炉温监测系统课程设计
自动检测课程设计之炉温检测
目录1、前言2、系统构成3、温度采集系统的设计3.1温度的传感器选型3.2 温度检测电路3.2.1热电偶温度测量电路3.2.2 热电偶温度传感器放大电路3.3.3 A/D转换电路4、炉温控制电路设计5、键盘接口电路6、LED显示电路7、温度检测系统总体电路接线图8、单片机的软件部分流程图9、结论10、参考文献1、前言目前,工业上通常采用直接比较法检定,即将被校热电偶和标准热电偶直接比较的一种检定方法。
检定时,把被检热电偶和标准热电偶捆扎在一起,送入检定炉,测量端应位于检定炉均匀的高温区中,检定炉内的温度应恒定在被校温度点。
热电偶检定炉的温度控制,对于实验或生产过程有着十分重要的作用。
本温控系统是利用单片机、温度传感器、加热丝和A/D 转换芯片等来实现的数字温度检测控制系统。
单片微处理器具有高精确度、高灵敏度、高响应速度以及耗能少、机构小、可以连续测量、自动控制、安全可靠等优点,非常适合嵌入控制。
同时,其逻辑控制运算是由软件来进行的,可以容易地实现各种控制规则,甚至是比较复杂的控制算法的实现,而且不受外界的工作环境的影响。
因此,基于单片机的温度控制器,可以安全可靠地运行,智能地控制温度稳定在某一给定值,或者给定值附近。
本温控系统是用于对温度进行监测和控制的全自动智能调节系统,不仅用于K热电偶检定炉的温度控制,还可以用在其他工业用电阻炉的温度控制中,实际应用表明该系统稳定性好、寿命长,能很好地满足生产和实验的需要。
2、系统构成在本设计硬件系统中所选用的A/D转换器为逐次逼近式A/D转换器ADC0809。
通过放大电路将电压信号放大、保持、再经过A/D转换电路进行模/数转换,最后输出数字量,然后送入MCS-51单片机进行处理。
其中本设计根据MCS-51单片机在传感器测温过程中的应用,包括对传感器输出的小信号如何进行放大、转换、控制并直接显示成温度量的电路进行设计,采用单片机进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性等特点,而且可以大幅度提高被控温度的精度。
基于PLC的锅炉供暖监控系统设计
4、监控界面设计技术
4、监控界面设计技术
在上位机监控界面方面,我们采用了组态软件来设计监控界面。组态软件是 一种广泛使用的工业自动化监控软件开发工具,它支持多种图形元素和控件,可 以方便地实现实时数据展示、报警提示、历史数据查询等功能。我们根据锅炉的 实际运行情况,设计了相应的监控界面,并编写了相关的脚本代码,以实现对锅 炉运行数据的实时展示和报警提示等功能。
2、控制技术
2、控制技术
在控制方面,我们采用了PID(比例-积分-微分)控制算法来实现对锅炉的燃 烧和给水控制。PID控制是一种经典的连续控制系统,它通过比较设定值与实际 值之间的误差来计算控制量,实现对被控对象的精确控制。我们根据锅炉的实际 情况,对PID控制算法进行了相应的调整和优化,以实现对锅炉的燃烧和给水系 统的有效控制。
二、关键技术
1、数据采集技术
1、数据采集技术
在数据采集方面,我们采用了高精度传感器和PLC模拟量输入模块,实现了对 锅炉运行参数的实时监测。传感器包括温度传感器、压力传感器和水位传感器等, 它们将采集到的信号通过变送器转换为标准的电信号,再通过PLC模拟量输入模 块输入到PLC中进行数据处理。
一、系统需求与设计
一、系统需求与设计
锅炉供暖系统的主要任务是维持锅炉中水的温度在设定的范围内,同时也要 确保供暖设备的正常运行。因此,系统的需求主要包括:
一、系统需求与设计
1、实时监测锅炉的水温、压力等参数; 2、通过调节锅炉的燃烧器输出,控制水温; 3、保障供暖设备的稳定运行;
一、系统需求与设计
三、应用效果
3、提高了管理效率。通过远程监控锅炉的运行状态,可以在上位机上实现锅 炉的集中管理和监控,从而提高了管理效率。
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实验八炉温控制系统的设计
实验八 炉温控制系统的设计一、设计目的1、了解被控对象数学模型建立的方法;2、掌握PID 控制的基本原理; 4、掌握PID 参数整定的两种方法;3、掌握Matlab/Simulink 在控制系统设计中的应用。
二、设计要求电炉是一个特性参数随炉温变化的被控对象,炉温控制具有单向性、大惯性、大滞后、时变性的特点。
设计PID 控制器,当系统处于平衡状态时,通过调节PID 控制器的比例系数p K 、积分时间系数i T 和微分时间D τ,炉温稳定在给定值,从而实现了电炉的温度控制。
三、设计任务3.1电炉数学模型一般将电阻炉视为一阶惯性环节加滞后的对象,其传递函数为s e Ts K s G τ-+=1)(。
其中:T 为电炉的时间常数,T=RC (C 为电炉热容,R 为热阻);K 为比例系数;τ为纯滞后时间,单位s ;S 为复频域连续函数。
系数T 、K 、S 对于不同的被控对象,其数值有所不同。
现有一台50kW 箱式电阻炉,其T=360、K=8、τ=180s 。
3.2电炉控制系统框图常用电阻炉炉温控制系统如图1所示,其中PID 控制器是应用最广泛、最成熟的一种调节器。
图一 电阻炉炉温控制系统 3.3 PID 校正前系统响应分析(要求:采用Matlab/simulink 建立模型,绘制阶跃响应曲线,分析系统是否稳定) 1、 Matlab/simulink 建立模型 2、 绘制阶跃响应曲线 3、 分析系统是否稳定?3.4 PID 控制器设计PID 控制器的传递函数为)11()(s sT K s G D i p c τ++=,其中,p K 为比例常数,i T 为积分时间常数,D τ为微分时间常数。
