【正文】 成為扭曲型，當(dāng)玻璃基板沒(méi)有加入電場(chǎng)時(shí)，光線透過(guò)偏光板跟著液晶做 90176。 液晶顯示器的顯像原理，是將液晶置于兩片導(dǎo)電玻璃之間，靠?jī)蓚€(gè)電極間電廠的驅(qū)動(dòng)，引起液晶分子扭曲向列的電場(chǎng)效應(yīng)，以控制光源投射或遮蔽功能。 8段數(shù)碼管中發(fā)光二極管的排列形狀如下圖所示： （ 2） 液晶顯示屏顯示 液晶顯示器，或稱(chēng) LCD(Liquid Crystal Display)，為平面超薄的顯示設(shè)備，它由一定數(shù)量的彩色或黑白畫(huà)素組成，放置于光源或者反射面前方。優(yōu)點(diǎn)一是 占用 I／ O 口少，便于做到顯示電路與控制電路分離 ，亮度高。數(shù)碼管有 7段數(shù)碼管和 8段和數(shù)碼管之分。由條形發(fā)光二極管組成“ 8”字形的 LED 顯示器，也稱(chēng)數(shù)碼管。 綜上考慮，本系統(tǒng)采用 集成芯片 MAX6675來(lái)完成 “ 熱電偶電勢(shì)－溫度 ” 的轉(zhuǎn)換 工作。 （ 1） 傳統(tǒng)溫度檢測(cè)電路 傳統(tǒng)的溫度檢測(cè)電路采用 “ 傳感器－濾波器－放大器－冷端補(bǔ)償－線性化 5 處理－Ａ /D轉(zhuǎn)換 ” 模式，轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)多、電路復(fù)雜、精度低。 綜上考慮， 本系統(tǒng)采用 了 Ｋ型（鎳鉻－鎳硅）熱電偶，Ｋ型熱電偶的輸出是毫伏級(jí)電壓信號(hào)，最終要將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)與 CPU 通信。它直接測(cè)量溫度，并把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào) , 在 通過(guò)電氣儀表轉(zhuǎn)換成被測(cè)介質(zhì)的溫度 ，或由 A/D 轉(zhuǎn)換電路變?yōu)閿?shù)字信號(hào)交由數(shù)字控制器做后續(xù)處理。 但其只 適用于 200~500℃ 范圍內(nèi)的溫度測(cè)量， 對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求中的溫控范圍 : 0℃～ 1000℃的要求難以達(dá)到。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定。 綜上考慮，本設(shè)計(jì)選擇基于單片機(jī)的電阻爐溫度控制方式。其低功耗、低電壓和很強(qiáng)的控制功能，成為工控領(lǐng)域、尖端武器、日常生活中最廣泛的計(jì)算機(jī)之一。且其外部 I/O 接線一般都用于多芯扁平電纜和插頭、插座、直接從印刷電路板上引出，不如接線端子可靠。 （ 2） 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制 工控機(jī)采用總線結(jié)構(gòu)，各廠家產(chǎn)品兼容性強(qiáng)，有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的支持，在要求快速、使用性強(qiáng)、功能復(fù)雜的領(lǐng)域中占優(yōu)勢(shì)。繼電器串接在控制電路中的電壓、電流、轉(zhuǎn)速、時(shí)間及溫度等參量變化而動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)電力拖動(dòng)裝置的自動(dòng)控制及保護(hù)。通過(guò)擴(kuò)展必要的外圍接口電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)電阻爐爐溫的測(cè)量和控制。經(jīng)論證，此系統(tǒng)具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和較高的推廣價(jià)值。 隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度的大幅度提高和存儲(chǔ)信息的大量增加， PID 調(diào)節(jié)在工業(yè)過(guò)程控制、航空航天領(lǐng)域中將得到廣泛應(yīng)用，因此研究 PID 控制具有較高的工程意義，具有廣泛的應(yīng)用前景。而且當(dāng)對(duì)象特性變化時(shí)，又要重新整定，并且在現(xiàn)代工業(yè)控制過(guò)程中，許多被控對(duì)象機(jī)理復(fù)雜，具有多輸入多輸出的強(qiáng)耦合性、參數(shù)時(shí)變性、嚴(yán)重的非線性特性、滯后性等特點(diǎn)。在工業(yè)過(guò)程控制中，由于控制對(duì)象的精確數(shù)字模型難以建立，系統(tǒng)的參數(shù)又經(jīng)常發(fā)生變化，運(yùn)用現(xiàn)代控制理論分析綜合要耗費(fèi)很大代價(jià)進(jìn)行模擬辨識(shí)，建 立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型十分困難，應(yīng)用直接數(shù)字控制方法比較困難，甚至跟本不可能，所以人們經(jīng)常用 PID 調(diào)節(jié)器，并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行在線整定，即用實(shí)驗(yàn)和分析的方法來(lái)確定數(shù)字 PID 調(diào)節(jié)器的參數(shù)。 