【正文】 數(shù)目及分布。三、 設(shè)計任務(wù)或主要技術(shù)指標(biāo)：1) 額定電壓: 380V177。10%2) 電源頻率: 50HZ177。3）：設(shè)計網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。7）：修改、打印設(shè)計說明書，畫正式圖紙。（說明書）中較成功的部分。 關(guān)鍵詞：電爐；溫度過程控制系統(tǒng)；設(shè)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(zhuǎn)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(jié) 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(shè)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(shè)定值）的過程，稱為自動控制。 在現(xiàn)代工業(yè)控制中, 過程控制技術(shù)是一歷史較為久遠的分支。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(jié)構(gòu)復(fù)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(shù)對于提高產(chǎn)品質(zhì)量以及節(jié)省能源等均起著十分重要的作用。（初級階段）20世紀(jì)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(shè)備就地分散的局部自動控制。單元組合儀表已延續(xù)30多年，目前國內(nèi)還廣泛應(yīng)用。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)。當(dāng)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(guān)注；傳統(tǒng)的DCS正在走向國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)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(diào)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)）。它以整體優(yōu)化為目標(biāo)，以計算機為主要技術(shù)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)。單回路控制系統(tǒng)是復(fù)雜控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，學(xué)會了單回路控制系統(tǒng)的工程分析、設(shè)計的處理方法，認(rèn)識到系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)對控制質(zhì)量的影響，并了解系統(tǒng)設(shè)計的一般原則后，就可以聯(lián)系實際，處理其他更復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計問題。該控制系統(tǒng)由蒸汽轉(zhuǎn)換器、溫度檢測元件及溫度變送器TT、溫度控制器TC和蒸汽流量控制閥組成。因此，簡單控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應(yīng)用，生產(chǎn)過程中70%以上的控制系統(tǒng)是簡單控制系統(tǒng)。所以，設(shè)計人員必須深入實際，調(diào)查研究，分析工藝，從生產(chǎn)過程對控制系統(tǒng)的要求出發(fā)，找出影響生產(chǎn)的關(guān)鍵變量作為被控變量。對于溫度、壓力、流量、液位為操作指標(biāo)的生產(chǎn)過程，很明顯被控變量就是溫度、壓力、流量、液位。選用控制閥的結(jié)構(gòu)類型時，要根據(jù)操縱介質(zhì)的工藝條件（如溫度、壓力、流量等）、介質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)（如黏度、腐蝕性、毒性、介質(zhì)狀態(tài)型式等）、控制系統(tǒng)的不同要求及安裝地點等因素來選取。）（執(zhí)行器177。熟悉控制系統(tǒng)的投運次序和步驟，掌握控制系統(tǒng)故障原因的分析法，并能采取切實有效的方法排除系統(tǒng)或儀表故障，是儀表維護、維修人員的基本功。KSY1216(A)控制器主要與61811013等型號產(chǎn)品箱式電阻爐配套使用。外殼表面采用高強度的靜電噴涂工藝，漆膜光滑牢固，控制面板采用PVC軟面板，造型美觀。該電路的移相范圍大于170度。加熱到所需的溫度。圖22 溫度自動調(diào)節(jié)器根據(jù)設(shè)計要求，生產(chǎn)工藝對溫度控制系統(tǒng)設(shè)計的要求是被加熱物料經(jīng)加熱器用三相調(diào)功器驚醒加熱后，要求其出口溫度為某一定值，故選擇熱物料出口溫度為被控制參數(shù)。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(shè)定值的177。溫度的顯示為數(shù)字式顯示。被控制對象是大容量、大慣性的電熱爐溫度對象，是典型的多階容積遲后特性，在工程上往往近似為包含有純滯后的二階容積遲后；由于被控對象電容量大，通常采用可控硅作調(diào)節(jié)器的執(zhí)行器。溫度自動控制常用調(diào)節(jié)規(guī)律有二位式、三位式、比例、比例積分和比例積分微分等幾種。首先使T0計數(shù)器產(chǎn)生定時中斷，作為本系統(tǒng)的采樣周期。