循环的铝酸钠碱溶液溶出铝土矿时进行的。铝土矿中所含的一水和三水氧化铝在一定条件下以铝酸钠形态进入溶液。后一反映是在另一条件下发生的析出氢氧化铝沉淀的水解反应。铝酸钠溶液在95-100度不致水解的稳定性可以用来从其中分离赤泥，然后使溶液冷却，转变为不稳定状态，以析出氢氧化铝。拜耳法生产过程简介：原矿经选矿、原矿浆磨制、溶出与脱硅、赤泥分离与精制、晶种分解、氢氧化铝焙烧成为氧化铝产品。破碎后进厂的碎高矿经均化场均化后，用斗轮取料机取料入输送机进入铝矿仓，石灰石经煅烧后输送到石灰仓，然后与循环母液经调配后按比例进入棒磨机、球磨机的两段磨和旋流器组成的磨矿分级闭路循环系统。分级后的溢流经缓冲槽和泵进入原矿浆储槽，用高压泥浆泵输送矿浆进入多级预热和溶出系统，加热介质可用溶盐也可用高压新蒸气，各级矿浆自蒸发器排出的乏气分别用来预热各级预

氧化铝陶瓷制作工艺

氧化铝陶瓷介绍来自:中国特种陶瓷网发布时间:2005-8-3 11:51:15 氧化铝陶瓷制作工艺简介氧化铝陶瓷目前分为高纯型与普通型两种。高纯型氧化铝陶瓷系Ａｌ２Ｏ３含量在９９．９％以上的陶瓷材料，由于其烧结温度高达１６５０—１９９０℃，透射波长为１～６μｍ，一般制成熔融玻璃以取代铂坩埚：利用其透光性及可耐碱金属腐蚀性用作钠灯管；在电子工业中可用作集成电路基板与高频绝缘材料。普通型氧化铝陶瓷系按Ａｌ２Ｏ３含量不同分为９９瓷、９５瓷、９０瓷、８５瓷等品种，有时Ａｌ２Ｏ３含量在８０％或７５％者也划为普通氧化铝陶瓷系列。其中９９氧化铝瓷材料用于制作高温坩埚、耐火炉管及特殊耐磨材料，如陶瓷轴承、陶瓷密封件及水阀片等；９５氧化铝瓷主要用作耐腐蚀、耐磨部件；８５瓷中由于常掺入部分滑石，提高了电性能与机械强度，可与钼、铌、钽等金属封接，有的用作电真空装置器件。其制作工艺如下：一粉体制备：郑州玉发集团是中国最大的白刚玉生产商，和中科院上海硅酸盐研究所成立玉发新材料研究中心研究生产多品种α氧化铝。专注白刚玉和煅烧α氧化铝近30年，因为专注所以专业，联系QQ2596686490，电话156390七七八八一。将入厂的氧化铝粉按照不同的产品要求与不同成型工艺制备成粉体材料。粉体粒度在１μｍ?微米?以下，若制造高纯氧化铝陶瓷制品除氧化铝纯度在９９．９９％外，还需超细粉碎且使其粒径分布均匀。采用挤压成型或注射成型时，粉料中需引入粘结剂与可塑剂，?一般为重量比在１０—３０％的热塑性塑胶或树脂?有机粘结剂应与氧化铝粉体在１５０—２００℃温度下均匀混合，以利于成型操作。采用热压工艺成型的粉体原料则不需加入粘结剂。若采用半自动或全自动干压成型，对粉体有特别的工艺要求，需要采用喷雾造粒法对粉体进行处理、使其呈现圆球状，以利于提高粉体流动性便于成型中自动充填模壁。此外，为减少粉料与模壁的摩擦，还需添加１～２％的润滑剂?如硬脂酸?及粘结剂ＰＶＡ。欲干压成型时需对粉体喷雾造粒，其中引入聚乙烯醇作为粘结剂。近年来上海某研究所开发一种水溶性石蜡用作Ａｌ２Ｏ３喷雾造粒的粘结剂，在加热情况下有很好的流动性。喷雾造粒后的粉体必须具备流动性好、密度松散，流动角摩擦温度小于３０℃。颗粒级配比理想等条件，以获得较大素坯密度。二成型方法：氧化铝陶瓷制品成型方法有干压、注浆、挤压、冷等静压、注射、流延、热压与热等静压成型等多种方法。近几年来国内外又开发出压滤成型、直接凝固注模成型、凝胶注成型、离心注浆成型与固体自由成型等成型技术方法。不同的产品形状、尺寸、复杂造型与精度的产品需要不同的成型方法。摘其常用成型介绍：１干压成型：氧化铝陶瓷干压成型技术仅限于形状单纯且内壁厚度超过１ｍｍ，长

