【正文】 I 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文 ） 題 目 電加熱爐溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 英文題目 The Hardware Development for Controlling Temperature of an Electronic Heating Furnace 東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 摘要 I 摘要 本文以電加熱爐的溫度控制為被控對(duì)象，通過(guò)對(duì)電加熱爐的溫度控制對(duì)象特性的分析來(lái)確定電加熱爐的溫度控制硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和控制方案。 冶金、化工、機(jī)械各類(lèi)工業(yè)控制中，電加熱爐得到了廣泛 的應(yīng)用，其溫度控制具有非線性、大滯后、大慣性、時(shí)變性、升溫單向性等特點(diǎn)。 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(dǎo)通角的大小來(lái)調(diào)節(jié)輸出功率 , 達(dá)到自動(dòng)控制電爐溫度的目的。這種移相方式輸出一種非正弦波 , 實(shí)踐表明這種控制方式產(chǎn)生相當(dāng)大的中頻干擾 , 并通過(guò)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(guò)單片機(jī)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(jìn)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(guò)控制過(guò)零觸發(fā)型固態(tài)繼電器的通斷比，來(lái)控制輸入到加熱爐的功率，從而達(dá)到控制溫度的目的。測(cè)量部分是采用 鉑銠 10鉑熱電偶 。為了在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中具有較強(qiáng)的抗干擾能力 ,采取了一系列抗干擾措施。以單片機(jī)為核心 , 采用溫度變送器和固態(tài)繼電器控溫電路 , 實(shí)現(xiàn)對(duì)電爐溫度的自動(dòng)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(qiáng)等特點(diǎn)。有較高的適用價(jià)值和理論價(jià)值。 關(guān)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(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (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(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 目錄 III 目 錄 摘要與關(guān)鍵詞 ..........................................................I 英文摘要與關(guān)鍵詞 .....................................................II 緒論 ..................................................................1 1. 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) ...................................................3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 .................................................3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟 .................................................3 系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ...........................................3 系統(tǒng)的總統(tǒng)方案設(shè)計(jì) .............................................4 硬件的工程設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ...........................................4 2．電加熱爐溫度單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ....................................6 系統(tǒng)概述 ........................................................6 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) ..................................................6 系統(tǒng)的基本工作原理 ..............................................6 系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo) ..................................................7 3．溫度控制硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) ..............................................8 ...........................................8 芯片功能介紹 ....................................................8 分模塊詳述系統(tǒng)各部分的實(shí)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(mén)狗電路 ) ....................................28 A/D 轉(zhuǎn)換器 .................................................29 溫度檢 測(cè)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(xué)模型建立 ...................................................39 控制系統(tǒng)的算法設(shè)計(jì) .............................................39 編程模型及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) .............................................40 軟件設(shè)計(jì) .......................................................41 東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 目錄 IV 5．系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù) .................................................... 42 硬件調(diào)試 .......................................................42 軟件調(diào)試 .......................................................42 結(jié)論 ................................................................43 致謝 ................................................................44 參考文 獻(xiàn) ............................................................45 附錄 1 源程序 .......................................................46 附錄 2 硬件電路總圖 .................................................59 東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 緒論 1 緒論 單片微型計(jì)算機(jī) 在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)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(yīng)用范圍的日益廣泛和多樣性，各種適用于不同場(chǎng)合的智能溫度控制器應(yīng)運(yùn)而生。在科研、生產(chǎn)中，常常需要對(duì)某些系統(tǒng)進(jìn)行溫度的監(jiān)測(cè)和控制。需檢測(cè)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(xiàng)硬件條件就確定了。這時(shí)，影響系統(tǒng)熱平衡的因素主要有：系統(tǒng)溫度 T、設(shè)定溫度 Ta、系