從T1中斷返回后，再從T0中斷返回主程序并且、繼續(xù)顯示本次采樣溫度，等待下次T0中斷。即：M=ke　　 式中：K比例系數(shù)比例調(diào)節(jié)器的輸入、輸出量之間任何時刻都存在對應(yīng)的比例關(guān)系，因此爐溫變化經(jīng)比例調(diào)節(jié)達到平衡時，爐溫不能加復(fù)到給定值時的偏差稱“靜差”4）比例積分（PI）調(diào)節(jié)為了“靜差”，在比例調(diào)節(jié)中添加積分（I）調(diào)節(jié)積分，調(diào)節(jié)是指調(diào)節(jié)器的輸出信號與偏差存在隨時間的增長而增強，直到偏差消除才無輸出信號，故能消除“靜差”比例調(diào)節(jié)和積分調(diào)節(jié)的組合稱為比例積分調(diào)節(jié).5) 比例積分微分（PID）調(diào)節(jié)比例積分調(diào)節(jié)會使調(diào)節(jié)過程增長，溫度的波動幅值增大，為此再引入微分（D）調(diào)節(jié)。主要設(shè)備:熱電偶或熱電阻,智能PID溫控儀,可控硅觸發(fā)調(diào)功器等。電流通過加熱元件時產(chǎn)生熱量，再通過熱的傳導(dǎo)、對流、輻射而使放置在爐中的爐料被加熱。 　當(dāng)電流在導(dǎo)體中流過時，因為任何導(dǎo)體均存在電阻，電能即在導(dǎo)體中形成損耗，轉(zhuǎn)換為熱能，按焦耳楞次定律： 　　 Q＝0．2412 Rt Q—熱能，卡；　　 I一電流，安9　　 R一電阻，歐姆，　　 t一時間，秒。2. 硅碳棒碳棒是選用綠化優(yōu)質(zhì)碳化硅材料為主要原料，經(jīng)輕加工制呸、高溫硅化、在結(jié)晶而成的棒狀的非金屬高溫電熱元件。高溫下，水蒸氣、氫氣、鹵素、硫等對其也有氧化和侵蝕作用。換下來的棒重新測量其電阻值，配阻低溫區(qū)。建議使用盡量小的表面負荷密度（功率）。如果硅碳棒阻值不同，串聯(lián)時電阻高的硅碳棒負荷集中，導(dǎo)致某一個硅碳棒電阻快速增加，壽命變短 （5） 硅碳棒的溫度分布特性，新出貨時的檢查規(guī)格為在有效發(fā)熱長度內(nèi)為Δ60℃以內(nèi)才算合格，當(dāng)然溫度分布會隨著其老化而變大的，最終可能達到200℃。為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，溫度傳感器信號應(yīng)采用屏蔽線單獨接地，此外，對主機亦采用電磁屏蔽措施，以防止其它的電磁干擾?！篜1口8位口線，通用I/O接口無第二功能。PSEN：片外程序存儲器開發(fā)信號引腳（輸出信號）。8255有三種基本工作方式，三種工作方式由工作方式控制字決定,方式控制字由CPU通過輸入/,上半部分隨PA口稱為A組,、1和2，而PB口只能工作在方式0和1。WR：寫入信號線，低電平有效，控制數(shù)據(jù)的寫入。PC0PC7：C口輸入/輸出線。圖23 8255方框圖設(shè)周期Tc內(nèi)導(dǎo)通的周期的波數(shù)為n，每個周波的周期為T，則調(diào)功器的輸出功率為P=nTPn/Tc，Pn為設(shè)定周期Tc內(nèi)電壓全通過時裝置的輸出功率。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖24所示。圖25 引腳圖各引腳的功能如下：IN0～IN7：8個通道的模擬量輸入端。A、B、C：通道選擇端。START：啟動轉(zhuǎn)換信號輸入端。啟動A/D轉(zhuǎn)換時它自動變?yōu)榈碗娖?。REF()、REF(+)：參考電壓輸入端。當(dāng)ALE為高電平時，通道地址輸入到地址鎖存器中，下降沿將地址鎖存，并譯碼。 ADC0809與MCS51系列單片機的接口方法ADC0809與8051單片機的硬件接口有3種形式，分別是查詢方式、中斷方式和延時等待方式，本設(shè)計中選用中斷接口方式。通道基本地址為0000H～0007H。、ADC的選擇 溫度檢測元件及變送器的選擇要考慮溫度控制范圍及精度要求。轉(zhuǎn)換速度是指完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需時間的倒數(shù)，是一個很重要的指標(biāo)。ADC0809是TI公司生產(chǎn)的8位逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器，包括一個8位的逼近型的ADC部分，并提供一個8通道的模擬多路開關(guān)和聯(lián)合尋址邏輯，為模擬通道的設(shè)計提供了很大的方便。其優(yōu)點是：①測量精度高。③構(gòu)造簡單，使用方便。這種現(xiàn)象可以在很寬的溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)，如果精確測量這個電位差，再測出不加熱部位的環(huán)境溫度，就可以準(zhǔn)確知道加熱點的溫度。對于大多數(shù)金屬材料支撐的熱電偶而言，這個數(shù)值大約在5～40mV／℃之間。標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶我國從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，并指定S、B、E、K、R、J、T七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶為我國統(tǒng)一設(shè)計型熱電偶 IC集成溫度傳感器全數(shù)字化讀取，必須配合單片機使用，可以連接成網(wǎng)絡(luò)使用，三線即可讀取溫度，電源、地、數(shù)據(jù)。我們選用0通道作為輸入，把0809視為一個地址為03F8H的外部數(shù)據(jù)存儲單元，對其寫數(shù)據(jù)時，8031的WR信號使ALE和START有效，將74LS373鎖存的地址低三位存入0809，并啟動ADC0809，D 9EOC為低電平時，A/D轉(zhuǎn)換正在進行，當(dāng)EOC為高電平