基于组态控制台车式电阻炉温度监控系统的制作与研究
基于单片机的电阻炉温度控制系统设计
基于单片机的电阻炉温度控制系统设计一、引言电阻炉是一种广泛应用于工业生产中的加热设备，其温度控制的准确性对于工艺过程的稳定和产品质量的保证至关重要。
本文将基于单片机设计一个电阻炉温度控制系统，通过采集温度传感器的信号，用单片机控制加热器的工作状态，实现对电阻炉温度的精确控制。
二、系统结构设计本系统由四个模块组成：温度采集模块、温度控制模块、显示模块和控制模块。
1.温度采集模块：使用一个高精度的温度传感器，如PT100，将电阻炉内部的温度转化为电压信号。
该信号经过模拟转数字转换器（ADC）转换为数字信号，传输给单片机。
2.温度控制模块：根据温度采集模块传输的信号，单片机通过PID算法计算出控制值，并输出PWM信号控制加热器的工作状态。
PID算法可根据实际情况进行参数调整，以达到系统稳定的控制效果。
3.显示模块：采用数码管或液晶显示器显示当前电阻炉的温度值，方便操作员实时监测电阻炉的运行状态。
4.控制模块：可以通过按钮或者触摸屏等方式进行设定和调整控制参数，例如设定温度范围、PID参数调节等。
三、系统工作原理1.系统初始化：单片机启动后，进行相应的外设初始化和参数设定，包括温度采集模块的配置、PID参数的设定、显示模块的显示等。
2.温度采集与转换：通过温度传感器采集电阻炉内部的温度信号，将其转化为模拟电压信号。
利用ADC将模拟信号转换为数字信号，并传输给单片机进行处理。
3.PID算法计算：单片机根据采集到的温度值，通过PID算法计算出控制值。
PID控制算法通常包括比例系数（P）、积分系数（I）和微分系数（D）三个参数的调整，根据实际情况进行调节以达到控制精度和稳定性要求。
4.PWM输出控制：根据PID算法计算得到的控制值，单片机输出对应的PWM信号。
该信号通过驱动电路控制加热器的工作状态，调整和维持电阻炉的温度。
5.温度显示：单片机将当前的温度值通过显示模块进行显示，使操作员能够实时监测到电阻炉的温度。
自动控制系统课程设计基于组态王的炉温控制系统设计大学论文
基于组态王的炉温控制系统设计作者姓名：作者学号：指导教师：学院名称：专业名称：摘要温度是工业控制中主要的被控参数之一，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足重轻的作用。
温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。
最为常见的就是工业上使用电阻炉处理和生产工业产品，最基本的要求是要保持炉内温度的恒定，并且在一定的扰动下，炉内的温度经过一定的调节时间能自动恢复正常值，从而保证所生产的产品质量。
本设计基于单回路控制系统和PID控制器，使用计算机、铂电阻Pt100、控制箱、加热炉体和组态王设计电烤箱的炉温控制系统，使炉内温度基本保持在155℃不变，还建立了闭环和开环控制系统的数学模型，完成了系统所用到的设备的选型和组装接线，利用“组态王”软件编制上位机监控软件对炉内温度的采集和显示。
文中首先介绍了设计的背景和要求，接着对单回路控制系统做了简单的介绍，大致描述了通过组态王编制采集并绘制温度与时间曲线的步骤，并且完成了系统模型的建立，介绍了整定PID控制器参数的步骤和结果，最终完成了利用单回路控制系统中的一阶时延环节设计电烤箱的炉温控制系统，使其炉内温度经过一定的过渡过程始终维持在132℃。
关键词：PID、电烤箱、炉温控制、单回路控制系统、凑试法目录摘要 (I)目录 (1)第一章引言 (3)1.1设计目的 (3)1.2 设计背景及意义 (3)1.3 设计任务及要求 (4)第二章单回路控制系统 (5)2.1 单回路控制系统简介 (5)2.2 单回路控制系统的设计 (5)2.2.1 被控变量的选择 (6)2.2.2 操纵变量（控制参数）的选择 (6)2.2.3测量变送问题和执行器的选择 (7)第三章硬件电路设计及原理 (8)3.1 系统设计 (8)3.1.1 方案论述 (8)3.1.2 系统原理图及工作原理 (9)3.2 智能控制仪表设计 (10)3.2.1 规格型号说明 (10)3.2.2 技术数据说明 (11)3.2.3 工作原理 (11)3.3温度测量电路设计 (12)3.3.1 测温原理 (12)3.3.2 特点 (13)3.3.3 接线方法 (13)3.3.4 非线性补偿方法 (14)3.4 通讯部分硬件设计 (15)3.5 交流固态继电器硬件设计 (16)3.5.1 交流固态继电器的原理 (17)3.5.2 交流固态继电器的分类 (18)3.5.3 交流固态继电器的特点 (18)3.5.4 交流固态继电器的应用场合 (19)3.5.5 交流固态继电器的使用注意事项 (19)第四章软件设计 (21)4.1 软件设计目标 (21)4.2 人机界面设计 (21)4.2.1 “组态王”软件简介 (21)4.2.2 人机界面基本设计步骤 (22)4.3PID控制算法 (26)4.3.1 PID算法简介 (26)4.3.2 PID各参数对控制系统稳定性的影响 (27)第五章参数整定 (28)5.1常用的参数整定方法 (28)5.1.1临界比例度法 (28)5.1.2经验凑试法 (29)5.2 实际参数调试 (29)第六章结论 (32)心得体会 (33)参考文献 (34)第一章引言1.1设计目的通过过程控制系统课程设计这一教学实践环节，使学生能在学完自动检测技术及仪表、过程控制仪表、过程控制系统等课程以后，能够灵活运用相关基本知识和基本理论模拟设计一个过程控制系统，以期培养学生解决实际问题的能力。
电阻炉监控系统设计——基于PLC的设计
1炉体尺寸误差范围：±1.0mm。
2.功率误差范围：±5%。
3.绝缘强度：≥5MΩ
4.炉瓦与反应器的间隙：2-3mm
5.工作温度：200-1000℃
6规格:直径5----500mm,长度200---10000mm
7电压：220v
8功率：500-20000w
工作原理：
电阻炉是利用电流使炉内电热元件或加热介质发热，从而对工件或物料加热的工业炉。大部分电阻炉是间接加热电阻炉，其中装有专门用来实现电-热转变的电阻体,称为电热体，由它把热能传给炉中物料。这种电炉炉壳用钢板制成，炉膛砌衬耐火材料，内放物料。最常用的电热体是铁铬铝