课程设计(论文)基于mcs51系列单片机的数字温度监测装置设计

课程设计说明书基于MCS-51系列单片机的数字温度监测装置设计学生班级：学生姓名：起止日期：指导教师：

目录一、引言 4 1. 本次课程设计的重要意义4 2. 温度传感器的发展4 二、设计内容及性能指标 5 三、系统方案总体概述 5 四、系统主要器件选择 6 （一）单片机的选择 6 1.主要性能参数6 2.功能特性概述7 3.引脚功能说明8 4.端口引脚第二功能9（二）温度传感器的选择10 1.总述10 2.温度传感器的选择11 2.1 DS18B20简介11 2.2 DS18B20内部结构11 2.3 DS18B20测温原理15 五、系统整体设计 17（一）系统硬件电路设计17 1.硬件电路设计总体概述17 2.CPU机器基本外围电路设计18 2.1单片机电路18 2.2晶振控制电路18 2.3 继电器电路19 2.4 锁存器74LS373引脚功能及工作原理19 2.4.1 74LS373引脚功能20 2.4.2 74LS373工作原理20 2.4.3 Intel2764引脚功能23 3.前向通道设计23 3.1温度检测电路23 3.2电源输入部分电路24 4.后向通道设计及人机通道设计25 4.1 后向通道设计25 4.1.1 LED显示电路25 4.1.1.1 LED显示器的结构25 4.1.1.2 LED显示器的工作原理26 4.1.1.3 LED 显示设计方案27 4.2键盘27 4.3温度报警电路28 4.4复位电路28

5.抗干扰措施29 5.1干扰产生的后果29 5.2抗干扰设计的基本原则30 5.3硬件抗干扰设计31 5.4软件的抗干扰设计32（二）系统软件设计33 1.概述33 2.主程序模块33 3. 部分程序清单34 3.1 温度传感器的驱动程序34 3.2 LED共阳极显示子程序36 六、附录 36 七、致谢 37 参考文献

专业课程设计温度的采集与控制(软件)2

专业课程设计说明书课程设计名称：专业课程设计课程设计题目：温度的采集与控制（2）学院名称：信息工程学院专业：电子信息工程班级：学号：姓名：评分：教师： 20 年月日

专业课程设计任务书2012－2013学年第二学期分散1周第17 周－ 19 周集中

摘要随着现代信息技术的飞速发展，温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色，它对人们的生活具有很大的影响，所以温度采集控制系统的设计与研究有十分重要的意义。本次设计的目的在于学习基于51单片机的温度采集控制系统设计的基本流程。本设计采用单片机作为数据处理与控制单元，为了进行数据处理，单片机控制数字温度传感器，把温度信号通过单总线从温度传感器传递到单片机上。单片机数据处理之后，发出控制信息改变报警和控制执行模块的状态，同时将当前温度信息发送到LED进行显示。本系统可以实现温度信号采集与显示，通过进行温度数据的运算处理，发出控制信号达到控制蜂鸣器和继电器的目的。关键词：温度温度采集温度控制

目录第一章系统组成及工作原理 (1) 1.1 设计要求 (1) 1.2 系统组成 (1) 1.3 工作原理 (1) 第二章硬件电路设计 (2) 2.1 温度转换电路 (2) 2.2 A/D转换电路 (2) 2.3 控制电路 (3) 2.4 单片机最小系统 (3) 第三章软件设计 (5) 3.1 主程序流程图 (5) 3.2 7279初始化程序INIT7279 (6) 3.3 发送字节程序STFS (7) 3.4 延时程序 (9) 3.5 中断程序 (10) 3.6 AD采样程序 (12) 3.7 数值转换程序 (13) 3.8 7279送显程序 (14) 第四章实验、调试和测试结果分析 (16) 4.1 主要仪器和工具 (16) 4.2 调试过程及测试结果 (16) 结论 (18) 参考文献 (19) 附录 (20)

基于单片机的数字温度计设计课程设计

摘要温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用。本设计以AT89C52单片机为核心，采用DS18B20温度传感器检测温度，由温度采集、温度显示,温度报警等功能模块组成。基于题目基本要求，本系统对温度采集和温度显示系统行了重点设计。本系统大部分功能能由软件实现，吸收了硬件软件化的思想。实际操作时，各功能在开发板上也能完美实现。本系统实现了要求的基本功能，其余发挥部分也能实现。关键字：AT89C52单片机、DS18B20温度传感器、数码管显示、温度采集

目录一．绪论 .............................................................................................................

