【正文】 溫度上升較快且有良好的穩(wěn)定性. 單片機溫度控制系統(tǒng)是以MS5l單片機為控制核心，輔以采樣反饋電路，驅(qū)動電路，晶閘管主電路對電爐爐溫進行控制的微機控制系統(tǒng)。產(chǎn)品工藝不同，控制溫度的精度也不同，因而對數(shù)據(jù)采集的精度和所采用的控制算法也不同。由于爐子的種類不同，因而所使用的燃料和加熱方法也不同，例如煤氣、天然氣、油、電等。因此，它實質(zhì)上是一種閉環(huán)控制系統(tǒng)4 系統(tǒng)方案概述單片機溫度控制系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)的一個簡單應(yīng)用。（5） 自我診斷功能采用計算機技術(shù)后，可對控制系統(tǒng)進行監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)故障則立即進行報警，并可顯示故障部位或可能的故障原因，對排除故障的方法進行提示。（3） 數(shù)據(jù)處理功能利用計算機技術(shù)可以實現(xiàn)傳統(tǒng)儀器無法實現(xiàn)的各種復(fù)雜的處理和運算功能。（1） 自動調(diào)零功能在每次采樣前對傳感器的輸出值自動清零，從而大大降低因控制系 統(tǒng)漂移變化造成的誤差。因此，現(xiàn)代控制系統(tǒng)設(shè)計，特別是高精度、高性能的控制系統(tǒng)，目前已大多數(shù)采用計算機技術(shù)了。計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，使得傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)發(fā)生了根本性的變革，即采用微機作為控制系統(tǒng)的核心，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的控制系統(tǒng)的傳統(tǒng)的電子線路，從而成為新一代的微機化控制系統(tǒng)。由于工廠原有的溫度控制系統(tǒng)是一個完全依靠值班人員手動控制的系統(tǒng)，所以對該系統(tǒng)技術(shù)改造的要求是在原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進行，設(shè)計一套溫度自動控制系統(tǒng)，克服由于采用單純手動控制系統(tǒng)進行控制帶來的控制不方便，從而降低了能源消耗和資源浪費，提高設(shè)備的可維護性和運行的可靠性，以達到降低溫控的人力、財力成本和提高生產(chǎn)管理水平的目的。工業(yè)控制中希望對原有系統(tǒng)的技術(shù)進行改造，從而提高生產(chǎn)過程的自動化水平。東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 方案簡介第2章 方案簡介 課題背景與意義在工業(yè)生產(chǎn)中，電流、電壓、溫度、壓力、流量、流速和開關(guān)量都是常用的主要被控參數(shù)。它不僅能發(fā)揮模糊控制的魯棒性好、動態(tài)響應(yīng)好、上升時間快和超調(diào)小的特點，又具有 PID 控制器的動態(tài)跟蹤品質(zhì)和穩(wěn)態(tài)精度。從以上的分析可知模糊自整定 PID 控制應(yīng)用在具有明顯的純滯后、非線性、參數(shù)時變類似于電爐這樣特點的控制對象可以獲得很好的控制性能。但由于操作者經(jīng)驗不易精確描述，控制過程中各種信號量以及評價指標不易定量表示，而模糊理論正是解決這一問題的有效途徑。另外對于 PID 控制，若條件稍有變化，則控制參數(shù)也需調(diào)整。圖11 模糊自整定 PID 控制 電爐采用模糊自整定 PID 控制的可行性在工業(yè)生產(chǎn)過程中，電爐隨著負荷變化或干擾因素的影響，其對象特性或結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。它以誤差e和誤差變化ec作為輸入，可以滿足不同時刻的e和ec對參數(shù)自整定的要求。在文獻中介紹了多種能提高 PID控制精度的模糊 PID 混合控制方案，例如：引入積分因子的模糊 PID 控制器；混合型模糊 PID 控制器；另外將其與其它先進控制技術(shù)結(jié)合又有模糊自適應(yīng) PID 控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊 PID 控制等。但模糊控制器本身消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的性能比較差，難以達到較高的控制精度。 模糊 PID 控制模糊控制的概念是由美國加利福尼亞大學(xué)著名教授 首先提出的，經(jīng)過20多年的發(fā)展，模糊控制取得了矚目的成就。電爐溫度控制技術(shù)發(fā)展日新月異，從模擬 PID、數(shù)字 PID 到最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制，再發(fā)展到智能控制，每一步都使控制的性能得到了改善。