一、Ziegler-Nichols 整定---反应曲线法反应曲线法是根据系统在开环状态下的动态特性,估算对象特性参数。
其中K 为控制 对象的增益,L 为等效滞后时间,T 为等效时间常数,然后根据表1的经验值选取控制器参数。
课程设计炉温控制系统的设计
课程设计--炉温控制系统的设计二○一三~二○一四学年第一学期信息科学与工程学院课程设计报告书课程名称:计算机控制与接口技术课程设计班级:学号:姓名:指导教师:二○一三年十一月一、 设计题目和设计要求1.设计题目炉温控制系统的设计2.设计任务和要求设计一个炉温控制系统,对象的传递函数: s e s s G 021158)(-+=,炉子为电炉结构,单相交流220V 供电。
温度设定值:室温~100℃,可以任意调节。
要求: (1) 画出电路原理图,包括:给定值、反馈、显示的电路及主电路; (2) 阐述电路的工作原理;(3) 采用对象为大滞后的算法,求出u(k); (4) 定出闭环数学控制的程序框图。
二、 设计任务分析(一)系统设计:在工业化生产中,需要有大量的加热设备,如用于熔化金属的坩埚炉、用于热处理的加热炉,以及各种不同用途的反应炉,加热炉,温度控制成为制约工业发展的重要环节。
随着计算机技术的不断发展,用于工业生产中炉温控制的微机控制系统更加成熟。
实践证明,它具有功能强、精度高,经济性好的特点,无论在提高产品质量还是产品数量,能源环保,还是改善劳动条件等方面都显示出无比的优越性。
该系统以MCS-51单片机为核心构成一个炉温控制系统,该系统具有对电炉温度的实时控制,定时检测和调节,温度数据显示并打印,存储必要的信息等功能。
由外部操作键盘,输入给定数值,进行相应的参数设定,并可以根据需要进行手动、自动之间的切换。
本系统主要由单片机应用系统主机板、晶闸管主电路及电气控制、温度检测与信号放大模块、数字控制与同步触发模块等部分组成。
单片机应用系统主机板采用模块式结构,功口线和各信号设计成总线形式,应用系统的各部分都通过总线插座方便地与单片机接口。
Ⅰ.典型的反馈式温度控制系统通常由下图(a )所示的几部分组成,其中调节器 由微型机来完成。
图a 单片机炉温控制系统结构图Ⅱ.给定信号如何给计算机温度给定值可以通过计算机键盘输入(键盘与单片机连接),也可以通过数学表达式由程序自动设定,还可以用拨码盘,一般拨码盘常用于过程控制的控制柜(化工企业)。
课程设计—电阻炉炉温控制系统
电阻炉炉温控制系统设计1课程设计规定1.1 课题内容应用计算机旳实时监控和温度测量技术,采用单片机、温度检测电路、温度控制电路等,采用比例环反馈、数字PID闭环调整两种方式实现电阻炉炉温旳实时监控。
1.2 规定和技术指标用单片机和对应旳构成部件构成电阻炉温旳自动控制系统,规定测温范围0~100℃,使其控制系统控制旳温度保温值旳变化范围为30~60℃。
规定:(1)完毕电阻炉温度控制系统设计,包括硬件电路设计和软件程序设计;(2)采用LED实时显示控温时旳实际炉温和设定炉温,如将炉温加热并控制在60℃;当炉温工作至设定温度时,蜂鸣器每2秒报警一次,绿色LED灯常亮。
当炉温超过设定温度5℃,过温保护电路动作,蜂鸣器常鸣,红色LED常亮。
(3)对其主电路和控制电路设计对应旳保护电路,使其安全可靠地工作。
(4)具有防干烧功能。
(5)具有定期功能,设定一段时间自动加温,如1分钟。
1.3 元器件清单另有剪刀、镊子等工具表1.1 元器件清单2电路设计2.1 总体设计方案基本方案:运用温度变送器和温度检测电路将电阻炉实际温度转换成对应旳数字信号,送入单片机,进行数据处理后,通过显示屏显示温度,并判断与否报警,同步将实际炉温与设定温度比较,根据对应旳算法(如PID)计算出控制量,通过控制对应旳加热电路实现对炉温旳控制。
本系统采用STC89C52作为系统旳主控芯片,负责加热炉旳温度检测与控制。
其重要任务是:1、读取DS18B20旳温度数据;2、控制继电器通断,保证温度到达设定值并保温;3、读取键盘设置旳温度值;4、在LED上显示设置旳温度、目前温度以和恒温时间;5、当温度抵达警戒值旳时候控制蜂鸣器报警。
图2.1 总体构造图由于加热炉仅能通过通断电路控制,不具有良好旳可控性,且加热所需旳速度和精度规定并不高,这里无需使用PID算法这样旳高速跟踪算法,只要使用二次线性化旳措施控制,就可以很好地实现炉子旳加热和恒温控制了。
电加热炉温度控制系统设计
电加热炉温度控制系统设计摘要:1.引言电加热炉广泛应用于金属加热、熔化、回火等工艺过程中,其温度控制对产品质量的稳定性和一致性具有重要影响。
因此,设计一套高效可靠的电加热炉温度控制系统对于提高生产效率和节约能源具有重要意义。
2.系统结构设计电加热炉温度控制系统主要由传感器、控制器、执行器和人机界面组成。
传感器用于实时感知电加热炉内部温度变化,控制器根据传感器数据进行温度控制算法的计算,执行器根据控制器输出的控制信号调节电加热炉的供电功率,人机界面用于显示和操作温度控制系统。
3.温度传感器设计温度传感器一般采用热电偶或热电阻器进行测量,其工作原理基于材料的温度和电阻之间的相关性。
在电加热炉温度控制系统中,传感器应具有快速响应、精确稳定的特性,选择合适的传感器材料和安装位置对于准确测量温度值至关重要。
