1、本科毕业设计 (论文 )开题报告 电气工程及自动化 EGR 式柴油热风炉控制器研制 一、课题研究意义及现状 目前，利用柴油热风炉加热温室时，一般采用将燃烧废气通过管道与空间直接或强制换热的方式进行热交换，尔后直接排出至温室外。当然靠补进冷空气至温室内，既降低了温室内空气温度，又造成热量损失。所以，这样的换热方法及其相应的柴油热风炉结构，热量利用率低， NO x 排污指标高。 多少年来，国外许多国家针对热风炉过程控制进行了大量的研究工作。经过多年的研究，日本、欧美等国在热风炉自动控制上的技术已经非常成熟。在这些国家，由 于技术先进，检测器装备水平高，大多使用热风炉的数学模型进行控制，通过热风炉的
2、全炉热平衡计算建立符合生产实际的热风炉控制模型，利用热风炉控制模型实现良好的热风炉过程控制。 废气引入进气中也称废气再循环（ Exhaust Gas Recirculation），简写为 EGR。 就是将已经排出的气体再次与吸入空气混合，通过使燃烧温度降低，在减少氮氧化物排放方面上发挥威力的装置。在 EGR 气体回路上装备的冷却装置便是 EGR 冷却系统。高温的 EGR 气体在冷却器中被冷却，再与吸入空气混合，使其燃烧温度比通常的 EGR 气体低，为氮氧 化物的减少做出贡献。并且，因为被冷却的缘故，空气的密度也变得比较大，空气量也随之增加。这样，由于更加接近完全燃烧，所以能够减少颗粒物的排放。
3、 EGR 应用于柴油热风炉在各种工况下都可实现 EGR 燃烧。既能满足加温的要求，又能提高了柴油热风炉的热利用率，符合高效低耗、节能降污的现代控制要求，有其重要意义。 二、课题研究的主要内容和预期目标 (1)主要内容： 本文对 EGR式柴油热风炉控制器进行了研究。 首先对废气再循环系统和模糊 PID控制器 和单片机自动控制系统 有所了解。 废气再循环式柴油热风炉，包括柴油热风炉 、热交换器、进气管和排气管，其特征在于 :柴油热风炉的进气管上安装气体混合器，气体混合器和排气管之间安装废气再循环管 ， 利用废气再循环以提高柴油热风炉热效率的方法，将柴油热风炉的尾气引人进气中，并在排气管上装废气再循
4、环阀，废气再循环阀由微电脑控制 ， 适用于温室内的全数字微机智能监控柴油热风炉废气再循环热交换系统 ， 通过微电脑控制废气再循环阀的开度或开闭间歇时间，从而控制再循环废气量，使排气管的废气流入气体混合器与进气管流人的充量空气混合后进人柴油热风炉的燃烧室燃烧，实现废气再循环燃烧 ， 从系统的原理、结构设计出发 ,开 发了独特用于柴油热风炉的废气再循环热交换系统 ,找到了最佳工作状况。当控制 EGR 率在 50% 70%范围时 ,能提高热利用率 17.6%,节约能源 ,并且还降低了排放污染 。 模糊 PID控制器 是 将模糊控制技术和 PID控制相结合，可克服常规 PID控制器的不足，使PID控制
5、器具有参数自适应能力。 然后综合以上内容，设计出 EGR式柴油热风炉的控制器。 (2)预期目标： 用模糊 PID控制来实现对 EGR式柴油热风炉的控制 ，节省资源的损耗 三、课题研究的方法及措施 研究模糊 PID控制器的组成原理，应用于 EGR式柴油热风炉的控制。通 过硬件电路和软件设计来实现目标。 主机选用 INTEL公司的 MCS-51系列单片机 89C51来实现，利用单片机软件编程灵活、自由度大的特点，力求用软件完善各种控制算法和逻辑控制。本系统选用的 89C51芯片时钟可达12MHz，运算速度快，控制功能完善。其内部具有 128字节 RAM，而且内部含有 4KB的 EPROM 不需要外
6、扩展存储器，可使系统整体结构更为简单、实用。 通过硬件的 I 0通道的硬件电路的设计，数据采集电路的设计，电控制执行电路的设计，键盘及显示的设计，掉电保护电路的设计，和软件的主程序模块功能实现模块来 完成。 四、 课题研究进度计划 10 月 2 日 -10 月 15 日 查找相关资料，深入对控制器的理解，对 EGR 柴油热风炉总体上有一定的思路。 10 月 16 日 - 11 日 10 日 完成电路设计方案，从整体上来实现设计。 11 月 14 日 -1 月 31 日 完成开题报告等。 3 月 5 日 -3 月 15 日 实物制作。 3 月 16 日 -4 月 10 日 总结设计过程，撰写毕业
7、论文。 参考文献 1、 施已平 , 汪永斌 废气再循环式柴油热风炉热交换系统的研制 J.宁波职业技术学院学报 2005 年 4 月 . 2、 耿方志 . 基于 89C51单片机的智能温度控制系统的设计 J. 2003年 第 1期 . 3、 汪永斌 等 .废气再循环技术在温室柴油热风炉中的应用 J. 农业工程学报 . 2002年 7 月 . 4、 汪永斌，吕昂，孙荣高等 . 温室群全数字温度和湿度综合控制系统 J.农业机械学报 .2002 第六期 . 5 刘杰；那树人 .热风炉燃烧过程模糊控制的一种策略研究 j；包头钢铁学院学报；2006 年 01 期 6 李海波；热风炉控制系统的研究设计 D;合肥工业大学； 2007 年 7 张逸君；金宁德；董晓军；我国高炉热风炉燃烧控制技术进展 J包钢科技； 2005年 06 期 8 王一飞；杨公训；时间最优模糊 PID 控制算法的设计与研究 J电机与控制学报；2004 年 04 期 9 汪光阳；王志英；张雷；张辉宜；热风炉燃烧系统模糊控制参数优化 J；安徽工业大学学报 (自然科学版） 2003 年 04 期 10 可编程控制器在热风炉中的应用 -鞍钢技术， 1999 年 04 期 11 张旭；改进热风炉结构提高热能利用 J；精细化工业间体 1980 年 02 期