4.1.2
PLC从组成形式上一般分为整体式和模块式两种。模块式PLC一般由CPU模块、I/O模块、内存模块、电源模块、底版或机架组成。在设计中，实物采用的是模块式的PLC，属于总线式的开发结构[12]。
目前的控制领域中占统治地位的仍然是常规的PID控制。PID控制结构简单、稳定性好、工作可靠、使用中不必弄清系统的数学模型[3]。因此，设计使用了常规的PID控制。
组态王软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。有了组态软件就不用进行繁琐的编程。组态王是国内一家影响力较好的组态软件公司开发的，组态王具有流程画面，过程数据记录，趋势曲线，报警窗口，生产报表等功能，已经在工业生产的多个领域被应用[4]。
key words：the temperature control, PLC, PID algorithmandPWM technology, configuration king
(完整版)基于单片机的电阻炉温控制系统毕业设计论文
摘要在现代工业生产中，人们需要对各类加热炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。
为适应这一需要有必要设计一个性能良好、操作方便的温度控制系统。
课题主要设计一个水温测控系统，控制锅炉中水的温度，选择合适的控制规律，使锅炉中水的温度按预定规律变化，并且能够进行越限报警。
可通过键盘，显示电路设定目标温度和参数。
控制系统按功能分主要包括温度传感器模块、温度显示设定模块、温度控制模块、单片机与上位机通信模块。
系统可通过键盘对电阻炉水温以及恒温时间长短进行预设，单片机根据当前炉内温度和预设温度，根据设定的算法计算出控制量，根据控制量通过PWM控制固态继电器的导通和关闭从而控制电阻丝的导通时间，以实现对炉温的控制。
另外通过单片机的串口与上位机通信，通过上位机软件实时显示当前温度和历史温度并且绘制出温度曲线，让系统的可读性更强，实现了远程监测的功能[2]。
关键词：电阻炉，温度曲线，PWM，上位机AbstractThe project is mainly about designing a water temperature monitoring system to control the water temperature in the boiler, and choosing proper control rules to make water temperature in the boiler change within the predetermined path, with the function of alerting temperature rising limit. Through the keyboard and display, we can set the goal temp. and other parameters. Control system, according to the functions, includes temperature sensor module, the temperature display setting module, a temperature control module, MCU and module. System can preset the resistance furnace temperature and and off so as to control the resistance wire conduction time in order to achieve temperature control. In addition through the serial port of MCU and , through the PC software, the device can fulfill the real-time display of current temperature and temperature .Key words: STC89C52, DS18B20, PWM, PC目录摘要.............................................................. ..I Abstract . (II)目录 (III)1 绪论 (1)1.1 选题意义 (1)1.2 国内外发展趋势 (1)1.3 系统的主要性能指标 (2)1.4 主要工作任务 (2)2 系统方案选择和工作原理 (2)2.1 系统综述 (2)2.2各模块电路的方案选择及论证 (3)2.2.1 系统硬件总框图 (3)2.2.2主机控制模块 (4)2.2.3温度控制模块 (4)2.2.4温度采集模块 (5)2.2.5显示模块 (5)2.2.6上位机软件 (6)2.3系统各模块的最终方案 (6)3 系统硬件设计 (7)3.1 STC89C52构成的最小系统 (7)3.1.1 晶振回路 (7)3.1.2 复位电路 (8)3.2温度采集模块的硬件设计 (8)3.2.1温度传感器DS18B20概述 (8)3.2.2温度采集模块的硬件设计 (10)3.3 报警电路设计 (10)3.4 电源电路设计 (11)3.5 按键电路设计 (12)3.5.1矩阵式键盘的结构与工作原理 (12)3.5.2矩阵键盘两种扫描方式 (13)3.6 显示电路设计 (13)3.6.1 LCD1602简介 (13)3.6.2 LCD1602管脚功能介绍 (14)3.6.3温度显示模块电路图 (17)3.7 时钟电路设计 (17)3.7.1 DS1302简介 (17)3.7.2 DS1302的结构及工作原理 (18)3.7.3 DS1302的控制字节 (18)3.7.4数据输入输出(IO) (18)3.7.5 DS1302的寄存器 (19)3.7.6 DS1302硬件连接图 (19)3.8电平转换电路设计 (19)3.8.1 RS-232标准介绍 (19)3.8.2 DB-9连接器 (20)3.8.3 MAX232芯片介绍 (22)3.8.4 串口硬件连接图 (22)3.9 继电器驱动电路设计 (22)3.9.1 固态继电器的分类与工作原理 (22)3.9.2固态继电器的硬件连接图 (24)4 系统的软件设计 (24)4.1 主程序的设计 (25)4.2 液晶显示模块 (26)4.3温度模块软件设计 (27)4.3.1 DS18B20测温数据的读取程序设计 (27)4.3.2 DS18B20温度读取流程 (32)4.4中断服务函数 (33)4.5上位机软件设计 (34)5 系统抗干扰措施 (37)5.1软件抗干扰措施 (37)结论 (39)致谢 (40)参考文献 (41)附录A 系统原理图 (42)附录B 系统总程序 (43)1 绪论1.1 选题意义随着现代科学技术的迅猛发展，各个领域对温度控制系统的精度、稳定性等的要求越来越高，控制系统也千变万化。