自整定技術(shù)可追溯到 50 年代自適應(yīng)控制處于萌芽時期，60 年代國外有人設(shè)計了一種自動調(diào)節(jié)式的過程控制器，因其價格高、體積大、可靠性差而未能商品化。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，人們利用人工智能的方法將操作人員的調(diào)整經(jīng)驗作為知識存入計算機中，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，計算機能自動調(diào)整 PID 參數(shù)。其中有利用開環(huán)階躍響應(yīng)信息，如 CoonCohen 響應(yīng)曲線法；還有使用Nyquist 曲線法的，如ZieglerNichols 連續(xù)響應(yīng)法。根據(jù)不同的目的，將材料及其制件加熱到適宜的溫度?！囟瓤刂圃跓崽幚砉に囘^程中,是一個非常重要的環(huán)節(jié)。電爐是熱處理生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的加熱設(shè)備，通過布置在爐內(nèi)的電熱元件將電能轉(zhuǎn)化為熱能,借助輻射與對流的傳熱方式加熱工件。燃料量的調(diào)節(jié)通常利用閥門、翻板等實現(xiàn)。如鍋爐、焦爐等。這一類設(shè)備在工廠占有相當大的比例。如果按加溫方法分類，可將熱處理設(shè)備分為兩大類1． 電熱爐 這類設(shè)備通過電熱元件通電發(fā)熱而升溫，調(diào)節(jié)加入爐子的電功率則改變爐內(nèi)的溫度。關(guān)鍵詞：單片機；熱處理溫度控制；模糊 PID。本文研究的電爐是一種具有純滯后的大慣性系統(tǒng)，傳統(tǒng)的加熱爐控制系統(tǒng)大多建立在一定的模型基礎(chǔ)上，難以保證加熱工藝要求。溫度控制在熱處理工藝過程中,是一個非常重要的環(huán)節(jié)。本文主要介紹單片機在熱處理爐溫度控制中的應(yīng)用，對溫度控制模塊的組成及主要所選器件進行了詳細的介紹。東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 摘要東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計題　　目： 基于單片機的溫度控制系統(tǒng)的研究 英文題目：Design of Temperature Control System Based on SCM 作　　者： XXXXXXX 3 摘 要單片微型計算機是隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展而誕生的，由于它具有體積小、功能強、性價比高等特點，把單片機應(yīng)用于溫度控制中，采用單片機做主控單元，無觸點控制，可完成對溫度的采集和控制的要求。所以廣泛應(yīng)用于電子儀表、家用電器、節(jié)能裝置、機器人、工業(yè)控制等諸多領(lǐng)域，使產(chǎn)品小型化、智能化，既提高了產(chǎn)品的功能和質(zhì)量，又降低了成本，簡化了設(shè)計。并根據(jù)具體的要求本文編寫了適合本設(shè)計的軟件程序?？刂凭戎苯佑绊懼a(chǎn)品質(zhì)量的好壞。因此本文將模糊控制算法引入傳統(tǒng)的加熱爐控制系統(tǒng)構(gòu)成智能模糊控制系統(tǒng)。東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） Abstract東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） AbstractThe single slice of microputers emerges with development of very large scale integration technology, because it has small , the function is strong , high characteristic of cost performance, applies the onechip puter to temperature control, adopt the onechip puter to do the top management unit, control contactlessly , can finish the requisition for collection and control of temperature . So apply to such a great deal of fields as electronic instrument , household appliances , energyconservation fitting , the robot , industrial control ,etc. extensively, make the products miniaturized , intelligented , has already improved the function and quality of the products, have lower costs again, has simplified and designed. This text