在模擬控制系統(tǒng)中，其過(guò)程控制是將被測(cè)參數(shù)，如溫度、壓力、流量、成分、液位等由傳感器變換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)后輸入調(diào)節(jié)器，在調(diào)節(jié)器中與給定值進(jìn)行比較，再把比較出的差值經(jīng) PID 運(yùn)算后送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，改變進(jìn)給量，已達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)的目的。 就系統(tǒng)控制方式來(lái)說(shuō)，模糊控制雖然能夠得到較好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性 ,但模糊控制也存在固有的缺點(diǎn) ,容易受模糊規(guī)則有限等級(jí)的限制而引起誤差。例如：人們可以在洗澡時(shí)任意設(shè)定加熱爐內(nèi)水的溫度并使之保持在固定的溫度內(nèi)。其控制系統(tǒng)屬于一階純滯后環(huán)節(jié) ,具有大 3 慣性、純滯后、非線性等特點(diǎn) ,導(dǎo)致傳統(tǒng)控制方式超調(diào)大、調(diào)節(jié)時(shí)間長(zhǎng)、控制精度低。 電阻加熱爐溫度控制系統(tǒng)的技術(shù)要求及主要問(wèn)題 電阻加熱爐控制的核心是溫度，而溫度在工業(yè)控制中是個(gè)很重要的參數(shù) ,特別在冶金、機(jī)械、食品、化工等工業(yè)中 ,對(duì)工件的處理溫度都要求嚴(yán)格控制，對(duì)于溫度的精確度和穩(wěn)定性均有較高的要求。電熱元件的分布和線路接法，依爐子 功率 大小和爐溫要求而定。金屬電熱元件材料有鎳鉻合金、鉻鋁合金、鎢 、 鉬 、 鉭 等，一般制成 螺旋線 、波形線、波形帶和波形板。 電熱元件具有很高的耐熱性和高溫強(qiáng)度，很低的 電阻 溫度系數(shù)和良好的化學(xué)穩(wěn)定性。電阻爐有室式、井式、臺(tái)車(chē)式、推桿式、步進(jìn)式、馬弗式和隧道式等類(lèi)型。在高溫和中溫爐內(nèi)主要以 輻射 方式加熱。工作溫度 在650℃ 以下的為低溫爐； 650～ 1000℃ 為中溫爐 。工業(yè)上用的電阻爐一般由電熱元件、砌體、金屬殼體、爐門(mén)、爐用機(jī)械和電氣 控制系統(tǒng)等組成。自從發(fā)現(xiàn)電流的 熱效應(yīng) (即楞茨 焦耳定律 )以后，電熱法首先用于 家用電器 ，后來(lái)又用于實(shí)驗(yàn)室小 電爐 。 測(cè)量溫度范圍為 0℃ 1000℃，測(cè)量誤差為 1℃。本系統(tǒng) 所使用的加熱器件是電爐絲，功率為一千瓦，加熱溫度在 400～ 1000℃。 本設(shè)計(jì)使用單片機(jī)作為核心進(jìn)行控制。近幾年來(lái)快速發(fā)展了多種先進(jìn)的溫度控制方式，如： PID 控制，模糊控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及遺傳算法控制等。因此對(duì)數(shù)據(jù)采集的精度和采用的控制方法也不相同。 溫度是工業(yè)對(duì)象中的一個(gè)重要的被控參數(shù)。 隨著新技術(shù)的不斷開(kāi)發(fā)與應(yīng)用， 近年來(lái)單片機(jī)發(fā)展十分迅速，一個(gè)以微機(jī)應(yīng)用為主的新技術(shù)革命浪潮正在蓬勃興起，單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到電力、 冶金、化工、建 2 材、機(jī)械、食品、石油 等各個(gè)行業(yè)。成熟的溫控產(chǎn)品主要以“點(diǎn)位”控制及常規(guī)的 PID 控制器為主，它們只能適應(yīng)一般溫度系統(tǒng)控制，而用于較高控制場(chǎng)合的智能化、自適應(yīng)控制儀表，國(guó)內(nèi)技術(shù)還不十分成熟，形成商品化并廣泛應(yīng)用的控制儀表較少。temperature control system。 關(guān)鍵字： 電阻爐；單片機(jī)；溫度控制系統(tǒng) ；通信 1 Summary ： This paper introduces the AT89C52 microcontroller which is the core ponent consisting of resistance furnace temperature control system works, detailing the use of new ponents, analyzes the structure of the system， at the end of the paper flow chart is given. Temperature control by MCU,with a simple circuit design, high accuracy and good control effect on increasing productivity, and promote scientific and technological progress has important practical significance. In a variety of furnace, heat treatment furnace, reactor and boiler temperature monitoring and control, the use of SCM is not only easy to control, the advantages of simplicity and flexibility of a large, but can greatly improve the technical indicators accused of temperature, which can greatly improve the quality and quantity. The control system for the control of ms51 MCU core, an incremental PID control algorithm to realize the intelligent control of temperature. Meanwhile, a small overshoot, fast rise in temperature, good stability. Key words: Resistance Furnace。