基于嵌入式技術(shù)的水泥回轉(zhuǎn)窯胴體溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2. 1 系統(tǒng)組成
本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由快速紅外測(cè)溫掃描儀、窯回轉(zhuǎn)同步信號(hào)發(fā)生器與嵌入式系統(tǒng)構(gòu)成。如圖2所示。

快速紅外測(cè)溫掃描儀是一種具有快速掃描功能的紅外輻射測(cè)溫儀，安裝在距回轉(zhuǎn)窯30～100m處的適當(dāng)位置，掃描角度為90°。它的旋轉(zhuǎn)掃描器通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)接收來(lái)自回轉(zhuǎn)窯胴體表面一個(gè)特定區(qū)域(稱為測(cè)量元)的紅外輻射，測(cè)量元沿平行于回轉(zhuǎn)窯軸線的方向呈直線狀排列。快速紅外測(cè)溫掃描儀沿回轉(zhuǎn)窯軸線的方向每秒鐘掃描150次，回轉(zhuǎn)窯每轉(zhuǎn)一圈，產(chǎn)生200～400個(gè)完整掃描。某一個(gè)掃描得到的是：代表回轉(zhuǎn)窯胴體表面某一個(gè)狹窄區(qū)域溫度分布的電壓信號(hào)和基準(zhǔn)溫度的電壓信號(hào)，這些數(shù)據(jù)再經(jīng)過(guò)相關(guān)處理就可以得到回轉(zhuǎn)窯內(nèi)某一區(qū)段的工況。如窯皮均勻與否、結(jié)圈情況、窯皮或窯襯脫落位置、熱斑的范圍等信息。
窯同步基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器在回轉(zhuǎn)窯每轉(zhuǎn)一整圈時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)用作同步基準(zhǔn)的同步脈沖，送入嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)以同步脈沖為基準(zhǔn)，采集窯的溫度數(shù)據(jù)。
2．2 嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
本嵌入式系統(tǒng)以LPC2119為核心，由最小系統(tǒng)、輸入通道和輸出通道等構(gòu)成，其硬件結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

2．2．1 最小工作系統(tǒng)
最小工作系統(tǒng)以PHILIPS公司的LPC2000系列ARM7微控制器LPC2119為核心，采用11．0592MHz晶振，并利用MAX708SD組成復(fù)位電路，它包含一個(gè)看門(mén)狗定時(shí)器、一個(gè)微處理器復(fù)位模塊、一個(gè)供電失敗比較器及一個(gè)手動(dòng)復(fù)位輸入模塊。系統(tǒng)電源采用78M05、LMlll7-3．3、LMlll7-1．8三種電路產(chǎn)生所需的工作電壓。
2．2．2 輸入通道設(shè)計(jì)
輸入通道主要傳輸窯同步信號(hào)，采用TLP52l-2光電器件進(jìn)行隔離，同時(shí)采用三極管限流防止外部接線短路。輸入通道如圖4所示。
2．2．3 輸出通道設(shè)計(jì)
輸出采用數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示回轉(zhuǎn)窯各區(qū)段溫度及工況，共計(jì)5位共陰極數(shù)碼管組成狀態(tài)顯示電路，由單向總線緩沖器74HC244提供段驅(qū)動(dòng)，由反向緩沖器7406提供位驅(qū)動(dòng)，輸出通道電路如圖5所示。