电阻炉炉温控制系统的研制
摘要电阻炉作为工业炉窑中的一种常用的加热设备被广泛的应用于工业生产中。
对电阻炉温度控制精确与否将直接影像到产品的质量和生产效率。
电阻炉是一种具有纯滞后的大惯性系统，开关炉门，加热材料，环境温度以及电网电压等都影像控制过程，传统的电阻炉控制系统大多建立在一定的模型基础上，难以保证加热要求。
本文将PID控制算法引入到传统的电阻炉控制系统中，借此提高其控制效果。
设计一个控制精度高，运行稳定的电阻炉温度控制系统是很有必要的。
本设计是以电阻炉温度为被控对象，单片机为核心的一种控制系统。
其中以K型热电偶作为温度传感器。
AT89c51单片机为控制核心，PID运算规律作为控制算法。
文化中详细介绍了该控制系统的硬件电路设计。
软件电路设计及PID控制算法。
在对电阻炉温度控制系统的研究之后，本设计主要完成温度控制系统的总体方案设计，硬件原理图的绘制，信号调理电路的设计，固态继电器的应用及温度控制电路的设计同时也完成了系统程序设计，并通过软件完成了对温度的控制功能。
关键词：电阻炉温度控制PID算法单片机The Design of Temperature Control System of ResistanceFurnaceAbstractResistance furnace was widely used in industrial production,the effect of the temperature control of Resistance furnace has a direct impact on product quality and productivity. Therefore, the design of high-precision control and stable operation of the resistance furnace temperature control system has a high application value.In this design, the resistance furnace as a controlled object,singlechip as the design of a control unit. Which type of thermocouple temperature sensor as K,AT89c51 microcontroller as control core and PID control algorithm for operation rule, This paper introduces the control system of the hardware circuit, software design and the PID control algorithm.On the resistance furnace temperature control system, the design of the main completed the overall scheme of the temperature control system design, hardware circuit principle diagram, the signal of the temperature contral circuit design of the system ,meanwhile finish the program design, through the software control to complete the function of temperature control.Key words：The resistance furnace Temperature control PID control Single-chip microcomp目录第一章绪论 (1)1.1课题研究的背景意义 (1)1.2课题国外研究现状及趋势 (2)1.3本文的主要容 (3)第二章总体设计及其方案论证 (5)2.1设计工艺流及其要求 (5)2.2 不同方案比较 (5)2.3 研究容 (6)2.3.1 设计原理 (6)2.3.2 方框图 (6)2.3.3 系统组成 (7)2.3.4 控制算法 (7)第三章硬件设计 (9)3.1 系统设计原理 (9)3.2 单片机的选择 (10)3.2.1 单片机AT89c51的介绍 (10)3.2.1.1 AT89C51单片机的功能特性 (10)3.2.1.2 AT89C51单片机的基本组成 (11)3.2.1.3 AT89C51单片机引脚及其功能 (12)3.2.1.4 单片机的复位电路 (13)3.2.1.5 单片机的时钟电路 (14)3.3 前向通道设计 (15)3.3.1 温度检测电路设计 (15)3.3.1.1 K型热电偶的介绍 (15)3.4 后向通道设计 (21)3.4.1 温度控制电路 (21)3.4.2 继电器的工作原理和特性 (22)3.4.3 继电器主要产品技术参数 (23)3.4.4 继电器测试 (23)3.4.5 继电器的电符号和触点形式 (24)3.4.6 继电器的选用 (24)3.5 外围接口电路设计 (25)3.5.1 显示电路设计 (25)3.5.2 键盘电路设计 (26)3.5.3 报警电路设计 (28)3.5.4 通信电路设计 (28)3.6 电源设计 (29)3.7 抗干扰设计 (30)3.7.1 抗干扰渠道 (30)3.7.2 抗干扰措施 (30)第四章系统软件设计 (32)4.1设计思路 (32)4.2程序设计 (38)4.1.1 程序设计 (38)4.1.2 显示字程序设 (44)4.1.3 按键字程序 (49)4.1.4 PID算法子程序 (54)总结 (58)致 (59)参考文献 (60)第一章绪论电阻炉是工农业生产中常用的电加热设备,广泛应用于冶金、化工、电力工程、造纸、机械制造、建材和食品加工等诸多生产过程中，而大功率的电阻炉则应用在各种工业生产过程中。