該控制系統(tǒng)以 ms51單片機(jī)為控制核心，采用增量式 PID 控制算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的智能控制。在對(duì)各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制中，采用單片機(jī)控制不僅具有控制方便、簡(jiǎn)單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。摘要 ： 本文 介紹了以單片機(jī) AT89C52 作為核心元件構(gòu)成的電阻爐溫度控制系統(tǒng)的工作原理，詳細(xì)說(shuō)明了采用的新型元件，分析了系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，最后給出了系統(tǒng)流程圖 。采用單片機(jī)進(jìn)行爐溫控制 ,具有電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、精度高、控制效果好等優(yōu)點(diǎn) ,對(duì)提高生產(chǎn)效率、促進(jìn)科技進(jìn)步等方面具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文??進(jìn)行介紹。同時(shí)，具有超調(diào)量小、溫度上升快、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。 microcontroller。municate 第一章 緒論 電阻加熱爐溫度控制系統(tǒng)的目的和意義 溫度控制系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)各行各業(yè)的應(yīng)用雖然 已經(jīng)十分廣泛，但從國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的溫度控制器來(lái)講，總體發(fā)展水平仍然不高，同日本、美國(guó)、德國(guó)等先進(jìn)國(guó)家相比，仍然有著較大的差距。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及加入 WTO，我國(guó)政府及企業(yè)對(duì)此都非常重視，對(duì)相關(guān)企業(yè)資源進(jìn)行了重組，相繼建立了一些國(guó)家、企業(yè)的研發(fā)中心，開(kāi)展創(chuàng)新性研究，使我國(guó)儀表工業(yè)得到了迅速的發(fā)展。傳統(tǒng)的溫度采集方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且精度差，單片機(jī)的出現(xiàn)使得溫度的采集和數(shù)據(jù)處理問(wèn)題能夠得到很好的解決。然而所采用的測(cè)溫元件和測(cè)量方法也不相同；產(chǎn)品的工藝不同，控制溫度的精度也不相同。傳統(tǒng)的控制方式以不能滿足高精度，高速度的控制要求，如溫度控制表溫度接觸器，其主要缺點(diǎn)是溫度波動(dòng)范 圍大，由于他主要通過(guò)控制接觸器的通斷時(shí)間比例來(lái)達(dá)到改變加熱功率的目的，受儀表本身誤差和交流接觸器的壽命限制，通斷頻率很低。這些控制技術(shù)大大的提高了控制精度，不但使控制變得簡(jiǎn)便，而且使產(chǎn)品的質(zhì)量更好，降低了產(chǎn)品的成本，提高了生產(chǎn)效率 。單片機(jī)具有集成度高，通用性好，功能強(qiáng)，特別是體積小，重量輕，耗能低，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)和使用方便等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，在數(shù)字、智能化方面有廣泛的用途。靜態(tài)控制精度為 ℃。 電阻加熱爐的工作原理 電阻爐是 利用 電流 使?fàn)t內(nèi) 電熱元件 或加熱介質(zhì)發(fā)熱，從而對(duì) 工件 或 物料 加熱的 工業(yè)爐 。隨著 鎳鉻合金 的發(fā)明，到 20 世紀(jì) 20年代，電阻爐已在 工業(yè) 上得到廣泛應(yīng)用。加熱功率從不足一千瓦到數(shù)千千瓦。1000℃ 以上為 高溫爐 。在低溫爐內(nèi)則以對(duì)流傳熱方式加熱，電熱元件裝在 風(fēng)道 內(nèi)，通過(guò) 風(fēng)機(jī) 強(qiáng)迫爐內(nèi)氣體循環(huán) 流動(dòng) ，以加強(qiáng)對(duì)流傳熱?？煽貧夥諣t、 真空爐 、流動(dòng)粒子爐等也都是電阻爐。常用的材料有金屬和 非金屬 兩大類(lèi)。非金屬電熱元件材料有碳化硅 、 二硅化鉬 、 石墨 和 碳 等，一般制成 棒 、 管 、 板 、 帶 等形狀。電阻爐與 火焰爐 相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、爐溫均 勻、便于控制、加熱質(zhì)量好、無(wú)煙塵、無(wú)噪聲 和環(huán)保 等優(yōu)點(diǎn)。電阻爐在化工、冶金等行業(yè)應(yīng)用廣泛 ,因此溫度控制在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中具有重要意義。電阻加熱爐溫度控制系統(tǒng)的目的是控制爐 內(nèi)溫度的變化，它的出現(xiàn)簡(jiǎn)化了許多繁雜操作，具有重大意義。在人工孵化廠孵化爐