本软件是一款 工业燃气热处理炉控制系统 ,主要应用于冶金、有色金属、陶瓷、化工、机械热处理等行业中使用工业燃气炉进行材料加热/退火/热处理的生产场景。传统工业炉点火与控温依赖操作工手工开启风机、逐个复位烧嘴、手动开阀、凭经验等待观察是否引燃,存在流程不规范、响应滞后、误操作风险高等问题。该系统通过与工业炉下位控制器串口通信,建立起上位机智能控制链路,实现了点火流程标准化、炉温精准曲线控制、炉气压力与温度实时监测、异常自动安全回滚,覆盖了从工业炉预热、点火引燃、稳态升温控温到应急停机的全过程,解决了工业炉人工操作的低效与安全隐患,满足了热处理工艺对温度曲线重复性和炉内气氛稳定性的严苛要求。
软件主要包含六大功能模块:
1. 串口通信与参数配置模块 :支持串口枚举( serialportcombox.h )、串口参数配置对话框( serialdialog.h ),实现自定义帧协议(帧头 0x55 0x55 、帧尾 0xAA 0xAA )的可靠收发、重发、队列调度和3秒超时处理( serialport.cpp )。
2. 设备启停与部件控制模块 :支持工业燃气总阀启停、声光报警器、空气风机、尾气风机、烧嘴1、烧嘴2的独立开关控制;风机转速百分比设置、烧嘴功率百分比设置;烧嘴1/烧嘴2一键复位。
3. 实时数据采集与可视化模块 :周期性获取8路热电偶温度、3路炉内压力、燃气压力( global.cpp 中通过倍率字节+有符号补码双字节解析),自动计算平均温度与平均炉压;使用QCustomPlot绘制实时温度曲线( myplot.h )。
4. 一键点火流程模块 :五步标准化流程 —— ①开风机(空气+尾气100%)→②烧嘴复位 →③开总阀+烧嘴阀 →④60秒温度监测判断点火是否成功 →⑤按预设曲线控温;每步5秒超时保护,任一步失败自动进入安全回滚。
5. 温控曲线文件加载模块 :下拉框显示 file/ 目录下Excel文件( filecombox.h ),使用QtXlsx读取"时间-温度"节点数据,加载至曲线图并作为控温目标。
6. 安全回滚与应急停机 : widget.cpp 中的 rollbackSafeOperation() 函数在步骤超时、点火失败、用户手动停止、取消等待等场景自动执行,依次关闭燃气总阀、烧嘴阀、风机、尾气阀,并将风机功率置零,杜绝燃气泄漏与过热风险。
- 开发框架 :Qt 5.12 + C++11;qmake构建;跨平台设计。
- UI框架 :Qt Widgets(非Qt Quick);主窗口基于 widget.ui 设计;图标/按钮状态切换使用Qt资源(QRC)+ setIcon / setCheckable 实现。
- 串口通信 :Qt SerialPort( QSerialPort ),自定义帧协议,帧头 5555 、帧尾 AAAA ,payload长度由第3字节标识;发送侧采用消息队列( QQueue )+100ms定时器调度,等待下位机应答使用局部 QEventLoop ,应答3秒超时;同时支持手动配置波特率、数据位、停止位、校验位、流控。
- 数据解析 : global.cpp 实现倍率字节( 0xFE →1000~ 0x03 →0.001)+16位有符号补码值解析,支持8组热电偶(3字节×8=24字节)、1组燃气压力(3字节)、3组炉压(3字节×3=9字节)。
- 曲线可视化 : myplot.cpp 基于QCustomPlot,支持多条曲线、交互缩放、追加实时点位、加载Excel标准曲线作为参考线。
- Excel读取 :QtXlsx模块,自动解析 file/*.xlsx 中第1列时间、第2列温度。
- 状态机与定时器 :点火流程采用状态机( IgnitionStep 枚举),多个QTimer各司其职 —— stepTimer (步骤5秒超时)、 temperatureMonitorTimer (每5秒采样,12次=60秒判定)、 tempControlTimer (每60秒下发一个温度节点)、 timer (每5秒轮询设备状态)。
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