基于组态王和MATLAB的台车式热处理炉监控系统设计
图 １ 台车式加热炉的系统结构
２ 组 态 王 和 ＭＡ Ｌ Ｂ 之 间的 ｏＰ 通 讯 Ｔ Ａ Ｃ
Ｏ Ｃ规范包括 Ｏ Ｃ服务器和 Ｏ Ｃ客户 两个部分 ， 实质是 Ｐ Ｐ Ｐ 其
在硬件供 应商 和 软 件 开发 商 之 间建 立 了一 套完 整 的“ 范 “ 规 。
Ｏ Ｃ服 务 器 由三 类 对 象 组 成 ： 务 器 （ ｅｖｒ 、 （ ｒｕ ） 数 据 Ｐ 服 Ｓ ｒ ） 组 Ｇｏｐ 、 ｅ
Ｓｙ ｔ ｍ ｓ ｄ ｏ ｎ Ｖｉｗ ｆ ｒ ｎ ｔ ｂ ｓ ｅ Ｂａ ｅ ｎ Ｋｉｇ ｅ Ｓｏ ｔ ｅ ａ ｄ Ｍａ ｌ ｗａ ａ
ＹＡＮＧ ｎ，ＹＡＮＧ ｎ －ａ ｇ Ｂｉ Ｆａ ｇ ｆ ｎ
（ ａｉ ｎｖｒ ｔ ｏ ｅ ｎｌ ｙＦ ｃｌ Ｅｅｔ ｎｃ ａ ｄＩ ｏｍ ｔ ｎ Ｄ ｌ ｎ Ｌａ ｎｎ １ ０ ３ ｈｎ ） Ｄ ｌ ｎ Ｕ ｉ ｓｙ ｆＴｃ ｏ ｇ ａｕｔ ｏ ｌ ｒ ｉ ｎ ｆｒ ａｉ ， ａｉ ， ｉ ｉ １ ６ ２ ，Ｃ ｉａ ａ ｅ ｉ ｈ ｏ ｙｆ ｃｏ ｓ ｎ ｏ ａ ｏ ｇ
有 两个相对 的烧 嘴 ， 要有十 四个热 电偶来 检测温度 。
利用 ＭＡ Ｌ Ｂ进行仿 真 ， ＴＡ 热处 理炉 温度 控 制采 用 了组 态王 作为监控系统 ， 完成实时 数据 的采 集 和处理 ， 现人 机对 话 和 以 实 动画的方式显示控制 设备 的运行状 态等监 控功 能。综合 组态 王 和 ＭＡ Ｌ Ｂ两者 的优 点 ， ＴＡ 把两者 集成 在一起 ， 态王和 ＭＡ Ｌ 组 Ｔ ＡＢ 都支 持 Ｏ Ｃ技 术 ， 以通 过 Ｏ Ｃ技 术 实 现 两 者 之 间 的数 据 Ｐ 可 Ｐ
交换 … 。
１ 系统的组成
加热 炉出 口温度 、 炉膛负 压、 气氧 含量等 变量 的控 制是 十 烟
基于力控组态软件的电加热炉温度监控系统
基于力控组态软件的电加热炉温度监控系统Supervisory Control System of Electric Heating Furnace Based onForce control Configuration Software徐春梅杨平彭道刚(上海电力学院信息与控制技术系，上海 200090)摘要：给出了基于力控PCAuto组态软件的电加热炉监控系统的设计与实现。
在该监控系统中，使用研华ADAM4000系列模块实现数据采集与通信，采用抗积分饱和PID控制算法对电加热炉温度进行控制。
实验结果表明，该监控系统达到了预期的要求，并取得了良好的监控效果。
关键词：监控系统组态软件电加热炉Abstract: A supervisory control system of electric heating furnace based on PCAuto configuration software was designed. In this system, ADAM 4000 serial modules were used to realize data collection and communication, and a strategy of a resistance integral saturation PID control was used to control electric heating furnace’s temperature. The result of experimentation demonstrates that this supervisory control system is effective.Keywords: Supervisory control system Configuration software Electric heating furnace0 引言随着工业自动化水平的迅速提高和计算机在工业领域的广泛应用，人们对工业自动化的要求越来越高，种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，使得传统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求。
基于组态软件的温度监控系统
摘要本文主要介绍的是基于组态软件的锅炉温度监控系统设计，利用实验室所提供的过程控制对象搭建锅炉温度测控系统平台。
用装有MCGS组态软件的电脑作为上位机与宇电仪表进行通讯，可以实现报警、修改参数、历史曲线、实时曲线、实时报表、历史报表等，控制层和现场层主要由作为控制器的宇电仪表、作为检测传感器的Pt100热电阻和作为执行机构的三相可控硅移相调压设备组成，由上位机读写仪表内的相关参数，实现对锅炉温度的监控。
根据自行设计的图纸进行接线并调试，主要完成上位机与仪表通讯和PID参数整定的工作，经过自整定后再进行参数微调，达到了很好控制效果。
本文设计的温度监控系统在仪表实验室实际运行，稳定可靠，且具有较好的抗干扰性能，经改造后可以应用于实际的锅炉监控系统中。
