【正文】 I 畢業(yè)設計（論文 ） 題 目 電加熱爐溫度控制系統(tǒng)硬件設計 英文題目 The Hardware Development for Controlling Temperature of an Electronic Heating Furnace 東華理工學院畢業(yè)設計 (論文 ) 摘要 I 摘要 本文以電加熱爐的溫度控制為被控對象，通過對電加熱爐的溫度控制對象特性的分析來確定電加熱爐的溫度控制硬件系統(tǒng)的設計和控制方案。 冶金、化工、機械各類工業(yè)控制中，電加熱爐得到了廣泛 的應用，其溫度控制具有非線性、大滯后、大慣性、時變性、升溫單向性等特點。 傳統(tǒng)的以普通雙向晶閘管 (SCR) 控制的高溫電加熱爐采用移相觸發(fā)電路改變晶閘管導通角的大小來調節(jié)輸出功率 , 達到自動控制電爐溫度的目的。這種移相方式輸出一種非正弦波 , 實踐表明這種控制方式產(chǎn)生相當大的中頻干擾 , 并通過電網(wǎng)傳輸 , 給電力系統(tǒng)造成“公害”。采用固態(tài)繼電器控溫電路 , 通過單片機控制固態(tài)繼電器 , 其波形為完整的正弦波 , 是一種穩(wěn)定、可靠、較先進的控制方法。為了降低成本和保證較高的控溫精度 , 采用 ATMEL AT89C52 芯片和 通過控制過零觸發(fā)型固態(tài)繼電器的通斷比，來控制輸入到加熱爐的功率，從而達到控制溫度的目的。測量部分是采用 鉑銠 10鉑熱電偶 。為了在工業(yè)現(xiàn)場應用中具有較強的抗干擾能力 ,采取了一系列抗干擾措施。以單片機為核心 , 采用溫度變送器和固態(tài)繼電器控溫電路 , 實現(xiàn)對電爐溫度的自動控制。該控制系統(tǒng)具有硬件成本低、控溫精度較高、可靠性好、抗干擾能力強等特點。有較高的適用價值和理論價值。 關鍵字 電加熱爐溫度控制； AT89C52； PID 閉環(huán)控制； 鉑銠 10鉑 熱電偶； SSR 東華理工學院畢業(yè)設計 (論文 ) 摘要 II Abstract This paper with the temperature control of electric heating furnace for the control object, by virtue of the object characteristic of analysis for temperature control of electric heating furnace then to certain the hardware system of design and control solutions for the heating all walks of control realms,for example: The metallurgy,chemical engineering,machine and other industry control field, electric heating furnace got an extensive application, its temperature control has characteristics of nonlinear,big lag,big inertial,timevariable and warm up unilateralism etc. Use bidirectional SCR that Traditional way to control temperature of heating furnace is a phase shift style thich make no doubt of could control temperature automatically but be proved to that could produce the fearfulness intermediate frequency interfere result in a mon disaster to power system during the contrary control, by using microchip puter assort with the slide state raley (SSR) to control temperature is a steady , reliable and advanced way for the intact sine wave which couldn39。t disturb the power system. In order to reduce and be sure of high precision ,we use ATMEL AT89C52 microchip puter ,which be prove a wonderful ability of antijaming,to control the power of radiation resistance which could infect temperature directly by order the proportion of ON/OFF of SSR,The measurement part we select the thermocouple (platinum rhodium 10 platinum) to detect the variable to achive automatic control system possess strongpoint of low cost, high control accuracy , good reliability and good resistance to interferenceetc,so it have some worthwhile to put on application. Keywords electric heating furnace； AT89C52； PID closeloop control thermocouple (platinum rhodium 10 platinum)； SSR 東華理工學院畢業(yè)設計 (論文 ) 目錄 III 目 錄 摘要與關鍵詞 ..........................................................I 英文摘要與關鍵詞 .....................................................II 緒論 ..................................................................1 1. 系統(tǒng)總體方案設計 ...................................................3 系統(tǒng)的設計原則 .................................................3 系統(tǒng)的設計步驟 .................................................3 系統(tǒng)的工程設計與實現(xiàn) ...........................................3 系統(tǒng)的總統(tǒng)方案設計 .............................................4 硬件的工程設計與實現(xiàn) ...........................................4 2．電加熱爐溫度單片機控制系統(tǒng)設計 ....................................6 系統(tǒng)概述 ........................................................6 系統(tǒng)的總體結構 ..................................................6 系統(tǒng)的基本工作原理 ..............................................6 系統(tǒng)的技術指標 ..................................................7 3．溫度控制硬件系統(tǒng)設計 ..............................................8 ...........................................8 芯片功能介紹 ....................................................8 分模塊詳述系統(tǒng)各部分的實現(xiàn)方法 .................................20 溫度采集電路 ...............................................20 控制芯片 ...................................................22 加熱器控制電路 .............................................27 抗干擾電路 (看門狗電路 ) ....................................28 A/D 轉換器 .................................................29 溫度檢 測和變送器 ...........................................34 固態(tài)繼電器控溫電路 .........................................35 4．系統(tǒng)軟件與模型 ...................................................39 數(shù)學模型建立 ...................................................39 控制系統(tǒng)的算法設計 .............................................39 編程模型及數(shù)據(jù)結構 .............................................40 軟件設計 .......................................................41 東華理工學院畢業(yè)設計 (論文 ) 目錄 IV 5．系統(tǒng)實現(xiàn)技術 .................................................... 42 硬件調試 .......................................................42 軟件調試 .......................................................42 結論 ................................................................43 致謝 ................................................................44 參考文 獻 ............................................................45 附錄 1 源程序 .......................................................46 附錄 2 硬件電路總圖 .................................................59 東華理工學院畢業(yè)設計 (論文 ) 緒論 1 緒論 單片微型計算機 在電子產(chǎn)品中的應用已經(jīng)越來越廣泛，在很多的電子產(chǎn)品中 扮演著各式各樣的 控制 角色 。隨著溫度控制器應用范圍的日益廣泛和多樣性，各種適用于不同場合的智能溫度控制器應運而生。在科研、生產(chǎn)中，常常需要對某些系統(tǒng)進行溫度的監(jiān)測和控制。需檢測和控制的溫度系統(tǒng)一旦確定，其熱慣性大小和散熱等各項硬件條件就確定了。這時，影響系統(tǒng)熱平衡的因素主要有：系統(tǒng)溫度 T、設定溫度 Ta、系