基于CPLD的圆环链热处理控制系统的研究与实现

论文摘要

圆环链是煤矿井下机械化采煤设备上的重要传动部件,热处理是生产圆环链的关键工艺。传统的数模集成电路式控制电路已经不能满足生产需要,对圆环链热处理淬火和回火温度的恒温控制成为困扰企业生产的首要问题。通过研究圆环链热处理系统主电路及其控制原理,提出一种以温度环为外环、以电压和电流双闭环为内环的三环式恒温控制方案。研制出基于单片机和CPLD的圆环链热处理控制系统的控制单元,既能实现对圆环链热处理淬火温度和回火温度的恒温控制,又具有过电压、过电流、缺相、缺水、水压低和控制单元欠压等系统故障状态的智能保护以及故障信息的存储与查询功能;该控制单元还具有上位机通讯功能,在控制室内能实时完成对该系统的监控。现场应用表明,该控制单元的设计思路正确、方案合理,可用于对工业现场现有的圆环链热处理系统进行技术改造。

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摘要

Abstract

1 绪论

1.1 感应加热的基本原理

1.2 国内外感应加热电源技术的发展历程及其研究现状

1.3 圆环链热处理系统简介

1.4 课题来源及研究意义

1.5 论文的主要工作

2 圆环链热处理系统主电路的设计

2.1 中频电源主电路的组成

2.2 整流电路的原理分析及参数的选择

2.3 直流电抗器的作用及其计算

2.4 晶闸管阻容吸收元件的选择

2.5 逆变电路的原理分析及参数的选择

2.6 负载电路的分析与计算

2.7 本章小结

3 集成电路式中频电源控制板的控制原理

3.1 恒功率调节原理

3.2 恒温度控制策略

3.3 PID 的控制原理

3.4 本章小结

4 基于 CPLD 控制的圆环链热处理系统控制单元的设计

4.1 总体设计方案的确定

4.2 硬件电路的实现

4.3 系统的软件实现

4.4 本章小结

5 控制单元的抗干扰设计

5.1 抗干扰设计的必要性

5.2 硬件抗干扰措施

5.3 软件抗干扰措施

5.4 本章小结

结论

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表学术论文和参加科研情况

附录 A 500KW、1KHz 中频感应加热电源实物图

基于CPLD的圆环链热处理控制系统的研究与实现

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