关键词：MCGS、温度控制、PID整定、宇电仪表AbstractThis paper mainly introduces the is based on configuration software boiler temperature monitoring system design, use laboratory provided by the process control object structures temperature controlling system platform boiler. Equipped with MCGS software with the computer as a PC with yu electrical instrument for communication, may realize the alarm, modification parameter, historical curve, real-time curves, real-time statements, historical statements and so on, control layer and on-site layer consists mainly of yu electricity meter as controller, as the detection sensor Pt100 thermal resistance and as actuator three-phase SCR phase shifting composed by regulating equipment, computer literacy meter inside the related parameters, and to realize the boiler temperature monitoring. According to his own design drawing wiring and debugging, mainly completes PC and instrumentation communications and PID parameters setting work, after auto-tuning again after parameter tuning, achieves a good control effect. This design temperature monitoring system in the actual operation instrument laboratory, stable and reliable, and has good anti-disturbance performances, after modification of the boiler can be applied in practical monitoring system.Keywords: MCGS、temperature control tuning、PID、monitoring system目录摘要 (1)ABSTRACT (2)第一章绪论 (1)1.1选题背景 (1)1.2温度监控系统研究目的及意义 (1)1.3本课题研究的内容 (1)第二章温度监控系统简介 (3)2.1过程控制系统简介 (3)2.2基于组态软件的温度监控系统方案简介 (3)2.2.1 一般计算机测控系统组成 (3)2.2.2 基于MCGS的温度监控系统方案 (4)第三章温度监控系统硬件设计 (5)3.1监控系统硬件组成结构图 (5)3.2上位机 (5)3.3基于宇电仪表的控制系统设计 (6)3.3.1仪表功能介绍 (6)3.3.2三相可控硅移相调压器原理与特性 (8)3.3.4基于宇电仪表的控制系统搭建 (10)第四章监控系统软件设计 (11)4.1MCGS组态软件简介 (11)4.2基于MCGS的温度监控界面设计 (12)4.3MCGS组态设计 (13)4.3.1 MCGS工作台中各窗口的组态设置 (13)4.3.2用户窗口组态 (13)4.3.2主控窗口组态 (14)4.3.3用户脚本程序 (15)4.3.4曲线显示 (15)第五章温度监控系统的组态实现与调试 (17)5.1温度监控系统上位机与仪表通讯 (17)5.2控制算法设计 (20)5.2.1 PID算法简介 (19)5.2.2 PID参数整定 (20)5.3调试结果 (21)第六章总结 (22)参考文献 (23)附录 (24)致谢 (25)第一章绪论1.1选题背景随着中国工业的飞速发展，锅炉也成为中国轻重工业中必不可少的机械设备。
基于plc电阻炉温度控制系统
基于PLC电阻炉温度控制系统简介基于PLC的电阻炉温度控制系统是一种自动化控制系统，用于对电阻炉的温度进行精确控制。
该系统利用PLC（可编程逻辑控制器）作为控制核心，通过传感器实时采集电阻炉的温度数据，并根据设定的控制策略调整电阻炉的工作状态，以保持温度在目标范围内。
系统组成基于PLC的电阻炉温度控制系统主要由以下组件组成：1.电阻炉：作为温度控制的对象，通过加热元件对物体进行加热，同时配备温度传感器用于实时监测温度。
2.PLC：作为控制核心，负责采集传感器数据、执行控制策略，并向电阻炉发送控制信号。
3.温度传感器：用于实时监测电阻炉的温度变化，将温度数据传输给PLC。
4.控制面板：提供用户界面，用户可以通过控制面板设定温度参数，监测实时温度变化，并进行控制策略的调整。
5.人机界面：用于与系统进行交互，包括触摸屏、键盘、指示灯等。
工作原理基于PLC的电阻炉温度控制系统的工作原理如下：1.传感器实时采集电阻炉的温度数据，并将数据传输给PLC。
2.PLC根据设定的控制策略对温度数据进行处理，判断温度是否在目标范围内。
3.如果温度超出目标范围，PLC会根据控制策略调整电阻炉的工作状态，以使温度回到目标范围内。
4.控制面板提供用户界面，用户可以通过控制面板设定温度参数，改变控制策略。
5.人机界面用于与系统进行交互，用户可以通过触摸屏、键盘等方式设定温度参数、监测实时温度变化，并进行控制策略的调整。
优势和应用基于PLC的电阻炉温度控制系统具有以下优势：1.精确控制：通过PLC的高精度数据处理和控制算法，能够实现对电阻炉温度的精确控制，提高生产效率和产品质量。
2.自动化：系统能够实现自动控制和自动调节，减少人工干预，提高生产效率。
3.可编程性：PLC具有可编程性，可以根据不同的需求进行程序设计，以适应不同的生产过程和温度控制要求。
基于PLC的电阻炉温度控制系统广泛应用于各个行业，包括冶金、化工、电子等领域。
电阻炉温度控制系统设计及仿真研究毕业设计论文
电阻炉温度控制系统设计及仿真研究摘要温度控制在工业控制中一直是富有新意的课题，对于不同的控制对象，有着不同的控制方式和模式。
温度系统惯性大、滞后现象严重，难以建立精确的数学模型，给控制过程带来很大难题。
