电阻炉温度控制系统

1、电阻炉温度控制系统 v 学校： 长春工业大学 v 学院： 人文信息学院v 系别： 自动化v 学生： 刘塞北v 指导教师： 王 霆v 日期： 2011年6月3日 研究电阻炉温度控制系统的意义 温度是科学实验和生产过程中十分普遍但又非常重要的物理参数。在工业生产过程中，为了高效地进行生产，必须对生产工艺过程中的主要参数，如温度、压力、流量、速度等进行有效的控制，其中温度控制占有相当大的比例。但由于温度控制设备惯性大、滞后现象严重、难以建立精确的数学模型等自身特点，并且传统的PID控制由于其参数恒定，不能及时跟踪对象特性变化，造成控制系统性能不佳。本文根据这一特点，把常规PID控制、模糊控制及自学习

2、功能结合起来，构成了一种PID控制器。并将此方案运用于对电阻炉温度进行控制，达到调节时间短、响应速度快且稳态误差在的技术要求。 任务要求及主要技术参数v一、任务要求v以单片机为核心对电阻炉进行温度控制。进行软件和硬件设计，并通过PID算法实现温度调控。v二、主要技术参数v1、采用单片机实现温度控制v2、控温范围：1001000度。v3、控制精度： 1度。v4、要求带温度显示。v5、具有手动设定温度的功能。总体方案设计 整个电阻炉温度控制系统由单片机控制系统、温度变送器、可控硅输出部分、AD模数转换和被控对象组成。系统工作时，由温度传感器检测温度后转换成电流信号，经过集成运算放大器放大至0-5V

3、的电压信号，再通过模数转换装置转变成供单片机接受的数字信号，将此信号与温度设定值相比较，然后通过PID运算，最后控制可控硅输出部分来调节电阻炉的输出功率，即控制电阻炉电压的通断时间，最终达到控温目的。 总体方案流程图硬件电路设计控制单元设计 控制单元由单片机AT89C2051，复位电路，时钟电路和存储器扩展24C01组成。温度检测电路设计 因为本系统要求的测温环境在1001000之间，所以选择K型热电偶作为测温元件。K型热电偶检测到电阻炉的炉温后，经过RC滤波电路将电压信号传送至运算放大器ADOP07。放大至V/F转换器所需电压。 模数转换电路设计 本次设计采用LM331 V/F转换器进行模数

4、转换。由于引脚1的输出阻抗会影响准确性，因此加入一个积分器。显示电路设计 本次设计用个4个 LED显示器分别与4个74LS164移位寄存器相连构成显示电路。加入一个三态门是为了解决不该显示字段仍有较暗亮度这一问题。键盘电路设计 本次设计使用89C2051的T1口与一片移位寄存器74LS164构成键盘输入接口电路 输出控制电路设计 由于89C2051的驱动能力不够，所以本次设计使用光耦合双向可控硅驱动器MOC3061对双向可控硅进行控制 电源电路设计软件编程设计 本次设计的软件部分由初始化、温度检测、输入输出、功率调节、温度显示组成。以下将对系统的软件开发工具及软件设计思想作详细的介绍。软件设计主程序流程图总 结v经过这几个月的努力，电阻炉温度控制系统已经基本完成，从最初时候的茫然到慢慢的进入了状态，再到对思路逐渐清晰，整个过程是很难以用语言来表达的。历经了几个月的奋战，紧张而又充实的毕业设计终于完成了。在这次毕业设计的过程中，我学到了很多知识。在此