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陶瓷隧道窑微机温度控制系统摘要目前我国陶瓷隧道窑炉大多采用人工或简单仪表控制，要想使窑炉长期达到最佳工作状态是不可能的，造成产品合格率、一级品率一直处于较低的水平。
陶瓷隧道窑炉是由预热带、烧成带和冷却带三个部分组成，瓷件烧成温度在1320℃左右，窑内温度场主要由烧成带12对喷嘴燃冷煤气产生，窑炉系统用8组风机来调节窑内的压力场。
排烟风、助燃风将直接影响烧成带的温度场，急冷风会影响最终产品的质量。
温度控制系统将采集的各点温度值，经Ａ/Ｄ转换后与设定值进行比较，控制器输出经由Ｄ/Ａ变换，变成 4～20mA形式模拟量输出给电动执行器，驱动蝶形阀调节喷嘴的煤气进给量，从而控制烧成带的温度。
12只温度传感器与12个喷嘴一一对应。
关键词：MSP430F149单片机、热电偶，变送器、大林算法、I2C总线、多路开关一.总体方案设计 1.对象的工艺过程陶瓷隧道窑炉是由预热带、烧成带和冷却带三个部分组成，瓷件烧成温度在1320℃左右，窑内温度场主要由烧成带12对喷嘴燃冷煤气产生，窑炉系统用8组风机来调节窑内的压力场。
排烟风、助燃风将直接影响烧成带的温度场，急冷风会影响最终产品的质量。
温度控制系统将采集的各点温度值，经Ａ/Ｄ转换后与设定值进行比较，控制器输出经由Ｄ/Ａ变换，变成 4～20mA 形式模拟量输出给电动执行器，驱动蝶形阀调节喷嘴的煤气进给量，从而控制烧成带的温度。
12只温度传感器与12个喷嘴一一对应。
窑温控制示意图2.对象分析被控过程传递函数se s s G 403o )251(25.2)(-+=是一个大的延迟环节，而且温度的控制对系统的输出超调量有严格的限制，用最少拍无纹波数字控制器的设计，和PID算法效果欠佳，所以本设计采用大林算法设计数字控制器。
3.控制系统设计要求窑温控制在1320±10℃范围内。
微机自动调节：正常工况下，系统投入自动。
模拟手动操作：当系统发生异常，投入手动控制。
微机监控功能：显示当前被控量的设定值、实际值，控制量的输出值，参数报警时有灯光报警。
隧道窑用程序表升温曲线怎么烧制陶瓷产品烧成曲线是表示焙烧温度和焙烧时间关系的曲线。
它包括升温、保温和冷却三个阶段（在其概念上有区别窑炉操作中的预热、烧成、保温和冷却带的划分）。
能在最短的时间内（烧成周期）获得合格产品的烧成曲线，成为最佳烧成曲线。
每一种原料均存在一个最佳烧成曲线，但受窑炉结构、加热方法、码坯形式等许多因素的限制，在实际生产中，很难达到最佳烧成曲线状态，只能结合生产实际确定一个合理的烧成曲线。
合理的烧成曲线是窑炉设计和烧成热工制度（包括温度、压力、气氛及顶车制度等）的主要依据。
合理烧成曲线的制定关系到窑炉结构、产量与质量，有着很重要的实际意义和经济效益。
一、合理升温时间的确定升温时间是指从常温下将砖坯加热到最高允许烧成温度的时间。
在升温过程中，要注意影响加热速率的三个过程，即脱水过程、膨胀与收缩过程、可燃物的燃烧和氧化过程。
（1）脱水过程在坯体中，残留的空隙水和黏土矿物层间水的蒸发，各种矿物结构水的释放，来自氧化物生成的水分等均会在预热带出现。
在预热带，各种水分的蒸发和排出，就意味着坯体可能出现显微结构上的裂纹或是裂纹的扩展、松弛等现象，使坯体结构强度降低，从而影响最终的产品质量。
（2）膨胀与收缩过程在加热期间坯体产生收缩与膨胀，如果这种过程发生在很狭窄的温度范围内，就极有可能由于膨胀应力导致了坯体内部显微裂纹的扩展。
例如，石英晶体的转变。
剧烈膨胀出现的温度区域约在650~850℃之间，所以在该区域升温速度应该平缓。
另外，当原料中含有较高的碳酸盐时，在分解温度内（800~900℃）也会出现所谓的“中间状态”的收缩，此时，如果焙烧不当，也有可能在坯体中产生裂纹。
预热带产生的裂纹断面粗糙，而冷却带产生的裂纹断面平滑，要以此辨别裂纹产生的原因，采取相应防治措施。
（3）可燃物的燃烧和氧化过程为了保证氧化物在坯体出现液相之前充分氧化，或为限制大断面隧道窑焙烧窑产量的关键因素之一，也给窑炉设计与操作带来了困难。
隧道窑操作规程
一、：接通电源
检查各窑道的电源控制柜是否运转正常，温度控制器的显示情况，与温度计的误差是否过大。
温度控制：表1、（2、3、4）控制在200℃--180℃范围之内；表5（6、7、8）控制在120℃--160℃范围之内。
