密集烤房余热利用装置的电控系统研究

发布时间：2017-09-04 05:22

  本文关键词：密集烤房余热利用装置的电控系统研究

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【摘要】：烟叶烘烤和烟叶质量密切相关,是决定烟叶质量的重要环节。国家提出节能减排的号召,倡导烟叶生产的可持续发展,在对烟叶质量要求越来越高的同时,烤烟过程中的能耗问题越来越受到重视。目前,云南省的烤烟种植区的烤房多为密集烤房,密集烤房在烟叶烘烤的过程中,排湿口排放出大量的湿热气体,这部分气体不仅造成能量的巨大浪费,也对环境产生影响。为了对这些湿热气体进行余热利用,专家学者们为密集烤房设计换热装置。安装了换热器后,余热回收率达到了26.56%,节能效果显著。但是由于风阻的增加,排湿口出现了排湿不畅的问题,影响烟叶的品质。同时,余热利用系统仍是需要人为控制。针对这些问题,结合云南省烤房的实际情况,本文主要进行了如下几个方面的工作：1、对密集烤房结构、烘烤工艺和换热器进行了深入的研究。2、在此基础上设计了基于STM32微控制器的密集烤房余热利用装置的电控系统,实现对烤烟房冷风进气口风门、换热器风门以及排湿风扇的自动化控制。对烤房控制主机发出的冷风进气口动作信号进行光耦隔离、AD转换,得到系统指令码；设计了电机堵状电流检测模块,准确有效地判别各风门状态；根据受控对象状态和指令码,采用状态分析法实现符合要求的控制逻辑；采用H桥控制方式实现对电机的正反转控制。3、为减少排湿风扇能耗、延长其使用寿命,本文进行了小功率电机变频调速控制的研究和设计,实现了脉宽调制波形输出。4、对电控系统进行了软硬件调试和实验验证。经测试,所设计的电控系统能够实现对密集烤房余热利用装置系统的自动化控制,较好地解决了在排湿口安装节能减排装置之后排湿不畅的问题。
【关键词】：烟叶烘烤 自动化控制 变频调速 PWM调制
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TS48;TP273
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 课题的研究背景及意义8-10
• 1.1.1 课题的研究背景8-9
• 1.1.2 研究意义9-10
• 1.2 烟叶烘烤国内外发展趋势及现状10-11
• 1.2.1 国外节能烤房的发展趋势10
• 1.2.2 国内节能烤房的发展趋势10-11
• 1.3 论文的研究内容以及安排11-12
• 第二章 烤烟房烘烤工艺及控制基础12-18
• 2.1 三段式烘烤工艺12-15
• 2.1.1 变黄阶段12-13
• 2.1.2 定色阶段13-14
• 2.1.3 干筋阶段14-15
• 2.2 需求分析15-17
• 2.3 本章小结17-18
• 第三章 电控系统的硬件功能以及电路分析18-36
• 3.1 系统整体设计18-19
• 3.2 系统模块电路设计19-34
• 3.2.1 电源及复位电路19-20
• 3.2.2 USB程序下载电路20-23
• 3.2.3 电机驱动电路23-26
• 3.2.4 电流堵状电路以及继电器控制电路26-27
• 3.2.5 变频电路27-34
• 3.3 本章小结34-36
• 第四章 系统软件设计36-46
• 4.1 STM32信号传送系统设计36-41
• 4.1.1 STM32介绍36-39
• 4.1.2 STM32的开发环境39-40
• 4.1.3 STM32与上机位的串口通信40-41
• 4.2 软件流程41-45
• 4.3 本章小结45-46
• 第五章 系统设计、调试及实验验证46-50
• 5.1 系统整体电路以及调试结果46-48
• 5.2 本章小结48-50
• 第六章 总结与展望50-52
• 6.1 总结50
• 6.2 展望50-52
• 附录52-54
• 参考文献54-58
• 致谢58

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