二．设计目的..................................................................................................... 三．设计要求..................................................................................................... 四．设计思路..................................................................................................... 五．系统的硬件构成及功能................................................................. 5.1主控制器............................................................................................... 5.2显示电路............................................................................................... 5.3温度传感器.......................................................................................... 六．系统整体硬件电路................................................................................. 七．系统程序设计 .......................................................................................... 八．测量及其结果分析 ................................................................................... 九．设计心得体会............................................................................................ 十．参考文献..................................................................................................... 附录1 源程序附录2 元件清单及PCB图一．绪论

氧化铝建设项目氧化铝部分初步设计提纲

氧化铝建设项目氧化铝部分初步设计《安全专篇》编写提纲 1．设计依据 1.1 建设项目依据的批准文件或相关的合法证明。 1.2 国家、地方政府和行业的有关安全规定。 1.3 采用的国家和行业主要安全技术规范、规程、标准。 1.4 建设项目安全预评价报告及其审查意见、备案文书，简述本项目安全预评价报告及其审查意见、备案文书的主要结论、安全措施要求。 1.5 其他设计依据或参考资料，设计单位资质、可行性研究报告、其它有关说明文件等。 2．工程概述 2.1工程性质及设计内容工程性质包括新建、扩建或改造；设计内容(子项)，如生产系统、辅助生产系统、原料存贮、公用设施、运输、生活设施、赤泥(尾矿)堆场、水源地等。 2.2 建设项目周围环境状况自然环境条件：地理位置、气象条件、工程地质、断裂带、水文(洪水)、滑坡、泥石流、地震、雷电等。

社会环境条件：周边居民、企业分布情况；是否存在可能对本项目造成重大危险、伤害的生产或使用易燃、易爆危险品的企业、设施，与本项目的相对位置等。 2.3 氧化铝项目基本概况氧化铝项目设计规模，主要技术方案，生产工艺流程，铝矿、石灰石矿或石灰、碱、酸的来源，重油、燃气或其它危化品的来源及使用，厂内外运输方式、厂区总平面布置、工程概算、主要技术经济指标。改扩建项目应对现有规模、工艺、总平面、运输等情况进行简要概述。 2.4 工程设计中采用新技术和新设备可能涉及的安全问题对利用科研成果的新工艺技术、设备、替代材料等可能对氧化铝生产过程中的安全性产生影响的，应进行其安全性说明，论述是否可改善传统工艺或设备安全条件；对存在的不安全因素采取的安全防范措施等。简述初步设计的工程内容、技术方案、原材料等是否与项目安全预评价报告及其批复文件相一致，如有变化应分析说明变化内容及原因。 2.5 氧化铝项目目前安全状况改扩建项目应说明与改扩建内容相关的生产系统和相同设施、设备目前的安全生产状况，因设计问题造成的重大事故或频发事故发生的原因，改进的方案及防范措施概述。

简单多点温度测量系统课程设计

课程设计报告（2010 —2011 年度第2学期）题目：基于DS18B20的多点温度测量系统院系：姓名：学号：专业：指导老师： 2011年5 月22 日

目录 1设计要求…………………………………………………………………………2设计的作用、目的………………………………………………………………3设计的具体实现…………………………………………………………………. 3.1系统概述……………………………………………………………………. 3.2单元电路设计与分析……………………………………………………… 3.3电路的安装与调试…………………………………………………………4心得体会及建议………………………………………………………………… 4.1心得体会…………………………………………………………………… 4.2建议…………………………………………………………………………5附录………………………………………………………………………………6参考文献…………………………………………………………………………