本论文主要针对电阻炉这一类复杂的被控对象，研究一种最佳的控制方案，以达到系统稳定、调节时间短且超调量小的性能指标。
借助MATLAB中的Simulink和Fuzzy 工具箱，对电阻炉PID控制系统和模糊控制系统进行仿真分析。
结果表明当采用PID控制时，虽然结构简单、容易实现，但无法保证控制精度；当采用纯模糊控制时，超调量与调节时间虽然同时达到预期效果，但系统出现了稳定误差，所以本文将模糊控制的智能性与PID控制的通用性、可靠性相互结合，提出了模糊控制与PID控制相结合的方案。
经仿真研究，模糊控制与PID控制相结合的控制效果达到了电阻炉温度控制系统的性能指标，是一种较为理想的智能性控制方案。
关键词：电阻炉；PID控制；模糊控制；MATLAB仿真The Temperature Control System Design and Simulation Researchof Resistance FurnaceAbstractTemperature control is a innovative topics in the industrial control. For different control targets, it has different control methods and models. The temperature system has big inertia and serious hysteresis. Since the establishment of accurate mathematical models is rather difficult,it brings very big difficult problems for the controlled process.Aims at a kind of complex controlled plant as the resistance furnace, the present paper mainly studies one kind of best control plan to achieves the performance indicators of stable system, short control time and small performance. With Simulink and Fuzzy toolbox in MATLAB Simulink ，the design carries on the simulation analysis to the resistance furnace PID control system and the fuzzy control system. The result indicated that when uses the PID control, although the system has simple structure and easy to realize, it is unable to guarantee the control precision; When it uses the pure fuzzy control, although control time and over adjustment achieves the expectation effect, but the system presented the stable error, therefore this article proposed the fuzzy control and the PID control unify plan. After the simulation research, the control effect which the fuzzy control and the PID control unified has achieved the resistance furnace temperature control system's performance index. It is one kind of more ideal intelligence control plan.Key words: Resistance furnace; PID control; Fuzzy control; MATLAB simulation目录摘要 (I)Abstract (II)第一章引言 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 论文研究的主要内容 (1)1.3论文研究的重点和难点 (2)第二章电阻炉的介绍 (3)2.1 电阻炉的特点 (3)2.2 电阻炉的分类 (4)2.3 电阻炉的工作原理 (6)2.4 电阻炉的数学模型及其推导 (7)第三章电阻炉温度控制系统 (9)3.1 温度控制方案的介绍 (9)3.2 温度控制的基本原理 (12)3.3 PID控制 (15)3.3.1 PID控制发展的现状 (15)3.3.2 PID的控制原理 (16)3.3.3 PID的控制算法 (18)3.4 PID控制的参数整定 (20)第四章模糊控制 (23)4.1 模糊控制的发展 (23)4.2 模糊控制的原理 (24)4.2.1 模糊控制系统组成 (24)4.2.2 模糊语言与模糊推理 (26)4.3 模糊控制系统的设计 (27)4.3.1 模糊控制策略 (27)4.3.2 模糊控制规则 (29)4.3.3 输入、输出变量的模糊化 (31)4.4 模糊控制的特点 (33)第五章仿真结果的分析与讨论 (35)5.1 仿真系统 (35)5.1.1 MATLAB概述 (35)5.1.2 SIMULINK的概述 (37)5.2 仿真结果 (38)5.2.1 PID控制的仿真 (38)5.2.2 纯模糊控制的仿真 (41)5.2.3 模糊-PID控制的仿真 (42)5.2.4 模糊-PID控制与PID控制仿真结果的比较 (43)5.3 仿真结果的讨论 (44)参考文献 (45)致谢 (47)第一章引言1.1 课题背景工业电阻炉是一门综合性应用技术。
电阻炉温度控制系统设计与实现大学毕业论文