做好温度记录，每小时填写一次温度记录表。
二、出车和进车：
进车前必须先出车！每隔3小时进出一车。
第一步：开动1＃电托车，使托车上的轨道对准窑内轨道，打开窑门用铁钩拉出一个车到托车上，把托车开到回车道处，对准回车轨道。
把窑门关上，把随车卡片挂到车上。
第二步：开动2＃电托车，同时打开窑门，使液压顶对准窑口正中，开动液压顶把窑内的窑车向前方顶一个车位，把顶退回。
第三步：开动2＃电托车，使托车上的轨道对准1＃转盘轨道，把装好产品的窑车推到电托车上。
第四步：开动电托车，使托车上的轨道对准窑内轨道，把窑车推到窑内，同时取下车上卡片，关上窑门。
第五步：把随车卡片挂到制定位置，并做好进出窑记录。
三、注意事项：
1、电托车开停要稳，由慢到快在由快到慢，注意产品滑落伤人。
2、发现问题及时反映，由专业技术人员处理，不可擅自调整运行参数。
隧道窑工作原理及系统操作隧道窑的系统设置是否合理、窑体结构能否满足要求、操作是否得当，对产品质量、产量、燃料消耗以及窑炉使用寿命都有影响。
（一）隧道窑工作原理隧道窑属于泥流操作的热工设备，沿窑长度方向分为预热带、烧成带、冷却带。
制品与气流以相反方向运动，在三带中依次完成制品的预热、烧成、冷却的过程。
隧道窑两端设有窑门，每隔一定的时间，将装好砖坯的窑车推入一辆，同时，已经烧成砖瓦成品的窑车被推出一辆。
坯体进入预热带后，首先与来自烧成带的燃烧产物（烟气）接触而且被加热，而后进入烧成带，燃料燃烧放出的热量及生成的燃烧产物加热坯体，使之达到一定的温度而烧成，并经过一定时间的保温，生成稳定的制品。
燃烧产物自预热带的排烟口、烟道，经风机或烟囱排出窑外。
烧成的制品进入冷却带，将热量传递给入窑的冷空气制品本身冷却后出窑。
被加热的空气一部分抽进去进行余热利用。
简单来说，隧道窑的烧成过程就是燃料在窑内燃烧、坯体与气体进行热交换、湿交换的过程。
通过燃料燃烧产生的热量，将窑内温度升高到坯体烧成所需温度，在烧成温度时，坯体内各组分发生一系列物理、化学变化，经过这一系列变化，坯体由生坯焙烧为具有一定强度和耐久性，符合建筑要求的砖成品。
（二）隧道窑烧成制度隧道窑工作系统的设置就是在热工基础知识的指导下，针对特定的原料和制品，制定出适宜的烧成制度并保证烧成制度的实现。
窑炉的烧成制度包括温度制度和压力制度，温度制度需要根据原料性能和产品要求而定，而压力制度是保证窑炉按照既定的温度制度进行烧成。
因此影响产品性能的关键是烧成的温度制度。
（1）温度制度温度制度依据物料在烧成过程中的化学、物理变化制定的温度及其与时间的关系，包括升温速度、烧成温度、保温时间、降温速度等参数，并最终形成适宜的烧成曲线。
隧道窑的烧成曲线隧道窑的烧成曲线也是沿窑长装在窑顶或窑侧的热电偶测得的窑内温度曲线（见图5-3），在低温阶段接近气体温度，在高温阶段接近制品温度。
压力曲线的斜率较小，压力曲线比较平缓，使窑炉接近于零压状态下操作，这样，漏出和吸入窑内的气体量都较少，有利于生产【１１。
可以说，ＴＫ７真正实现了微正压操作。
窑内实际压力曲线见图１。
ＴＫ７隧道窑设计了车下压力平衡系统，该系统采用了自动控制，变频调节，作用是保证车下压力的绝对值始终比车上压力的绝对值高。
所以隧道窑的车下温度低，烧成带车下温度不超过１５０℃。
窑车上设计了两层窀心结构的砖，使ＴＫ７的窑车的绝热性能非常好。
车下温度低为窑车的正常运行创造了良好的条件。
３自动控制系统
３．１控制系统基本情况
图１ＴＫ７隧道窑实时温度曲线与压力曲线
ＴＫ７以德国ＳＩＥＭＥＮＳＳＴＥＰ７和ＷｌＮＣＣ为隧道窑自动控制软件开发平台。
该软件针对性较强，具有界面友好、操作方便、性能良好、安全叮靠的特点。
控制软件易于学习和使用，拥有非常丰富人机对话与错误报警窗口，能够满足高温隧道窑的自动化控制要求。
ＴＫ７共有控制回路１３个，主要控制回路有：烧成带温度控制回路，窑内压力控制回路，助燃风与窑内氧含量控制回路等。
在主控界面上可随时查看到所有测温点温度值、测压点压力值、天然气流量、助燃风流量、引射风流量、冷却风流量以及所有风机的运行情况等。
能够动画显示推车过程，包括２道窑门的起落、推车机的推进动作、窑尾出车情况。
烧成带温度自动控制回路控制精度高，温度偏差可控制在±５℃以内。
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