4.控制器设计电加热炉温度控制系统常用的控制器包括PID控制器和模糊控制器。
PID控制器基于比例、积分和微分三个部分的线性组合,能够根据系统的误差进行相应的调节,具有简单可靠的特点。
模糊控制器基于模糊逻辑推理,能够根据模糊规则进行决策,适应性强。
选择合适的控制器取决于电加热炉的温度调节需求和实际使用场景。
5.执行器设计电加热炉的供电功率调节通常通过调整炉内的电阻或使用可调电压/电流源实现。
执行器的设计应考虑到功率调节的精度和响应时间等因素,确保控制系统能够快速准确地调节电加热炉的供电功率,实现温度控制目标。
6.人机界面设计温度控制系统的人机界面一般包括温度显示、参数设置、报警显示和历史数据查询等功能。
界面设计应简洁明了,易于操作,提供必要的温度控制信息和报警提示,方便操作员进行实时监测和调节。
7.系统安全与优化温度控制系统应考虑到系统的安全性和优化性能。
安全性包括对系统故障的检测和处理,例如传感器异常、控制器故障等;优化性能包括对温度变化的快速响应和精确控制,例如减小温度波动、提高温度稳定性等。
8.结论本文基于电加热炉温度控制系统设计原理和方法进行了综合考虑,针对不同的温度控制要求给出了相应的解决方案。
电热炉温控系统课程设计
电热炉温控系统课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解电热炉温控系统的工作原理,掌握温度传感器、控制器和执行器的功能及其相互关系。
2. 学生能描述电热炉在不同工作状态下的能量转换过程,并运用相关公式进行简单计算。
3. 学生能掌握温度控制的基本概念,如反馈、PID控制等,并了解其在电热炉温控系统中的应用。
技能目标:1. 学生能运用所学知识,设计简单的电热炉温控系统,并进行模拟调试。
2. 学生能通过实验操作,收集和分析数据,优化电热炉温控系统的性能。
3. 学生能运用图表、报告等形式,清晰表达电热炉温控系统的设计思路和实验结果。
情感态度价值观目标:1. 学生在学习过程中,培养对物理学科的兴趣和探究精神,提高实践操作的自信心。
2. 学生通过团队协作,培养沟通、合作能力,增强集体荣誉感。
3. 学生认识到电热炉温控系统在生活中的应用,理解科技与生活的紧密联系,提高社会责任感。
课程性质:本课程为高二物理选修课程,结合电学、热学等内容,注重理论联系实际,提高学生的实践操作能力。
学生特点:高二学生已具备一定的物理知识和实验技能,具有较强的学习能力和探究欲望。
教学要求:教师应注重启发式教学,引导学生自主探究,提高学生的动手能力和问题解决能力。
同时,关注学生的情感态度,激发学生的学习兴趣和积极性。
通过课程学习,使学生能够将所学知识应用于实际生活,提高课程的学习价值。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 电热炉温控系统基础知识- 温度传感器原理与种类- 控制器工作原理及性能参数- 执行器的类型及工作原理2. 电热炉温控系统设计原理- 电热炉的能量转换过程- 温度控制策略(反馈、PID控制)- 系统稳定性分析3. 电热炉温控系统实践操作- 实验器材准备与连接- 实验步骤与操作要点- 数据采集、处理与分析4. 电热炉温控系统优化与调试- 系统性能评价指标- 参数调整方法与技巧- 故障排查与解决策略教学内容安排与进度:1. 基础知识学习(2课时)2. 设计原理讲解(2课时)3. 实践操作指导(3课时)4. 系统优化与调试(2课时)教材章节及内容:- 第二章 电学原理与应用:电热炉的能量转换过程、温度传感器原理与种类- 第三章 控制系统:控制器工作原理、PID控制策略- 第四章 实验操作:温度控制实验、系统调试与优化教学内容确保科学性和系统性,结合课程目标,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力和问题解决能力。
过程控制课程设计-加热炉炉温控制系统设计
内蒙古科技大学过程控制课程设计说明书题目:加热炉炉温控制系统设计学生姓名:学号:专业:测控技术与仪器班级:2012-1指导教师:2016年 9 月 8 日目录第一章加热炉概述 (3)1.2加热炉自动控制发展与现状 (3)第二章控制方案论证 (4)2.1加热炉控制影响因素及基本要求 (4)2.2 系统控制方案选择 (5)2.3系统控制参数确定 (5)2.3.1 被控参数选择 (5)2.3.2 控制参数选择 (6)第三章加热炉控制基本原理及系统设计 (6)3.1炉温控制基本原理 (6)3.2加热温度控制系统总体结构图 (7)3.3加热炉温度单回路反馈控制系统结构框图 (7)3.4加热炉串级控制系统 (8)3.5 控制仪表的选型及配置 (9)3.5.1测温元件 (9)3.5.2一体化温度变送器 (9)3.5.3 DX2000型无纸记录仪: (9)3.5.4 调节器 (10)3.5.5执行器选型 (11)3.5.6 电/气阀门定位器ZPD-01 (12)3.5.7安全栅 (12)3.5.8 配电器 (12)3.5.9 薄膜气动调节阀ZMBS-16K (13)第四章设计总结 (14)参考文献引言目前在我国钢铁冶金行业中,能源问题日益严峻以及企业面临越来越激烈的市场竞争,节能增效就显得尤为重要。
这就需要对钢铁冶金行业中的主要耗能设备——加热炉的运行状态进行及时和准确的分析并进行优化,以提高加热炉的运行效率,达到节能降耗的目的。
