基于單片機(jī)的智能點火控制系統(tǒng)設(shè)計

摘要：本文設(shè)計了冶金軋鋼退火爐、環(huán)形爐、罩式爐安全快速智能點火控制裝置。智能點火控制裝置由單片機(jī)控制硬件控制邏輯，再由硬件控制邏輯控制打火、開關(guān)閥等動作，當(dāng)出現(xiàn)報警而單片機(jī)未能給出報警信號給硬件控制邏輯時，硬件控制邏輯會在一定時間后自行報警。本裝置在工作時，UV探測器對火焰實時檢測，一旦無火焰信號會及時傳輸給單片機(jī)和硬件控制邏輯。正是由于實時檢測和雙重保護(hù)使得整個點火控制裝備在使用的時候更可靠更安全。另外本裝置還可以通過修改軟件運用在不同的生產(chǎn)工藝上，具有很強(qiáng)的可移植性。
關(guān)鍵詞：硬件控制邏輯；程序控制；UV探測器；可靠安全

智能點火控制裝置在冶金行業(yè)有著非常廣泛的應(yīng)用，主要運用在軋鋼退火爐、環(huán)形爐、罩式爐等方面，但現(xiàn)在用于冶金行業(yè)點火控制裝置存在一定的缺陷，點火控制時間是根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)環(huán)境固定設(shè)計，但不同生產(chǎn)工藝對點火時間的控制有著不用的要求。
本實用新型智能點火控制裝置可以控制點火時間，確保在點火時按一定的程序逐次實現(xiàn)點火過程，同時可隨時修改控制參數(shù)，方便不同生產(chǎn)工藝的使用，以保證點火過程順利而安全的完成。在點火裝置使用的過程中，使用紫外線(UV)傳感器來適時檢測火焰，且當(dāng)加熱爐無火時，軟件會報警，如果軟件報警失效，一定延時后硬件電路報警，這樣的雙保護(hù)確保了整個點火控制裝置在使用時更加安全可靠。

1 系統(tǒng)設(shè)計
1．1 系統(tǒng)總體框圖
系統(tǒng)總體框圖如圖1所示，圖中CPU所有的輸入輸出都是通過光耦完成的，這樣使信號傳輸?shù)目垢蓴_能力加強(qiáng)。遠(yuǎn)程復(fù)位讓裝置進(jìn)入工作狀態(tài)，模式控制控制打火時間和開主閥時間，火焰?zhèn)鞲衅魍ㄟ^火焰探測電路將信號傳輸給CPU，CPU輸出信號給硬件控制邏輯，由硬件控制邏輯來進(jìn)行點火、開點火閥、主氣閥和空氣閥、報警，最后報警信號又輸入給CPU，使CPU知道裝置的運行狀態(tài)，繼而發(fā)出正確的指令，使整個點火控制過程有條不紊的進(jìn)行。

1．2 系統(tǒng)主要功能
正常情況下，CPU根據(jù)輸入信號控制硬件控制邏輯來進(jìn)行點火、探火、開關(guān)大小閥門或報警，而當(dāng)CPU跑飛或由于其他原因停止工作進(jìn)入非正常工作狀態(tài)，硬件控制邏輯會在一定延時后自動啟動報警。這樣的多層保護(hù)使得整個裝置在運行的過程中更加安全可靠。
系統(tǒng)的主要功能如下：
1)按下啟動信號，進(jìn)入工作狀態(tài)，首先檢測有無虛假火焰信號，如有則輸出故障信號。如正常，開啟點火變壓器和點火閥，進(jìn)入點火狀態(tài)，如有火，為點火成功。開啟主氣閥。如無火，為點火失敗，2秒后關(guān)閉所有控制輸出，報警鎖定，輸出失敗信號。
2)點火成功后，主氣閥的開啟時間(安全時間)可由開關(guān)設(shè)置(3S、5S或10S)。
3)空氣閥的動作可選擇跟隨點火閥開啟、或跟隨主氣閥開啟、或由外部人工開啟控制(用于爐窯吹掃)。
4)正常工作后，如有火焰信號，保持正常工作直至工作信號撤銷，回復(fù)到待機(jī)狀態(tài)，如無火焰信號則由CPU來控制處理方法，有下列3種：
①立即關(guān)閉全部控制輸出，報警鎖定，輸出失敗信號。
②延時一段時間后(時間可調(diào))，如仍無火焰信號，關(guān)閉全部控制輸出，報警鎖定，輸出失敗信號。
③關(guān)閉全部控制輸出，重新啟動，如點火成功，進(jìn)入工作狀態(tài)，如點火失敗，關(guān)閉全部控制輸出，報警鎖定，輸出失敗信號。
當(dāng)CPU跑飛或由于其他原因停止了工作，這時硬件控制邏輯會在一定延時后自動啟動報警，輸出故障信號。
5)控制器在待機(jī)狀態(tài)時仍檢測火焰信號，如出現(xiàn)連續(xù)10S的火焰信號，則斷開控制輸出電源，報警鎖定，輸出故障信號。
6)故障／失敗狀態(tài)出現(xiàn)后將一直保持鎖定，不受工作信號和斷電的影響，只有人工干預(yù)復(fù)位后才可以解除故障／失敗狀態(tài)。