【正文】 新疆工業(yè)高等?？茖W校畢業(yè)設計電爐溫度過程控制系統(tǒng)的研究系 別： 電氣與信息工程系 專業(yè)班級： 自動化0837（1）班 指導教師： 龐 曉 虹 完成日期： 2011年6月10日 新疆工業(yè)高等?？茖W校畢業(yè)設計（論文）任務書一、 題目：電爐溫度過程控制系統(tǒng)二、 指導思想和目的：通過畢業(yè)設計，培養(yǎng)學生綜合運用所學的知識和技能解決問題的本領，鞏固和加深對所學知識的理解；培養(yǎng)學生調查研究的習慣和工作能力；培養(yǎng)學生建立正確的設計和科學研究的思想，樹立實事求是、嚴肅認真的科學工作態(tài)度。三、 設計任務或主要技術指標：1) 額定電壓: 380V177。10%2) 電源頻率: 50HZ177。1HZ3) 電源相數(shù)：三相4) 最大控制功率：12KW5) 最高輸出電流：50A6) 最高輸出電壓：不小于370V7) 最高控制溫度：1600℃8) 控制精度：不大于設定值的177。3℃四、 設計進度與要求：1）：布置設計任務，深入了解設計內(nèi)容，閱讀參考資料，學習有關內(nèi)容。2）：調研該學校的實際情況，確定信息點數(shù)目及分布。3）：設計網(wǎng)絡拓撲結構。4）：根據(jù)網(wǎng)絡拓撲結構選擇設備，估算工程造價。5）：根據(jù)網(wǎng)絡拓撲結構選擇設備，估算工程造價。6）：修改完善設計方案并繪制必須的圖紙草圖，編寫設計說明書。7）：修改、打印設計說明書，畫正式圖紙?？偨Y，準備畢業(yè)答辯，完成答辯。五、 主要參考書及參考資料：［1］[M].清華大學出版社,1991.［2］趙文忠,[M].北京:機械工業(yè)出版社,1993.專業(yè)班級： 學生： 指導教師： 年 月 日教研室主任（簽名）： 系（部）主任（簽名）： 年 月新疆工業(yè)高等?？茖W校畢業(yè)設計（論文）評定意見書設計（論文）題目： 電爐溫度控制系統(tǒng)的研究 專 題： 電爐溫度控制系統(tǒng) 設 計 者：姓名 楊震佳 專業(yè) 電氣自動化 班級 0837（1）班 設計時間： 2010 年 3月 5 日— 2010年 6月10日指導教師：姓名 職稱 單位 評 閱 人：姓名 職稱 單位 評定意見：評定成績：指導教師（簽名）： 年 月 日評閱人（簽名）： 年 月 日答辯委員會主任（簽名）： 年 月 日畢業(yè)設計評定意見參考提綱。（說明書）的優(yōu)缺點，包括：學生理論水平、獨立實踐工作能力、表現(xiàn)出的創(chuàng)造性和綜合應用能力、勤勉態(tài)度等。（說明書）中較成功的部分。（說明書）時遇到的困難和問題。摘 要自動控制系統(tǒng)在各個領域尤其是工業(yè)領域中有著及其廣泛的應用，溫度控制是控制系統(tǒng)中最為常見的控制類型之一。隨著單片機技術的飛速發(fā)展，通過單片機對被控對象進行控制日益成為今后自動控制領域的一個重要發(fā)展方向。 關鍵詞：電爐；溫度過程控制系統(tǒng)；設計 目 錄1過程控制系統(tǒng)的簡介 1 1 1 1 1 1（初級階段） 1 2 21．3綜合自動化階段 2 2 4 4 4 反作用方式的選擇 52 電爐溫度過程控制系統(tǒng) 6 KSY1216(A)電爐溫度控制系統(tǒng) 6: 6： 6: 6: 6 6 7 8 8 9 10 11 8031芯片 12 8255A芯片 12 ADC0809轉換器 13 ADC0809與MCS51系列單片機的接口方法 1ADC的選擇 16 IC集成溫度傳感器 18 18 18 19 19 19 21 22 23總 結 24謝 辭 25參考文獻 26電爐溫度控制系統(tǒng)的研究1過程控制系統(tǒng)的簡介在沒有人的直接參與下，利用控制裝置操縱生產(chǎn)機器、設備或生產(chǎn)過程，使表征其工作狀態(tài)的物理參數(shù)（狀態(tài)變量）盡可能接近人們的期望值（即設定值）的過程，稱為自動控制。 對生產(chǎn)過程所進行的自動控制，稱為過程控制。也可采用前面的表述方法：凡是采用模擬或數(shù)字控制方式對生產(chǎn)過程的某一或某些物理參數(shù)進行的自動控制通稱為過程控制。隨著人們物質生活水平的提高以及市場競爭的日益激烈，產(chǎn)品的質量和功能也向更高的檔次發(fā)展，制造產(chǎn)品的工藝過程變得越來越復雜，為滿足優(yōu)質、高產(chǎn)、低消耗，以及安全生產(chǎn)、保護環(huán)境等要求，做為工業(yè)自動化重要分支的過程控制的任務也愈來愈繁重。 在現(xiàn)代工業(yè)控制中, 過程控制技術是一歷史較為久遠的分支。在本世紀30 年代就已有應用。過程控制技術發(fā)展至今天, 在控制方式上經(jīng)歷了從人工控制到自動控制兩個發(fā)展時期。在自動控制時期內(nèi)，過程控制系統(tǒng)又經(jīng)歷了三個發(fā)展階段, 它們是：分散控制階段, 集中控制階段和集散控制階段。幾十年來，工業(yè)過程控制取得了驚人的發(fā)展，無論是在大規(guī)模的結構復雜的工業(yè)生產(chǎn)過程中，還是在傳統(tǒng)工業(yè)過程改造中，過程控制技術對于提高產(chǎn)品質量以及節(jié)省能源等均起著十分重要的作用。 