introduces the application of the onechip puter in the temperature control of heattreatment furnace mainly, position and selecting to introduce the detailed one with device mainly of the temperature control module . And has written the suitable software procedure originally designed according to the concrete demand this text. Temperature in heat treatment craft is very important. Control precision effect directly the quality of the product. The electric stove is a kind pure great inertia system, and the traditional heat control system is based on some certain model, so is hard to satisfy the technological paper will adopt fuzzy control algorithm to build a intelligent fuzzy control system.Keyword：SCM；Temperature control；Fuzzy PID.東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 目錄目 錄第1章 緒論 1 引言 1 控制器發(fā)展現(xiàn)狀 1 PID 控制器的發(fā)展現(xiàn)狀 1 模糊 PID 控制 2 模糊自整定 PID 控制 2 電爐采用模糊自整定 PID 控制的可行性 3第2章 方案簡介 4 課題背景與意義 4 系統(tǒng)方案概述 5 系統(tǒng)設(shè)計方案 6第3章 系統(tǒng)硬件和電路設(shè)計 7 7 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 7 溫度檢測電路 8 溫度傳感器 8 測量放大器的組成 8 熱電偶冷端溫度補償方法 9 多路開關(guān)的選擇 9 A/D轉(zhuǎn)換器的選擇及連接 10 單片機系統(tǒng)的擴展 11 系統(tǒng)擴展概述 11 常用擴展器件簡介 12 存儲器的擴展 13 程序存儲器的擴展 13 13 EPROM2764簡介 13 數(shù)據(jù)存儲器的擴展 15 15 15 15 單片機I/O口的擴展（8155擴展芯片） 16 8155的結(jié)構(gòu)和引腳 16 8155的控制字的及其工作方式 17 8155與8031的連接 18 看門狗、報警、復(fù)位和時鐘電路的設(shè)計 19 19 20 20 時鐘電路的設(shè)計 21 鍵盤與顯示電路的設(shè)計 22 LED數(shù)碼顯示器的接口電路 22 23 DAC7521數(shù)模轉(zhuǎn)換接口 24 隔離放大器的設(shè)計 25 可控硅調(diào)功控溫 26 25 27 單片機開關(guān)穩(wěn)壓電源設(shè)計 28第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 30 主要程序的框圖 30 30 31 32 33 34 模糊自整定 PID 控制算法 35參考文獻 38設(shè)計總結(jié) 38致謝 40附錄 41東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 緒論第1章 緒論 引言工業(yè)生產(chǎn)中使用的熱處理設(shè)備種類繁多，如窖爐、鼓風(fēng)爐、烘爐、退火爐、鍋爐等。電功率調(diào)節(jié)一般采用接觸器通斷控制、晶閘管移相觸發(fā)或通斷控制。2． 燃料爐 這類設(shè)備通過燃燒燃料發(fā)熱而升溫，調(diào)節(jié)加入爐子的燃料量則改變爐內(nèi)的溫度。常用燃料有煤、煤氣、重油等。這類設(shè)備在工廠中也占有較大比例熱處理設(shè)備雖然種類繁多，控制方法各有差異，但對他們采用微機控制時，控制原理和方法是基本相同的。通常可用以下公式定性描述 （11）式中　 X——電爐內(nèi)溫升（指爐內(nèi)溫度與室溫溫差) K——放大系數(shù) t——加熱時間 T——時間系數(shù) V——控制電壓τ0——純滯后時間但在實際熱力過程中，由于被加熱金屬的導(dǎo)熱率、裝入量以及加熱溫度等因素的不同，直接影響著 K 、T 、τ0等參數(shù)的變化，因此電爐本身具有很大的不確定性?？刂凭戎苯佑绊懼a(chǎn)品質(zhì)量的好壞。 控制器發(fā)展現(xiàn)狀 PID 控制器的發(fā)展現(xiàn)狀在過去的 50 年，調(diào)節(jié)PID控制器參數(shù)的方法獲得了極大的發(fā)展。然而這些調(diào)節(jié)方法只識別了系統(tǒng)動態(tài)信息的一