近年来,随着自动化程度的不断提高,轧钢加热炉燃烧控制已实现串级控制。
加热炉的主要技术经济指标为加热温度和能耗两项。
轧钢加热炉控制质量的好坏直接关系到经济效益,特别是炉温控制对杜绝粘钢现象,提高加热炉寿命,降低钢坯烧损、提高成材率、节能降耗、减少环境污染等具有重要意义。
因此,本设计先根据加热炉结构特点设计控制系统,并介绍和比较其它相关的控制系统,选定了加热炉燃料流量控制系统,并阐述了PID控制思想应用于加热炉燃烧过程控制的情况和特点。
EDA实验炉温控制课程设计
EDA实验炉温控制课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解EDA实验炉温控制的基本原理,掌握相关概念,如传感器、控制器、反馈控制等。
2. 学生能够描述炉温控制系统的组成及其工作流程。
3. 学生能够解释温度对材料性能的影响,并了解不同材料的适宜炉温范围。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,设计简单的炉温控制电路,并进行仿真实验。
2. 学生能够运用数据分析方法,对炉温控制系统的性能进行评估和优化。
3. 学生能够通过小组合作,解决实际炉温控制过程中遇到的问题。
情感态度价值观目标:1. 学生能够培养对电子工程师职业的兴趣和热情,增强对科技创新的信心。
2. 学生能够认识到团队合作的重要性,培养团队协作精神和沟通能力。
3. 学生能够关注环境保护,了解炉温控制技术在节能减排方面的应用。
课程性质:本课程为实践性强的学科课程,结合理论教学和实验操作,旨在培养学生的动手能力、创新思维和实际问题解决能力。
学生特点:学生为高中年级学生,具备一定的电子基础和编程能力,对实际操作和实验有较高的兴趣。
教学要求:教师需注重理论与实践相结合,引导学生主动参与实验过程,关注学生的个体差异,鼓励学生提问、讨论和分享,以提高学生的综合素养。
通过课程目标分解,确保学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
二、教学内容1. 炉温控制原理:介绍炉温控制的基本概念,包括传感器的工作原理、控制器的分类和功能,反馈控制系统的稳定性分析。
- 教材章节:第二章“温度控制系统的基本原理”- 内容列举:传感器、控制器、PID控制算法2. 炉温控制系统组成:讲解炉温控制系统的各个组成部分,如加热器、温度传感器、控制器、执行器等,并分析各部分的作用和相互关系。
- 教材章节:第三章“温度控制系统的组成与设计”- 内容列举:加热器、温度传感器、控制器、执行器3. 炉温控制电路设计:指导学生根据炉温控制原理和系统组成,设计简单的炉温控制电路,并进行仿真实验。
电加热炉计算机温度测控系统设计 计算机课程设计
计算机控制技术课程设计报告For personal use only in study and research; not for commercial use题目电加热炉计算机温度测控系统设计For personal use only in study and research; not for commercial use学院(部)电子信息工程学院专业自动化学生姓名For personal use only in study and research; not for commercial use学号年级指导教师职称2011年 7月1日目录第一章引言 (2)第二章系统工作原理 (3)第三章硬件设计部分 (4)3.1电源部分 (4)3.2 A/D转换电路 (4)3.3 温度采样测量部分 (6)3.4 LED显示电路 (6)3.5 功能键 (7)3.6 信号输出电路 (8)第四章软件设计部分 (9)4.1 系统总程序设计 (9)4.2 A/D 转换器程序流程图 (11)4.3 LED显示模块程序流程图 (12)4.4报警模块程序设计 (12)4.5 键盘模块程序设计 (13)4.6 控制对象数学模型 (13)心得体会 (15)参考文献 (16)第一章引言温度是工业对象中的很重要参数的之一。
广泛应用在冶金、化工、机械各类加热炉热、处理炉和反应炉等工业中。
电加热炉随着科学技术的发展和工业生产水平的提高,已经在冶金、化工、机械等各类工业控制中得到了广泛应用,并且在国民经济中占有举足轻重的地位。
对于这样一个具有非线性、大滞后、大惯性、时变性、升温单向性等特点的控制对象,很难用数学方法建立精确的数学模型,因此用传统的控制理论和方法很难达到好的控制效果。
单片机以其高可靠性、高性能价格比、控制方便简单和灵活性大等优点,在工业控制系统、智能化仪器仪表等诸多领域得到广泛应用。
采用单片机进行炉温控制,可以提高控制质量和自动化水平。
组态王课程设计--锅炉温度控制系统
组态王课程设计–锅炉温度控制系统本文档是组态王课程设计–锅炉温度控制系统的设计方案及实现过程。
项目概述锅炉温度控制系统是一个典型的温度控制应用系统,以PLC为核心,采用PID 算法控制锅炉温度,同时通过组态软件进行监控,实现对锅炉温度的精确控制。
系统组成系统由三部分组成:1.PLC:使用的为三菱PLC Q系列(Q00UCPU)。
2.人机界面:使用组态王软件。
3.温度传感器:使用PT100型热电阻温度传感器。
