热处理炉单片机温度控制系统的设计
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。
基于单片机的炉温温度控制系统设计
摘要在工业生产过程中，往往需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉的温度进行检测和调节，因此需要一种合适的系统对其温度进行精确控制。
由于单片机具有低功耗、高性能、可靠性好、易于产品化等特点，因此采用单片机对温度进行控制不仅节约成本，控制方法灵活多样，并且可以达到较高的控制精度，从而能够大大提高产品的质量，因此单片机被广泛应用在中小型控制系统中。
自动控制技术尤其是温度控制技术在国内外得到广泛的应用和发展。
时滞效应始终困扰着其实际应用，为此人们发明了多种控制方法来解决时滞问题，例如比例控制方式、DDC控制方式。
本文将针对一种温度控制方式进行学习，并设计一个以AT89S52单片机为核心、利用新型集成化智能1-Wire总线数字温度传感器DS18B20实现的温度采集控制系统，同时还阐述了直接数字控制（DDC）控制算法。
本系统按照模块化程序设计思想，完成了对系统软件部分的设计，给出了各个功能模块的设计思想和流程图。
温度采集控制系统不但能够准确地进行温度数据的采样转换，稳定进行升温、恒温的控制过程，而且可以记录温度—时间对应关系，并以现今广泛使用的液晶显示器作为输出设备，使数据读取更加直观。
现场仿真表明，该系统在测试过程中工作稳定，满足设计要求。
本设计采用以8位AT89S52单片机作为系统的CPU。
使用电加热器升温，配合键盘输入，液晶显示器显示。
具有硬件结构简单、人机界面友善、管理功能健全、系统可靠性高、记录数据准确、使用维护方便等优点。
关键字：温度采集系统；单片机；DS18B20；温度控制The Design of Furnace Temperature Control System Based onSingle Chip MicrocomputerAbstractIn the industrial production process, often require various types of furnace, heat treatment furnace, reactor temperature detection and regulation, so it needs a proper system of precise control of its temperature. as low power consumption single chip, high performance, reliability, easy-to-market commodity and so on, so to control the temperature using SCM not only save on cost, control method of flexible and diverse, and can achieve higher precision, which can greatly enhance the quality of the product, so SCM is widely used in the Small control system.The automatic control technique is a temperature particularly controls technique at domestic and international get the extensive application with develop. Time postpone effect perplex always in fact on the occasion of applied, for this person invents various controls method to resolve the problem of Time postpone. This paper introduces a design of temperature data acquisition system based on single-chip AT89S52. The system collects temperature data through 1-Wire Digital Thermometer DS18B20, and the control algorithm of DDC parameters is presented.This system according to mold a design for turning procedure design toughing, completing to system software part of designs, giving each function mold piece thought with flow chart. A function temperature control system can proceed accurately the data adopts the kind converts, stabilizing the proceeding heat, the control process of the constant temperature, and can satisfy completely to the request of the system accuracy. and can show them to the operators by the way of the Liquid Crystal Display. This system used the present the usage the LCD and actions output equipments, make data kept the view more. The results of the simulation show that the system works stably and meets the expected design requirements.The temperature data acquisition and control system adoption with 8 bit AT89S52 single a machine for system CPU. The usage electricity heating apparatus heats, matching with the keyboard importation, displays with the LCD. It has simple structure, high system reliability, and the data recorded are reliable and the operation and maintenance are convenient.Key words: temperature data acquisition system; single-chip; DS18B20; temperature control目录1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 选题的目的和意义 (2)1.3 炉温控制的国内外研究现状及发展趋势 (2)1.4 本系统的任务和本文的主要内容 (4)2 系统总体分析与设计 (5)2.1 系统方案选择 (5)2.1.1 主控芯片单片机的选型 (5)2.1.2 温度传感器的选择 (5)2.2 系统的组成和工作原理 (6)2.3 系统主要元件介绍 (7)2.3.1 AT89S52单片机简介 (7)2.3.2 1602液晶显示器 (10)2.3.3 DS18B20数字温度传感器 (14)2.3.4 固态继电器 (18)2.4 本章小结 (19)3 硬件系统设计 (20)3.1 单片机的最小应用系统 (20)3.2 温度采集转换系统 (21)3.3 升温驱动控制系统 (22)3.4 键盘显示系统 (23)3.5 报警系统 (25)3.6 系统电源模块 (26)3.7 本章小结 (27)4 软件系统设计 (28)4.1 软件总体设计 (28)4.2 系统初始化函数 (29)4.3 控制函数 (30)4.4 读温度子程序 (31)4.5 键盘显示函数 (32)4.6 时间函数 (33)4.7 本章小结 (34)5 系统的调试与仿真 (35)5.1 软件调试 (35)5.2 硬件调试 (36)5.3 本章小结 (37)6 结论 (38)致谢 (39)参考文献 (40)附录1 (1)附录2 (18)1 绪论1.1 课题背景及时准确地得到温度信息并对其进行适时的控制，在许多工业场合中都是重要的环节。
