嵌入式高爐噴吹煤粉質(zhì)量流量計(jì)的設(shè)計(jì)與開發(fā)的開題報(bào)告

嵌入式高爐噴吹煤粉質(zhì)量流量計(jì)的設(shè)計(jì)與開發(fā)的開題報(bào)告一、選題背景高爐是現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)煉鐵的重要設(shè)備，其煤氣噴吹質(zhì)量和流量是影響高爐工藝和生產(chǎn)效益的關(guān)鍵指標(biāo)之一。目前，常規(guī)的高爐噴吹煤粉質(zhì)量流量計(jì)存在精度低、響應(yīng)速度慢、易受環(huán)境干擾等問題。因此，研究一種精度高、響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性好的嵌入式高爐噴吹煤粉質(zhì)量流量計(jì)，能夠滿足高爐生產(chǎn)質(zhì)量和效益的要求，具有較大的應(yīng)用前景。二、研究?jī)?nèi)容本課題主要研究在高爐煤氣噴吹系統(tǒng)中，嵌入式噴吹煤粉質(zhì)量流量計(jì)的設(shè)計(jì)和開發(fā)。具體內(nèi)容包括：1.煤氣噴吹流量計(jì)傳感器的選取以及底層驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)。2.嵌入式系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)，包括微控制器選型、模擬電路設(shè)計(jì)以及數(shù)字電路設(shè)計(jì)等。3.噴吹煤粉質(zhì)量流量計(jì)的信號(hào)處理算法設(shè)計(jì)，包括多種數(shù)字濾波算法以及數(shù)據(jù)處理算法的實(shí)現(xiàn)。4.嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)初始化、通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)等。5.原型機(jī)的制作和測(cè)試。三、研究意義通過研究和開發(fā)高爐噴吹煤粉質(zhì)量流量計(jì)，可以提高高爐生產(chǎn)質(zhì)量和效益，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1.提高高爐噴吹煤粉質(zhì)量流量的測(cè)量精度，精細(xì)化控制高爐的燃燒過程，減少?gòu)U氣排放量。2.增加高爐噴吹系統(tǒng)的響應(yīng)速度，提高高爐生產(chǎn)效率，減少煤粉浪費(fèi)，降低生產(chǎn)成本。3.嵌入式設(shè)計(jì)的小型化、高度智能化，可以方便的實(shí)現(xiàn)在高爐噴吹系統(tǒng)中嵌入應(yīng)用，大大提高智能化程度。4.滿足企業(yè)生產(chǎn)管理的需要，推動(dòng)企業(yè)由傳統(tǒng)工業(yè)向智能工業(yè)的轉(zhuǎn)型，提高相關(guān)工程師的技術(shù)水平和創(chuàng)新能力。四、難點(diǎn)和挑戰(zhàn)1.高爐環(huán)境復(fù)雜多變，測(cè)量精度要求高，如何設(shè)計(jì)一個(gè)抗干擾能力強(qiáng)、測(cè)量精度高的傳感器是一個(gè)難點(diǎn)。2.嵌入式系統(tǒng)中硬件電路的設(shè)計(jì)難度大，需要考慮芯片選型、信號(hào)采集、濾波算法等問題，同時(shí)要保證硬件電路的穩(wěn)定性和可靠性。3.噴吹煤粉質(zhì)量流量計(jì)的信號(hào)處理算法的設(shè)計(jì)難度大，需要充分考慮流量、壓力、溫度等因素的影響，并結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化。4.嵌入式系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)需要考慮系統(tǒng)的可維護(hù)性和易用性，還要充分考慮硬件的資源限制，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。五、預(yù)期成果1.高爐噴吹煤粉質(zhì)量流量計(jì)的設(shè)計(jì)方案，并制作出可行的原型機(jī)。2.實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的硬件與軟件開發(fā)，完成電路與系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)與測(cè)試。3.較小型化，增加智能化程度，在高爐生產(chǎn)中得到實(shí)際應(yīng)用。4.提高鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)效率，達(dá)到良好的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。六、研究方法本課題采用理論研究、數(shù)值分析、電路設(shè)計(jì)與微控制器開發(fā)等方法，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證研究結(jié)果，最終構(gòu)建一個(gè)嵌入式高爐噴吹煤粉質(zhì)量流量計(jì)的原型機(jī)。七、進(jìn)度安排第一年：1.閱讀相關(guān)文獻(xiàn)，熟悉國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。2.開發(fā)高爐噴吹煤粉質(zhì)量流量計(jì)傳感器底層驅(qū)動(dòng)程序，并完成相關(guān)硬件電路的設(shè)計(jì)。3.研究噴吹煤粉質(zhì)量流量計(jì)的信號(hào)處理算法，完成系統(tǒng)軟件部分的初步設(shè)計(jì)。第二年：1.結(jié)合實(shí)際情況修改并完善系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)，并完成原型機(jī)的制作和測(cè)試。2.進(jìn)一步優(yōu)化噴吹煤粉質(zhì)量流量計(jì)的信號(hào)處理算法，提高測(cè)量精度和響應(yīng)速度。3.進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證，對(duì)研究結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，撰寫畢業(yè)論文。八、參考文獻(xiàn)1.JohnG.Lenard,TheBlastFurnaceandSteelPlant,LiuZi'eetal.trans.,MetallurgicalIndustryPress,2012.2.ChenXiaoping,ZhangGuoqiang,DesignofIntelligentCalibrationSystemforPrimaryGasFlowmeter,JournalofJinanUniversity(NaturalScienceEdition),vol.25,issue3,Mar.2004,pp.333-338.3.WuXuewei,WuXianglei,AnalysisofIntelligentGasMassFlowmeterinElectrolyticAluminumSmelting,AutomationInstrumentation,vol.39,issue1,Jan.2015,pp.27-31.4.WangHoujing,LiuCheng,TheApplicationofVirtualInstrumentTechnologyintheCalibrationofGasFlowmeter,MeasuringTechnologyandInstrument,vol.37,issue2,Feb.2016,pp.63-67.5.MaZhongjun,XiaoGang,ResearchandDevelopmentofanIntelligentGasFlowMeasurementandControlSystemforSintering,Cement,a