系统架构系统架构如下图所示:+-----------+|PT100温度传感器|+-----------+|+-----------+ +---------+ +--------------+ +---------+| 温度放大器 |------| PLC |-----|PID算法控制程序|-----| 组态软件 |+-----------+ +---------+ +--------------+ +---------+ PLC程序设计在PLC中搭建一个PID控制程序,输入温度信号,输出控制信号,使得锅炉温度接近于设定温度。
程序流程如下:1.初始化:变量赋初值。
2.采集温度信号:从温度传感器中获取实时温度数据。
3.PID算法计算:根据当前温度值和设定温度值,使用PID算法计算控制量。
4.控制量输出:将计算所得的控制量传送给控制对象。
5.控制命令输出:根据控制量输出对应的控制命令。
6.返回第2步,循环执行。
组态软件设计组态软件作为人机界面,需要支持实时监控温度值、设定温度、控制命令等信息,并能够进行实时调试和操作。
主要包括以下界面和功能:1.温度监控界面:显示温度曲线,并标记出设定温度和实际温度。
2.控制命令调试界面:显示当前控制命令,并提供手动控制输入接口,支持手动修改命令值。
3.故障诊断界面:显示系统故障信息,并提供故障诊断工具。
实现过程1.开始前,准备好硬件设备:PLC(Q00UCPU)、温度传感器(PT100)、转换器(AD8)、继电器模块(Y140)、人机界面(组态王)。
课程设计--炉温控制系统的设计
课程设计--炉温控制系统的设计二○一三~二○一四学年第一学期信息科学与工程学院课程设计报告书课程名称:计算机控制与接口技术课程设计班级:学号:姓名:指导教师:二○一三年十一月一、 设计题目和设计要求1.设计题目炉温控制系统的设计2.设计任务和要求设计一个炉温控制系统,对象的传递函数: s e s s G 021158)(-+=,炉子为电炉结构,单相交流220V 供电。
温度设定值:室温~100℃,可以任意调节。
要求: (1) 画出电路原理图,包括:给定值、反馈、显示的电路及主电路; (2) 阐述电路的工作原理;(3) 采用对象为大滞后的算法,求出u(k); (4) 定出闭环数学控制的程序框图。
二、 设计任务分析(一)系统设计:在工业化生产中,需要有大量的加热设备,如用于熔化金属的坩埚炉、用于热处理的加热炉,以及各种不同用途的反应炉,加热炉,温度控制成为制约工业发展的重要环节。
随着计算机技术的不断发展,用于工业生产中炉温控制的微机控制系统更加成熟。
实践证明,它具有功能强、精度高,经济性好的特点,无论在提高产品质量还是产品数量,能源环保,还是改善劳动条件等方面都显示出无比的优越性。
该系统以MCS-51单片机为核心构成一个炉温控制系统,该系统具有对电炉温度的实时控制,定时检测和调节,温度数据显示并打印,存储必要的信息等功能。
由外部操作键盘,输入给定数值,进行相应的参数设定,并可以根据需要进行手动、自动之间的切换。
本系统主要由单片机应用系统主机板、晶闸管主电路及电气控制、温度检测与信号放大模块、数字控制与同步触发模块等部分组成。
单片机应用系统主机板采用模块式结构,功口线和各信号设计成总线形式,应用系统的各部分都通过总线插座方便地与单片机接口。
Ⅰ.典型的反馈式温度控制系统通常由下图(a )所示的几部分组成,其中调节器 由微型机来完成。
图a 单片机炉温控制系统结构图Ⅱ.给定信号如何给计算机温度给定值可以通过计算机键盘输入(键盘与单片机连接),也可以通过数学表达式由程序自动设定,还可以用拨码盘,一般拨码盘常用于过程控制的控制柜(化工企业)。
plc炉温课程设计
plc炉温课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解PLC(可编程逻辑控制器)的基本原理和在工业控制中的应用。
2. 学生能掌握炉温控制系统中PLC的工作流程和关键参数。
3. 学生能描述炉温控制系统中传感器、执行器与PLC之间的协同工作原理。
技能目标:1. 学生能够运用PLC编程软件进行基础的程序编写,实现炉温的模拟控制。
2. 学生能够通过调试PLC程序,诊断并解决简单的炉温控制问题。
3. 学生能够设计简单的炉温控制系统方案,并进行模拟运行测试。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对自动化控制技术的兴趣,激发其探索工业4.0的热情。
2. 增强学生的团队合作意识,使其在项目实施中学会相互协作、共同解决问题。
3. 培养学生的工程思维和创新意识,使其意识到技术进步对工业生产的重要性。
课程性质分析:本课程为高年级的实践性专业课程,旨在通过炉温控制系统的设计,将理论与实践相结合,提高学生的动手能力和实际问题解决能力。
学生特点分析:高年级学生具备一定的专业基础知识,具有较强的逻辑思维能力和动手操作欲望,对实践性强的课程内容有较高的兴趣。
教学要求:课程需紧密结合教材,注重理论与实践的结合,通过项目驱动教学法,引导学生主动参与,注重培养学生的实际操作能力和工程实践能力。
教学过程中应不断评估学生的学习成果,确保课程目标的实现。
二、教学内容1. 理论知识:- PLC基本原理及其在工业控制中的应用。
- 炉温控制系统的工作原理,包括传感器、执行器与PLC的协同工作。
- PLC编程软件的使用方法,重点掌握逻辑控制语句和程序结构。
2. 实践操作:- 炉温控制系统模型的搭建,熟悉相关设备的使用。
- PLC编程实践,完成炉温的模拟控制程序编写。
- 炉温控制系统的调试与优化,学会诊断和解决常见问题。