基于DS12B20的多点温度测量系统设计报告 1设计要求运用DS12B20温度测量芯片实现一个多点温度测量系统，要求如下：（1）．测量点为两点。（2）．测量的温度为-40~+40°C （3）．温度测量的精度为±0.5°C （4）．测量系统的响应时间要小于1S。（5）．温度数据的传输方式采用串行数据传送的方式。 2 设计的作用、目的通过本设计可以进一步了解熟悉单片机的控制原理以及外设与单片机的数据通信方法，尤其是串行通信方法以及单片机与外设间的接口问题。本设计旨在提高学生的实际应用系统开发能力，增长学生动手实践经验，激起学生学以致用的兴趣。 3设计的具体实现 3.1系统概述本系统分为温度采集模块、核心处理模块、控制模块和显示模块。温度采集模块由DS18B20温度测量芯片构成，它负责测量温度后将温度量转化为数字信号，传输到数据处理模块；核心处理模块由AT89S52单片机组成，它负责与温度采集模块进行数据通信、对数据进行操作处理已经对各种外设的响应与控制；控制模块由几个按键组成，实现对测量点的选择以及电路复位的操作；显示模块由一块四位的八段译码显示管和驱动芯片组成，它的作用是显示测量的温度值。系统模块组成图：

氧化铝焙烧炉烟气余热回收及其利用方案

************氧化铝焙烧炉烟气余热回收及其利用技术方案 ********工程有限公司二0一二年六月

1、概述氢氧化铝焙烧是氧化铝厂生产中的最后一道加工工序，它将分解过滤所得的氢氧化铝滤饼，在气体悬浮焙烧装置中干燥除去附着水、深度加热脱除结晶水并进行晶型转变生成产品氧化铝。氢氧化铝的焙烧是氧化铝生产中非常重要的一个环节，也是氧化铝生产过程中耗用热能最大的工序之一。氢氧化铝的焙烧过程实质是一个脱水的过程，干基氢氧化铝中含水为%，再加上氢氧化铝表面的附着水3～5%，氢氧化铝焙烧的实质上就是要将氢氧化铝中约38%的水份全部脱除掉。因此氢氧化铝的焙烧过程必然是要消耗大量的能源才能实现。目前我们的氢氧化铝焙烧炉所采用的大多是气态悬浮焙烧炉，该炉型在设计上就已经充分考虑了热能的回收与利用了，用焙烧好的物料预热冷空气到约700℃，提高了燃烧效率，再用氢氧化铝吸收热烟气的热量，使氢氧化铝在进入焙烧炉装置中的主炉时，物料中的大部分水份已经被脱除掉，这样物料在进入主炉后的主要反应为晶型的转变，大大缩短了焙烧时间，也大大地提高了焙烧炉的热效率，使得目前我们气态悬浮焙烧炉的热耗几乎是发挥到了极限。尽管如此，我们的气态悬浮焙烧炉的尾气是含有大量水蒸气和热的气体，如果能回收此尾气中的热能和水实际上就是一个变废为宝的节能工程，它不仅还能最大限度降低氧化铝生产的综合能耗，降低了氧化铝的生产成本，也最大限度实现了氧化铝生产的节能减排，对国家和企业而言都是非常有益的事。 2、焙烧炉基本数据原料原料名称氢氧化铝滤饼原料基本属性附着水～8％温度50℃ 湿密度1400㎏/m3 相对密度（干基）粒度分布：45μm＜12%

基于单片机的温度采集系统设计课程设计

基于单片机的温度采集系统设计课程设计摘要单片机己在各行业得到广泛应用，为适应更多的应用领域，厂家釆取了在一块单片机芯片上集成多种功能部件和大容量存储器的方法。因而，整个应用系统不需要扩展，而体积变小、可靠性增高，使单片机成为真正意义上的单片机系统。第一章单片机概述单片机是单片微型计算机的简称，有时称为微控制器，是将计算机的主要功能单元集成在一个芯片中而构成的器件。由于单片机在一个芯片上集成诸多功能，因此就单项功能而言，通常都没有普通计算机强大，如计算机速度不够快、字长较短、外部可扩展接口的数量少且规模小等。但是，单片机具有体积小、价格便宜和技术成熟等优点，是各种电子产品的重要组成部分, 在国民经济的各个领域发挥着重要作用。早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031,因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提

高了数百倍。目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz,性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端⑷的型号也只有10美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的WindOWS和LinUX操作系统。单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽至上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的总和，甚至比人类的数量还要多。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU,内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的竝蛊件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过价钱也是低的，一般不超过10元即可……用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD等等的家电里面都可以看到它的身影！……它主要是作为控制部分的核心部件。它是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机的(比如家用PC)的主要区别。