【正文】 ...........................................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 ...................................................3 系統(tǒng)的設(shè)計原則 .................................................3 系統(tǒng)的設(shè)計步驟 .................................................3 系統(tǒng)的工程設(shè)計與實現(xiàn) ...........................................3 系統(tǒng)的總統(tǒng)方案設(shè)計 .............................................4 硬件的工程設(shè)計與實現(xiàn) ...........................................4 2．電加熱爐溫度單片機控制系統(tǒng)設(shè)計 ....................................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 ..............................................8 ...........................................8 芯片功能介紹 ....................................................8 分模塊詳述系統(tǒng)各部分的實現(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 (看門狗電路 ) ....................................28 A/D 轉(zhuǎn)換器 .................................................29 溫度檢 測和變送器 ...........................................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 .............................................39 編程模型及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) .............................................40 軟件設(shè)計 .......................................................41 東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 目錄 IV 5．系統(tǒng)實現(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 (論文 ) 緒論 1 緒論 單片微型計算機 在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，在很多的電子產(chǎn)品中 扮演著各式各樣的 控制 角色 。有較高的適用價值和理論價值。以單片機為核心 , 采用溫度變送器和固態(tài)繼電器控溫電路 , 實現(xiàn)對電爐溫度的自動控制。測量部分是采用 鉑銠 10鉑熱電偶 。采用固態(tài)繼電器控溫電路 , 通過單片機控制固態(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。 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)通角的大小來調(diào)節(jié)輸出功率 , 達(dá)到自動控制電爐溫度的目的。 I 畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 題 目 電加熱爐溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 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 (論文 ) 摘要 I 摘要 本文以電加熱爐的溫度控制為被控對象，通過對電加熱爐的溫度控制對象特性的分析來確定電加熱爐的溫度控制硬件系統(tǒng)的設(shè)計和控制方案。 冶金、化工、機械各類工業(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、時變性、升溫單向性等特點。這種移相方式輸出一種非正弦波 , 實踐表明這種控制方式產(chǎn)生相當(dāng)大的中頻干擾 , 并通過電網(wǎng)傳輸 , 給電力系統(tǒng)造成“公害”。為了降低成本和保證較高的控溫精度 , 采用 ATMEL AT89C52 芯片和 通過控制過零觸發(fā)型固態(tài)繼電器的通斷比，來控制輸入到加熱爐的功率，從而達(dá)到控制溫度的目的。為了在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用中具有較強的抗干擾能力 ,采取了一系列抗干擾措施。該控制系統(tǒng)具有硬件成本低、控溫精度較高、可靠性好、抗干擾能力強等特點。 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 (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。隨著溫度控制器應(yīng)用范圍的日益廣泛和多樣性，各種適用于不同場合的智能溫度控制器應(yīng)運而生。需檢測和控制的溫度系統(tǒng)一旦確定，其熱慣性大小和散熱等各項硬件條件就確定了。目前已有的實現(xiàn)溫控的方法有很多種，如 :恒溫法、比例式、積分式及其組合的調(diào)節(jié)方法等等，其中有的方法達(dá)到熱平衡需要的時間很長，但是其控溫精度很高，而有的是達(dá)到熱平衡的時間短，但其控溫精度卻不夠高。用這種方法控溫，使整個系統(tǒng)靈活、可靠性高，系統(tǒng)達(dá)到熱平衡較快，而且精度也比較高，融合了前面列舉方法的優(yōu)點，而且更加簡單方便。 而采用單片機對加熱爐進(jìn)行 自動控制，不但可以克服上述缺點，而且減輕工作人員的負(fù)擔(dān)。 電加熱爐以其無污染、操作方便、自動化程度高、出力穩(wěn)定切出力可調(diào)范圍大、節(jié)省基建投資等諸多優(yōu)點逐漸受到人們的歡迎。針對這一情況。 一般的電加熱爐溫度控制系統(tǒng)（如溫度控制表控制接觸器）的主要缺點是溫度波動范圍大。這種移相方式輸出一種非正弦波 , 實踐表明這種控制方式產(chǎn)生相當(dāng)大的中頻干擾 , 并通過電網(wǎng)傳輸 , 給電力系統(tǒng)造成“公害”。這種 控制溫度系統(tǒng)能使溫度穩(wěn)定在某一具體值上 (熱平衡狀態(tài) ),但當(dāng)某作用量發(fā)生變化時 (如電源電壓變化時 )被控溫度雖然能達(dá)到新的平衡狀態(tài) ,但是永遠(yuǎn)也回不到原來的給定值上 ,這是 P 控制的致命弱點 ,即有靜差 (或稱穩(wěn)態(tài)偏差 ),如果在 P控制基礎(chǔ)上增加 I控制 ,則可消除其靜差 ,再增加 D控制 ,則能夠提高控制系統(tǒng)抗外界干擾的能力 .這即 本論文所 要研究的 PID控制方法。 電加熱爐是一個非線性的、時變的、分布參數(shù)的復(fù)雜被控對象。 普通的電加熱爐是一種常見的設(shè)備。 1℃， 溫度是工業(yè)控制對象中的主要被控參數(shù)，特別是在冶金、化工、機械、檢定計量等領(lǐng)域，廣泛的使用著各種加熱爐、熱處理等，所采用的加熱方法及燃料也不相同，如油、電、天燃?xì)獾取１鞠到y(tǒng)的外圍接口布置了鍵盤（一共 16 鍵，含數(shù)字鍵10個和 6 個主功能鍵）、 7段 LED 數(shù)碼顯示屏（一共 8 位，分別為四位的當(dāng)前實時溫度顯示和四位的設(shè)定參考溫度顯示）、微型打印機用來對歷史溫度數(shù)據(jù)的打印，通過軟件設(shè)計可以實現(xiàn)曲線和數(shù)據(jù)兩種的打印方式。 179。 東華理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 (論文 )