3. 教学大纲:- 第一周:PLC基本原理学习,了解炉温控制系统组成。
- 第二周:学习PLC编程软件的使用,进行简单的程序编写练习。
课题3 21多加热炉炉温检测系统设计
多加热炉炉温检测系统设计(微机)一.任务及要求:1.加热炉的炉温可以在0℃~250℃之间任意调节;2.系统每隔3秒钟检测一遍炉温;3.利用六位七段码显示器实时显示加热炉的炉号和实际温度,显示值为十进制数值。
显示器的左三位显示加热炉的炉号,右三位显示实际值。
在启动按键按下后运行之后显示相应炉温。
4.按下启动功能键之后,采集炉温并通过七段码显示加热炉的炉号和实际温度, 按下停止功能键后,系统停止工作不采集温度,但仍显示最后采集到的温度,5.扩展发光二极管担任报警功能,当温度超过220℃或低于50℃即点亮发光二极管报警。
二.基本工作原理及说明1.系统硬件连接参考“多加热炉炉温检测系统硬件参考图”。
⑴硬件部分为PD32实验系统或8051单片机实验系统。
包括0809、8253、8259、8255、数据存储器62256、七段码显示器及其驱动电路、按键和报警部分。
图中虚线为需要连接的连线;⑵加热炉的实际温度用电压表示,由电位器给出。
模拟量电压经A/D转换器0809转换成数字量。
0809的输入通道选用IN0、IN1、IN2、IN3、…。
A/D 采样结束后由EOC信号发出中断请求。
0809的译码地址为3C0H。
通道0~7分别为3C0H,3C4H,3C8H,3CCH,3D0H,3D4H,3D8H,3DCH。
A/D采样结束后由EOC信号发出中断请求;⑶PD32实验系统中利用8253提供定时服务。
8253的译码地址控制口:30C H,计数器1:300H,计数器2:304H,计数器3:308H;⑷PD32实验系统中利用8259提供中断服务。
偶地址:3A0H,奇地址:3A8H;⑸PD32实验系统中利用8255驱动报警发光二极管。
命令口地址:20FH;A口地址:203H;B口地址:207H;C口地址:20BH;⑹PD32实验系统中利用273。
地址:340H;360H⑺数据存储器62256不需连接,地址范围08000H~0FFFFH;⑻PD32实验系统中功能键连到8259的中断端;⑼实际温度由电位器给出,可由外部调节。
煤气炉炉温仪表串级控制系统的设计课程设计
课程设计说明书煤气炉炉温仪表串级控制系统的设计专业 热工过程自动化 学生姓名 陈小义 班级 热自0902班 学号 200983250227 指导教师谢又成 完成日期 2012年7月6日煤气炉炉温仪表串级控制系统的设计摘要过程控制系统通常是指工业生产中自动控制系统的被控量是温度、压力、流量、液位、成分、粘度、湿度等这样一些过程变量的系统,具有连续生产过程自动控制、由过程检测和控制仪表组成、被控过程多样,控制方案丰富的特点。
而串级控制系统是改善控制过程品质极为有效的方法,因而得到了较为广泛应用。
与简单控制系统相比,串级控制系统只是在结构上增加了一个内回路,却能收到显的控制效果。
这是因为在串级控制系统中,由于副回路具有快速作用,因此串级控制系统对进入内回路的扰动有很强的克服能力;同时由于有副回路的存在,改善了对象的动态特性,提高了系统的工作频率,且使系统具有一定的自适应能力。
本课题是针对煤气炉炉温控制的设计,利用KMM调节器实现对炉温的串级控制。
炉温为主控量,燃气流量为副控量。
煤气炉是工业生产中常用的加热设备,广泛应用于冶金、机械、建材、化工等行业,其温度控制系统常用的控制技术有PID控制、模糊控制技术等,但由于煤气炉是一个时变的、大滞后的被控对象,且升温具有单向性,很难建立精确的数学模型。
而PID控制因其成熟、容易实现、并具有可消除稳态误差的优点,基本可以满足系统性能要求。
关键词:KMM调节器,串级控制系统,PID控制等目录1、概述 (1)1.1设计背景及意义 (1)1.2 串级控制系统的基本概念 (2)2、总体设计方案 (3)2.1 串级控制的基本原理 (3)2.2串级控制系统的特点 (3)2.3串级控制系统的设计 (4)2.4 煤气炉炉温仪表串级控制系统的设计 (6)2.5 仪表选型 (7)3、KMM可编程调节器 (8)3.1 KMM可编程调节器简介 (8)3.2 KMM的基本组成 (8)3.3 KMM的主要功能 (9)4、仪表串级控制系统设计图型 (10)4.1仪表系统的主要接线图 (10)4.2 煤气炉炉温控制系统组态图 (11)4.3KMM的7个控制数据表 (12)5、设计总结 (16)6、参考文献 (17)煤气炉炉温仪表串级控制系统的设计1、概述1.1设计背景及意义随着我国国民经济的快速发展,煤气炉的使用范围越来越广泛。
加热反应炉监控系统课程设计
引言本文研究的是电阻丝加热炉的实时温度控制。
由于电加热系统控制具有升温单向性、大惯性、大滞后、时变性的特点,例如其升温单向性是由于电加热的升温保温是依靠电阻丝加热,降温则是依靠环境自然冷却,当温度一旦超调就难以用制冷控制手段使其降温,因而难以用数学方法建立精确的模型并确定参数,应用传统的模拟电路控制方法难以达到理想的控制效果}’}。
本文作者以工控机为平台,工控组态软件MCGS为开发工具对炉温采用增量式PID运算控制,结合软件的定时器,进行脉宽调制输出(PWM)来控制固态继电器(S SR)的通断时间,得到很好的控制效果。
器构件,产生PWM脉冲,经I/O接口(P CL730)对SSR的导通时间进行控制,从而达到调功控温的目的。