电阻炉温度控制系统设计与实现摘要温度是工业生产中常见的和最基本的参数之一，一般物理变化和化学变化的过程都与温度密切相关，因此生产过程中常需对温度进行检测和监控。
实验室的回转式电阻炉是一个具有较大纯滞后和时间常数的温度对象的特点,本设计根据这个特点选择了PID调节规律.根据设计要求的控制精度选择了单回路控制系统。
本设计选用了两套设计方案，第一套方案是基于DDZ—Ⅲ型仪表设计的控制系统，在第一套方案中先组成开环系统测量温度对象特性，并根据对象特性计算出PID控制器的控制参数。
在做成闭环控制系统之后,还需要手动调节PID参数，使PID参数达到最优。
第二套是基于数字仪表PID调节器设计的控制系统.所以第二套方案实施更为简单方便，控制精度更高，所组成的系统也更加可靠.由于两套设计方案的控制系统及控制规律一致，故在本设计中主要介绍了第一套方案。
关键词:电阻炉；PID;单回路控制系统Design and Realize Temperature Control System of Resistance FurnaceAbstractTemperature is one of common and the most basic parameters in the industrial production. General physical and chemical changes have a close relationship with temperature， as a result，generally speaking，it is necessary to detect and monitor temperature during production。
Type resistance furnace of laboratory is such a temperature object that has a bigger pure lagging and a temperature constant, the design chooses a PID adjustment principle。
台车式电阻炉温度控制系统
， 对其进 行实验 测定 ， 阶跃 响应 图如 图 １ ３ 其 －
根据 Ｃ ｈ — ｏｎ ｏ ｎ Ｃ ｏ 公式如下：
Ｋ ＝
ａ Ｔ＝ １５ 。３一ｔ２） ．ｔ６ （ ２ ｏ８
ｆ ｌｔ２一去 ３ —ｌ （ ５ｏ ８ ６） ２
式 中： △Ｍ为 系统 阶跃输入 ； △Ｃ为系统的输 出响应 ； ｔ 是对象飞升曲线 为Ｏ ８ Ｉ Ｉ ． ＡＣ时的时间 （ ） ２ 分 。 从而求得 Ｋ ０９ ，＝ ４ ｓＴ＝ ０ ， 以电阻炉模型 为： ＝ ．２ １４， ３ｓ所 Ｔ
．
２ Ｓ
Ｇｒ １ ０ ６ １ ７ ｅ Ｓ ＿ ． ／ ＋５ Ｓ
１ ．ＭＡ Ｌ ．２ Ｔ ＡＢ软件仿 真 ３ 图 １１ － 台车式 电阻炉 的结构 图 本 系统 加入了增益 自适应 的 Ｓ ｉ 预估控制进行改进 ， 了验证 其 ｍｔ ｈ 为 主动 轮和从 动轮的组成为 台车 的走动部分 ， 它们在 台车的底部 ， 组 控 制效果 ， 采用 Ｍ Ｔ Ｂ Ａ Ｌ 仿真 软件对该 系统进行 仿真 ， 如图 １４ 图 １ ５ — 、 － 成部 分分别 为 ： 车轮 、 承座 、 轴 轴承及传 动轴 ， 主动 轮与联轴器 、 涡轮减 所 示 速器 、 带轮 、 皮 三角皮带和电机相连接。 炉体 与台车均 由型钢及钢板焊接后 与砌体组 成。台车的两侧与炉 体 之间 的间隙用耐火纤 维密封 ， 固定在炉体上 。炉体与 台车 中间连 并 接 着大 、 拉杆以便放置拖揽软线。 小 炉门传动部分 由炉 门、 炉面板 ， 轮 、 绳 传动轴 、 手摇链轮及配重简组 成。通过 手摇链轮使 炉门升降 。 对于较大 的炉 型 ， 门会 采用 电动升 （ 炉 降的方式 ， 节省人力 ） １ 台车式 电阻炉温度控制方法的确定 ． ２ 大型 电阻炉温度控 制过程 ， 会有 以下 的难度 ： ①加热空 间大 ； ②被 加热 的工 件随外界 因素变化较 大 ； ③在加热 过程 中被控对 象的模型不 稳定 。因而采 用传统 的Ｐ Ｄ调 节方法 ， Ｉ 因为控制对 象的数学模 型会 随 着外界 的条件改 变而改变 ， 而且 温度控制 中被控对象 的滞 后现象 比较
基于单片机的电阻炉温度控制系统设计ppt课件
基于单片机的电阻炉温度控制系统设计
一、目的、意义及现状分析 二、任务及要求 三、设计思路 四、参考文献 五、进程安排
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
一、本课题的目的及意义
1.1 目的 自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛 的应用，温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一 。随着单片机技术的飞速发展，通过单片机对被控对象进 行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向。 由于电阻炉在国民经济中有着广泛的应用，而大多数电阻 炉存在着各种干扰因素，将会给工业生产带来极大的不便 。所以本设计的目的是用单片机设计一个能在多种领域得 到广泛应用的电阻炉温度控制系统。
Regulatiors in a Digital Process IEEE Trans industrial Electronics,1984,IE31,4(11):74~78 • [8]. 李小莹.传感器与测试技术.北京：高等教育出版社.2004
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控制系统的结构框图
时钟电路 键盘
液晶显示 报警电路
温度检测电路
传感器
单片机
电 阻
MCS-51
炉
温度控制
基于组态王6.03的台车式电阻炉温度控制系统
基于组态王6.03的台车式电阻炉温度控制系统
祝琴;钟祥微
【期刊名称】《工业加热》
【年(卷),期】2004(033)003
【摘要】以台车式电阻炉温度控制系统的开发为背景,介绍了国产工控软件"组态王6.03"的应用,并阐述了开发过程中遇到的一些实际问题及其解决办法.
