【正文】 中國(guó)計(jì)量學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 電爐控溫系統(tǒng)設(shè)計(jì) 白榮騰 摘 要 本論文介紹了以 AT89S52單片機(jī)為核心的溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用溫度傳感器和固體繼電器控溫電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)電爐溫度的控制。采用基于 PWM控制的溫控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法，采用 5檔控制 : 最大檔、較大檔、中間檔、較小檔 、最小檔 ,控制方法簡(jiǎn)單實(shí)用。溫控系統(tǒng)由 AT89S52單片機(jī)、 行列式操作鍵盤(pán) 、顯示、繼電器控溫電路等部分組成，使用 AT89S52單片機(jī)對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)和控制，顯示電路采用 74164芯片進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描，能夠同時(shí)顯示當(dāng)前溫度和設(shè)定溫度值。 本設(shè)計(jì)介紹的單片機(jī)溫控系統(tǒng)的主 要內(nèi)容包括：系統(tǒng)方案、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)及系統(tǒng)調(diào)試， 并配有必要的流程圖和電路圖 ,從硬件和軟件方面做了較詳盡的闡述。 溫控系統(tǒng)經(jīng)過(guò)調(diào)試運(yùn)行，可對(duì)電爐溫度進(jìn)行控制，工作穩(wěn)定可靠，實(shí)現(xiàn)控制精度的要求，可 使溫度保持在設(shè)定值，具有硬件成本低、控溫精度較高、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞： 電爐； 溫度控制 ；單片機(jī)；固體繼電器 中國(guó)計(jì)量學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Abstract This paper introduces a temperature control system that is based on the AT89S52 singlechip microputer,and the temperature control of electric furnace is realized by temperature sensor and a temperature control circuit of solid state relay. The design and implementation of the temperature control system based on PWM control uses five different scopes : the biggest scope, the bigger scope, the center scope, the smaller scope, minimum scope, and controlling method is simple and temperature control system consists of AT89S52 singlechip microputer, cortege type keyboard unit , display unit and temperature control circuit of solid state relay， using microprocessor AT89S52 to collect and control temperature in real time. The temperature control system based on SingleChip Microputer is described in the article including system scheme, hardware and software system testing ,and it also goes with debug routine, essential flow chart and circuit this part , The hardware position and software design are described in detail parameters． The temperature control system can control the temperature of electric furnace with debugging ,and make it keep in the enacted control system has such advantages as low cost、 high control accuracy、 good reliability and so on. Keywords： Electric furnace 。Temperature control。 SingleChip Microputer 。Solid state relay 中國(guó)計(jì)量學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 摘 要 .............................................................I Abstract ............................................................II 0前言 ................................................................5 ..........................................................5 ............................................2 課題研究的主要思路 ..............................................3 1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ........................................................4 ....................................................4 ......................................................6 ......................................................6 固體繼電器及其驅(qū)動(dòng)電路 ..........................................10 固體繼電器介紹 ................................................10 固體繼電器驅(qū)動(dòng)電路與工作指示電路 ...............................11 ...................................................12 顯示電路 .......................................................12 報(bào)警指示電路 ...................................................14 按鍵控制電路 ....................................................14 2系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...................................................15 .....................................................16 .....................................................17 .....................................................19 3系統(tǒng)調(diào)試 ...........................................................20 ...................................................20 .....................................................21 總結(jié) ................................................................22 參考文獻(xiàn) ............................................................23 致 謝 ...............................................................24 中國(guó)計(jì)量學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 附錄 A 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖 ................................................25 附錄 B 系統(tǒng)實(shí)物圖 ....................................................26 附錄 C 系統(tǒng)程序 ......................................................27 附錄 D 英文文獻(xiàn) 1 原文 ................................................31 附錄 E 英文文獻(xiàn) 1 翻譯 ................................................35 附錄 F 英文文獻(xiàn) 2 原文 ................................................39 附錄 G 英文文獻(xiàn) 2 翻譯 ................................................41 附件 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) ................................................44 附件 2 開(kāi)題報(bào)告 ......................................................45 附件 3 驗(yàn)收登記表 ....................................................51 附件 4 答辯記錄表 ....................................................52 附件 5 評(píng)語(yǔ)表 ........................................................53 中國(guó)計(jì)量學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） V 0 前言 文獻(xiàn)綜述 溫度 作為 工業(yè)控制中主要的被控參數(shù) 之一 ，特別是在冶金、化工、建材、食品、機(jī)械、石油等工業(yè)中，具有舉足重輕的作用。對(duì)于不同場(chǎng)所、不同工藝、所需溫度高低范圍不同、精度不同，則采用的測(cè)溫元件、測(cè)溫方法以及對(duì)溫度的控制方法也將不同；產(chǎn)品工藝不同、控制溫度的精度不同、時(shí)效不同，則對(duì)數(shù)據(jù)采集的精度和采用的控制算法也不同，因而，對(duì)溫度的測(cè)控方法多種多樣。隨著電子技術(shù)和 單片機(jī) 的迅 速發(fā)展， 單片 機(jī)測(cè)量和控制技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。利用 單片 機(jī)對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)控的技術(shù)，也便隨之而生，并得到日益發(fā)展和完善，越來(lái)越顯示出其優(yōu)越性 。本設(shè)計(jì)即用單片 機(jī)對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢 測(cè)與控制。而溫度控制系統(tǒng)是變參數(shù)、有時(shí)滯和具有隨機(jī)干擾的動(dòng)態(tài)系統(tǒng) ，往往很難得到滿意的控制效果 【 5】 。 、 溫控系統(tǒng)主要由溫度傳感器、溫度調(diào)節(jié)儀、執(zhí)行裝置、被控對(duì)象 4 個(gè)部分組成。由于被控制對(duì)象是大容量、大慣性的電熱爐溫度 ,所以具有典型的多階容積滯后特性 ,在工程上往往近似為包含有純滯后的二階容積滯后。由于被控對(duì)象電容量大 ,通常采用可控 硅作調(diào)節(jié)器的執(zhí)行器 【 4】 。 、 在電爐控溫系統(tǒng)中，溫度傳感器的非線性特性是影響測(cè)溫精度的主要因素之一。采用單片機(jī)進(jìn)行控溫時(shí)，首先要了解溫度傳感器的工作原理和特性，才能更好的發(fā)揮單片機(jī)的優(yōu)勢(shì)，用軟件的方法進(jìn)行非線性補(bǔ)償。 目前， 針對(duì)精密溫度控制領(lǐng)域，主要有 PID 控制、模糊控制、以及兩者演化結(jié)合等控制方式。 理想的溫控系統(tǒng)具有 調(diào)節(jié)精度高、響應(yīng)速度快、參數(shù)易于調(diào)整、操作靈活方便、溫度穩(wěn)定性好等特點(diǎn) 【 2】 。溫控系統(tǒng)的好壞取決于系統(tǒng)的溫度檢測(cè)模塊（如數(shù)字溫度傳感器、熱電偶等）、系統(tǒng)的組成與結(jié)構(gòu)以及系統(tǒng)的控制方式。 如 PID 控制：目前在溫控領(lǐng)域， PID 控制是應(yīng)用最廣泛、最基本的一種控制方法 。由于 PID 控制方式具有穩(wěn)定性好、可靠性高，能滿足大多數(shù)控溫的要求。因此，PID控制方式在溫度控制中占據(jù)著非常重要的地位。 盡管 PID 控制整定方便，適應(yīng) 中國(guó)計(jì)量學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 性好，但 PID也存在比較嚴(yán)重的缺陷．由于它基于反饋原理，對(duì)于滯后大的過(guò)程，則穩(wěn)定時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；另一方面，諸多現(xiàn)代控制算法大多要預(yù)先建立模型，然而溫度控制過(guò)程中負(fù)荷的波動(dòng)以及多擾動(dòng)、非線性等因素引入的各種不確定擾動(dòng)往往是隨機(jī)的， 它們對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響很難歸并到模型中，精確建模具有特殊困難。因此，不論 PID 參數(shù)整定得如何好，控溫效果或多或少存在著不盡如人意的地方 。 還有如模糊控制，該方法是 種用語(yǔ)言表達(dá)出來(lái)的定性的、模糊的推理和判斷、調(diào)節(jié)和控制規(guī)律，是一種對(duì)系統(tǒng)控制的宏觀方法 。如對(duì)電阻爐溫控，采用模糊控制則可以取的較滿意的控制效果。 20世紀(jì) 90年代以