目前，過程控制正朝高級階段發(fā)展，不論是從過程控制的歷史和現(xiàn)狀看，還是從過程控制發(fā)展的必要性、可能性來看，過程控制是朝綜合化、智能化方向發(fā)展，即計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)：以智能控制理論為基礎，以計算機及網(wǎng)絡為主要手段，對企業(yè)的經(jīng)營、計劃、調度、管理和控制全面綜合，實現(xiàn)從原料進庫到產(chǎn)品出廠的自動化、整個生產(chǎn)系統(tǒng)信息管理的最優(yōu)化。 為了實現(xiàn)過程控制，以控制理論和生產(chǎn)要求為依據(jù)，采用模擬儀表、數(shù)字儀表或微型計算機等構成的控制總體，稱為過程控制系統(tǒng)。從系統(tǒng)結構來看，過程控制已經(jīng)經(jīng)歷了四個階段。（初級階段）20世紀50年代，生產(chǎn)過程自動化主要是憑生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，局限于一般的控制元件及機電式控制儀器，采用比較笨重的基地式儀表（如自力式溫度控制器、就地式液位控制器等），實現(xiàn)生產(chǎn)設備就地分散的局部自動控制。20世紀60年代出現(xiàn)了單元組合儀表組成的控制系統(tǒng)，單元組合儀表有電動和氣動兩大類。所謂單元組合，就是把自動控制系統(tǒng)儀表按功能分成若干單元，依據(jù)實際控制系統(tǒng)結構的需要進行適當?shù)慕M合。因此單元組合儀表使用方便、靈活。單元組合儀表已延續(xù)30多年，目前國內(nèi)還廣泛應用。由單元組合儀表組成的控制系統(tǒng)，其控制策略主要是PID控制和常用的復雜控制系統(tǒng)（如串級、均勻、比值、前饋、分程和選擇性控制等）。20世紀70年代出現(xiàn)了計算機控制系統(tǒng)，最初是直接數(shù)字控制（DDC）實現(xiàn)集中控制，代替常規(guī)的控制儀表。但由于集中控制的固有缺陷，未能普及與推廣就被集散控制系統(tǒng)（DCS）所代替。DCS在硬件上將控制回路分散化，數(shù)據(jù)顯示、實時監(jiān)督等功能集中化，有利于安全平穩(wěn)生產(chǎn)。就控制策略而言，DCS仍以簡單PID控制為主，再加上一些復雜的控制算法，并沒有充分發(fā)揮計算機的功能和控制水平。1．3綜合自動化階段20世紀80年代以后出現(xiàn)二級優(yōu)化控制，在DCS的基礎上實現(xiàn)先進控制和優(yōu)化控制。在硬件上采用上位機和DCS（或電動單元組合儀表）相結合，構成二級計算機優(yōu)化控制。當前自動控制系統(tǒng)發(fā)展的一些主要特點是：生產(chǎn)裝置實施先進控制成為發(fā)展主流；過程優(yōu)化受到普遍關注；傳統(tǒng)的DCS正在走向國際統(tǒng)一標準的開放式系統(tǒng)；綜合自動化系統(tǒng)（DIPS）是發(fā)展方向綜合自動化系統(tǒng)，就是包括生產(chǎn)計劃和調度、操作優(yōu)化、先進控制和基層控制等內(nèi)容的遞階控制系統(tǒng)，亦稱管理控制一體化系統(tǒng)（簡稱管控一體化系統(tǒng)）。這類自動化及其網(wǎng)絡來實現(xiàn)的，因此也稱為計算機集成過程系統(tǒng)（CIPS）。這里“計算機集成”指出了它的組成特性，“過程系統(tǒng)”指明了它的工作對象，正好與計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）相對應，有人也稱為過程工業(yè)的CIMS。可以認為，綜合自動化是當代工業(yè)自動化為主要潮流。它以整體優(yōu)化為目標，以計算機為主要技術工具，以生產(chǎn)過程的管理和控制的自動化為主要內(nèi)容，將各個自動化“孤島”綜合集成為一個整體的系統(tǒng)。所謂簡單控制系統(tǒng)，通常是指一個測量變送器、一個控制器、一個執(zhí)行器和一個被控對象所構成的閉環(huán)系統(tǒng)，也稱為單回路控制系統(tǒng)。單回路控制系統(tǒng)的結構比較簡單，所需的自動化裝置數(shù)量少，操作維護也比較方便，因此在化工自動化中使用很普遍，這類系統(tǒng)占控制回路的絕大多數(shù)。簡單、可靠、經(jīng)濟與保證效果是方案設計的基本準則。單回路控制系統(tǒng)是復雜控制系統(tǒng)的基礎，學會了單回路控制系統(tǒng)的工程分析、設計的處理方法，認識到系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)對控制質量的影響，并了解系統(tǒng)設計的一般原則后，就可以聯(lián)系實際，處理其他更復雜的系統(tǒng)設計問題。單回路過程控制系統(tǒng)的原理結構如圖11所示溫度控制系統(tǒng)是單回路過程控制系統(tǒng)。此圖為蒸汽換熱器的溫度控制系統(tǒng)，T表示被加熱物料