【总页数】3页(P52-54)
【作者】祝琴;钟祥微
【作者单位】南昌大学,环境科学与工程学院,江西,南昌,330029;南昌大学,环境科学与工程学院,江西,南昌,330029
【正文语种】中文
【中图分类】TP3177;TG155.11
【相关文献】
1.台车式电阻炉温度控制系统 [J], 李琦;李瑜
2.基于组态王6.03的热电厂燃油泵远程监控系统设计 [J], 徐祖建;徐宇建;闫永
3.基于Smith-RBF-PID控制在台车式电阻炉温控系统中的应用 [J], 张星原;龙伟;万里霞;卢斌
4.大型台车式电阻炉预测模糊温度控制系统 [J], 陶凌;黄润
5.基于组态控制台车式电阻炉温度监控系统的制作与研究 [J], 邢砚田
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台车式电阻炉温度控制系统的研究的开题报告
台车式电阻炉温度控制系统的研究的开题报告一、选题背景和意义随着现代工业的发展，台车式电阻炉在热处理、铸造等行业中得到了广泛应用。
温度控制是保证炉膛稳定运行、提高热处理质量的关键因素之一。
因此，研究并开发一种高效、准确、可靠的电阻炉温度控制系统具有重要理论和实际意义。
二、研究内容本文研究内容主要包括以下几个方面：1. 对于台车式电阻炉温度的影响因素进行分析和研究，包括炉膛结构、加热元件、外部环境等。
2. 设计并实现一种可靠、高效、精确的温度控制方案，结合现代控制理论和技术进行创新，提高炉温稳定性和控制精度。
3. 开发相应的温度控制器及温度传感器，进行实验研究并进行性能测试，对系统的实时性、稳定性、控制精度等方面进行评估。
三、论文结构本文将分为五个部分进行撰写，分别为：1. 绪论，介绍研究背景、目的和意义，阐述研究内容和研究方法，以及论文结构和行文思路。
2. 台车式电阻炉及温度控制技术的基本原理，包括台车式电阻炉的结构、特点和工作原理，以及温度控制技术的发展和现状，为后续的研究提供理论支撑和基础知识。
3. 台车式电阻炉温度控制系统的设计与实现，包括控制系统的总体设计、硬件模块的选型和设计、软件设计及算法实现等方面，详细阐述系统设计的思路和方法，并进行仿真实验。
4. 台车式电阻炉温度控制系统的实验与测试，包括系统实时性、稳定性、控制精度等方面的测试，对系统进行评估和优化，并对实验结果进行分析和讨论。
5. 总结与展望，对全文进行总结，并对未来的研究方向和发展趋势进行展望和探讨。
四、预期成果1. 研发一种高效、准确、可靠的台车式电阻炉温度控制系统，提高电阻炉的生产效率和产品质量。
2. 探索现代控制理论和技术在电阻炉温度控制方面的应用，为控制系统的研究和开发提供新思路和方法。
3. 对于电阻炉温度控制方面的研究进行拓展和深化，推动相关行业的技术进步和升级。
五、研究方法和技术路线本文主要采用实验研究和理论分析相结合的方法，首先对台车式电阻炉的结构和工作原理进行研究分析，了解电阻炉温度控制的基本要求和现状。
电阻炉炉温控制系统的研究
目录序言 (2)1.中厚板厂工作流程 (2)2.炉温控制系统存在的缺点 (3)3.炉温控制系统的指标 (4)4.温度控制系统的目的和功能 (4)4.1温度控制系统的目的 (4)4.2温度控制系统的功能及工作原理 (5)5.系统的总体设计 (5)5.1 设计方案一 (5)5.2 设计方案二 (6)致谢 (8)电阻炉炉温控制系统的研究更多论文资料联系QQ3325433259摘要：电阻炉在国民经济中有着广泛的应用，而大功率的电阻炉则应用在更加广泛的工业生产过程中。
然而，大多数电阻炉存在着各种各样的干扰因素，将会给工业生产带来极大的不便。
因此，在电阻炉温度控制系统的设计中，应尽量考虑到如何有效地避免各种干扰因素而采用一个较好的控制方案，因此选择合适的芯片及控制算法是非常有必要的。
本设计用单片机设计一个能在多领域得到广泛应用的电阻炉温度控制系统的硬件部分，主要是以单片机为控制核心，且配置时钟电路、温度检测电路、温度控制电路、报警电路的硬件电路设计，实现了处理、存储、报警等功能。
关键词：电阻炉炉温控制报警ABSTRACT: Resistance furnace in the national economy has a broad application,and power of the resistance furnace is used in various industrial processes.However,most resistance furnace there are all kinds of disturbances which will be to the great inconvenience of industrial production.Therefore,in the resistance furnace temperature control system design should be considered how to avoid all kinds of interference factors in the adoption of a better control scheme,selecting the appropriate chip and the control method is very neccssary.The design requirements can be used to design a microcontrwller which is widely used in many fields of the resistance furnace temperature control system hardware.With microcontroller as the control center outside the configuration data acquisition circuit,the power control circuit,alarm circuit of the hardware circuit design of data collection,processing,storage,system,fault self-diagnosis, alarm function.Key words: Microcontroller; Temperature control; alarm functions序言应用计算机的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，实现电阻炉炉温的实时控制。