一、设计任务和目的:应用MCGS组态软件,监控加热反应炉自动控制系统。
学习动画制作、控制流程的编写、变量设计、定时器构件的使用等多项操作。
结合工程实例,对MCGS组态软件的组态过程、操作方法和实现功能等环节等环节进行全面的讲解,使学生对MCGS组态软件的内容、工作方法和操作步骤在短时间内有一个总体的认识。
二、监控系统分析和总体设计2.1系统构成:本加热反应炉监控系统由上位机(MCGS)和下位机S7200CPU224PLC构成。
2.2组态界面:在开始组态过程之前,先对该工程进行剖析,一边从整体上把我整个工程的结构、流程、需实现的功能及如何实现这些功能。
2.3工程框架:●1个用户窗口:加热反应炉控制系统。
主要包括:加热炉、加热电阻丝、四个阀、两个液位传感器、压力传感器、温度传感器、温度计、压力表、加热指示灯、流动管件、六个控制按钮。
●定时器构件的使用●3个策略:启动策略、退出策略、循环策略2.4数据对象:2.5图形制作:机械手控制系统窗口●加热炉、加热电阻丝、加热指示灯●卸放阀、进料阀、氮气阀、排气阀、温度计、压力表●六个控制按钮、上下液位传感器、压力传感器、温度传感器。
2.6流程控制:按启动按钮后,系统运行;按停止按钮后,系统停止。
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.486data segment at 0 use16;8255各个端口的地址porta equ 203hportb equ 207hportc equ 20bhcontrolport equ 20fh;七段码地址wei equ 360hduan equ 340H;8253各个端口地址DS0 equ 300hDS1 equ 304hDS2 equ 308hDSC equ 30ch;8259端口地址oport equ 3a0hjport equ 3A8H;0809地址ADPORT EQU 3C0HADPORT1 EQU 3C4HADPORT2 EQU 3C8H;中断向量ZDIR0 EQU 20H; 定时器中断ZDIR1 EQU 24H; AD中断ZDIR2 EQU 28H; 开关1中断ZDIR3 EQU 2CH; 开关2中断ZDIR4 EQU 30H; 开关3中断;定义数据缓冲区ORG 4000HDATA4AD DB 3 DUP(?) ;AD转换后的数据存储处DATA4LED DB 18 DUP(?) ;十六进制到BCD的显示数据存储处DATA ENDSCODE SEGMENT USE16org 2000hASSUME CS:CODE,DS:DATA,ES:DATABEG: CLIJMP STARTTAB DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,67H,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H ;段码表; AD转换中断用ADataNW DW DATA4ADADPTnw DW 3C0H ;通道口内存保留;显示程序用LEDnw DW DATA4LEDTime DB 10;开关中断用Swh1 DB 0FFHSwh2 DB 0FFHSwh3 DB 0FFHSTART:MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV AX,0MOV SS,AXMOV SP,1000HMOV AL,0C0HMOV DX,WEI ;OUT DX,ALINITA8259:MOV AL,00010011B;ICW1MOV DX,OPORTOUT DX,ALMOV AL,00001000B;ICW2MOV DX,JPORTOUT DX,ALMOV AL,00000001B;ICW4MOV DX,JPORTOUT DX,ALMOV AL,11100000B;OCW1;;;;屏蔽字MOV DX,JPORTOUT DX,ALMOV AL,20H ;清ISRMOV DX,OPORTOUT DX,ALINITIA8255:MOV AL,10000000BMOV DX,controlportOUT DX,ALMOV AL,0FFHMOV DX,PORTAOUT DX,ALINITIA8253:MOV DX,DSCMOV AL,00110110BOUT DX,ALMOV DX,DS0MOV AL,60H ;0EA60HMOV AL,0EAHOUT DX,AL;中断向量初始化MOV DI,ZDIR0MOV AX,OFFSET TimerSTOSWMOV AX,SEG TimerSTOSWMOV DI,ZDIR1MOV AX,OFFSET ADPROCSTOSWMOV AX,SEG ADPROCSTOSWMOV DI,ZDIR2MOV AX,OFFSET switch1STOSWMOV AX,SEG switch1STOSWMOV DI,ZDIR3MOV AX,OFFSET switch2STOSWMOV AX,SEG switch2STOSWMOV DI,ZDIR4MOV AX,OFFSET switch3STOSWMOV AX,SEG switch3STOSWMOV DX,ADPORT; 启动ADCOUT DX,AL;炉号初始化MOV DI,4003HMOV BYTE PTR [DI],0INC DIMOV BYTE PTR [DI],0INC DIMOV BYTE PTR [DI],1ADD DI,4MOV BYTE PTR [DI],0INC DIMOV BYTE PTR [DI],0INC DIMOV BYTE PTR [DI],2ADD DI,4MOV BYTE PTR [DI],0INC DIMOV BYTE PTR [DI],0INC DIMOV BYTE PTR [DI],3AGAIN:STICALL CZBCDCALL DISPJMP AGAIN;-------拆字十六进制转BCD码------CZBCD PROCPUSH BxPUSH CXPUSH AXLEA SI,DATA4AD ;AD转换后的数据存储处LEA DI,DATA4LED ;十六进制到BCD的显示数据存储处add di,5CZ0:MOV AL,[SI]MOV BL,0AHMOV CX,3CZ1:DIV BLMOV [DI],AHdec DIMOV AH,00HLOOP CZ1add DI,9INC SICMP SI,4002H ;AD转换后的数据存储处是否到头JBE CZ0POP AXPOP CXPOP BXRETCZBCD ENDP;-----------------显示子程序------DISP PROCPUSH DXPUSH CXPUSH BXPUSH AXLEA BX,TAB;马表MOV SI,LEDnwMOV AH,0C1HDISP1:MOV DX,WEIMOV AL,AHOUT DX,AL ;位输出MOV DX,DUANMOV AL,[SI]XLATOUT DX,AL ;段输出MOV CX,0200HLOOP $INC SISAL AH,1OR AH,0C0HCMP AH,0C0HJNZ DISP1POP AXPOP BXPOP CXPOP DXRETDISP ENDP;-------AD采样程序-------ADPROC PROCPUSH AXPUSH SIPUSH DXMOV DX,[ADPTnw];A/D通道0CMP DX ,3c8H; 到第三号炉子了?JBE NEXTMOV [ADPTnw],3C0H;到了就置数据区7号炉端口next:MOV SI,[ADataNW]CMP SI,4002hJBE NEXT2MOV [ADataNW],4000HJMP CHUNEXT2:IN AL,DXMOV [SI],ALADD [ADPTnw],4INC [ADataNW]CMP AL,50 ;是否在50到200之间JBE BAOJINjmp OKCMP AL,200JAE BAOJINJMP OKBAOJIN:CMP SI,4000HJZ BAOJIN1CMP SI,4001HJZ BAOJIN2CMP SI,4002HJZ BAOJIN3JMP CHUQUBAOJIN1:MOV DX,203H ;报警1MOV AX,0FEHOUT DX,ALJMP CHUQUBAOJIN2:MOV DX,203H ;报警2MOV AX,0FDHOUT DX,ALJMP CHUQUBAOJIN3:MOV DX,203H ;报警3MOV AX,0FCHOUT DX,ALJMP CHUQUok: MOV DX,203H ;解除报警MOV AX,0FfHOUT DX,ALCHUQU:MOV DX,[ADPTNW];启动ADCOUT DX,ALCHU:MOV AL,20HMOV DX,OPORTOUT DX,ALPOP DXPOP SIPOP AXIRETADPROC ENDP;--------定时器中断------------Timer procPUSH AXPUSH DXMOV AL,[Time]DEC ALMOV [Time],ALCMP AL,0JNZ ENDO ;未到0关中断;到了CMP [swh1],0 ;判断是否有按键按下JZ enddCMP [swh2],0JZ enddCMP [swh3],0JZ enddmov AX,[LEDNW] ;CMP AX,400FH ;JAE DALE ;ADD AX,6 ;MOV [LEDNW],AX ;JMP ENDD ;DALE: MOV [LEDNW],4003H ; 改变显示参数ENDD:MOV DX,ADPORT ;到了开A/DOUT DX,AL ;MOV [Time],10 ;ENDO:MOV AL,20HMOV DX,OPORTOUT DX,ALPOP DXPOP AXIRETTimer endp;---------开关1的中断----------Switch1 procNOT SWH1CMP SWH1,0JNZ BACK1mov [LEDnw],4003h;是第一次按下back1:MOV AL,20HMOV DX,OPORTOUT DX,ALstiIRETSwitch1 ENDp;---------开关2的中断----------Switch2 procNOT SWH2CMP SWH2,0JNZ BACK2mov [LEDnw],4009h;是第一次按下back2:MOV AL,20HMOV DX,OPORTOUT DX,ALstiIRETSwitch2 ENDp;---------开关3的中断----------Switch3 procNOT SWH3CMP SWH3,0JNZ BACK3mov [LEDnw],400fh;是第一次按下back3:MOV AL,20HMOV DX,OPORTOUT DX,ALstiIRETSwitch3 ENDpCODE ENDSEND BEG。