基于单片机的温度控制系统设计
基于单片机的温度控制系统设计摘要随着国民经济的发展，人们需要对各中加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行监测和控制。
采用单片机来对他们控制不仅具有控制方便，简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大的提高产品的质量和数量。
本设计采用无ROM的8031作为主控制芯片。
8031的接口电路有8155、2764。
8155用于键盘/LED显示器接口，2764可作为8031的外部ROM存储器。
其中温度控制电路是通过可控硅调功器实现的。
双向可控硅管和加热丝串联接在交流220V，50HZ交流试点回路，在给定周期内，8031只要改变可控硅管的接通时间便可改变加热丝功率，以达到调节温度的目的。
关键字：温度控制；接口电路；可控硅Design of Temperature Control System Based on SCMLibing(College of Zhangjiajie, Jishou University, Jishou,Hunan 416000)AbstractAlong with national economy development, the people need to each heating furnace、the heat-treatment furnace、in the reactor and the boiler the temperature carry on the monitor and the control. Not only uses the monolithic integrated circuit to come to them to control has the control to be convenient, simple and flexibility big and so on merits, moreover may enhance large scale is accused the temperature technical specification, thus can big enhance the product the quality and quantity.This design uses non-ROM8031to take the master control chip. 8031 connection electric circuits have8155、2764.8155uses in the keyboard /LED monitor connection, 2764 may take 8031 exterior ROM memories,one temperature-control circuit is adjusts the merit realization through the silicon-controlled rectifier. The bidirectional silicon-controlled rectifier tube and the heater series connection in exchange 220V,50HZ exchange city electricity return route, in assigns in the cycle, 8031 so long as the change silicon-controlled rectifier tube puts through the timethen to be possible to change the heater power, achieves the attemperation the goal. Key words:Temperature control；Connection electric circuit；Silicon-controlled rectifier目录绪论 (3)第一章单片机温度控制系统方案简介 (2)第二章单片机 (3)2.1 单片机内部模块 (3)2.1.1 MCS-51单片机内部结构 (4)2.1.2 MCS-51输入/输出端口的结构与功能 (4)2.1.3 MCS—51单片机的引脚及其功能 (5)2.1.4 8031系统扩展设计 (6)2.2 单片机外总线结构 (6)2.3 芯片的扩展设计 (6)2.4 单片机温控模块 (7)第三章系统硬件设计 (9)3.1 系统总体设计 (9)3.2 8155接口电路 (9)3.3 A/D转换电路 (11)3.4 可控硅控制电路 (11)第四章系统软件设计 (14)4.1 主程序流程图 (14)4.2 T0中断服务程序 (14)4.3 采样子程序 (18)4.4 数字滤波程序 (19)总结 (22)参考文献 (23)绪论温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的基于单片机的温度控制系统设计绪论温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有着较大的差距。
基于PLC控制的加热炉温度控制系统设计
课程设计姓名张镇炀学号********班级电气优创0801摘要温度控制系统广泛应用于工业控制领域，如钢铁厂、化工厂、火电厂等锅炉的温度控制系统，电焊机的温度控制系统等。
加热炉温度控制在许多领域中得到广泛的应用。
这方面的应用大多是基于单片机进行PID 控制, 然而单片机控制的DDC 系统软硬件设计较为复杂, 特别是涉及到逻辑控制方面更不是其长处, PLC 在这方面却是公认的最佳选择。
加热炉温度是一个大惯性系统，一般采用PID调节进行控制。
随着PLC功能的扩充在许多PLC控制器中都扩充了PID 控制功能, 因此在逻辑控制与PID控制混合的应用场所中采用PLC控制是较为合理的。
本设计是利用西门子S7-300PLC控制加热炉温度的控制系统。
首先介绍了温度控制系统的工作原理和系统的组成，然后介绍了西门子S7-300PLC和系统硬件及软件的具体设计过程。
关键词：西门子S7-300PLC，PID，温度传感器，固态继电器目录摘要 (I)Abstract ........................................... 错误!未定义书签。
第一章引言 ....................................... 错误!未定义书签。
1.1 系统设计背景............................... 错误!未定义书签。
1.2 系统工作原理 (IV)1.3 系统设计目标及技术要求 (IV)1.4 技术综述 (IV)第二章系统设计 (V)2.1 控制原理与数学模型 (V)2.1.1 PID控制原理 (V)2.1.2 PID指令的使用注意事项 (VIII)2.2 采样信号和控制量分析 (IX)2.3 系统组成 (IX)第三章硬件设计 ................................................... X I3.1 PLC的基本概念 (XI)3.1.1 模块式PLC的基本结构 (XII)3.1.2 PLC的特点 (XIII)3.2 PLC的工作原理 (XIV)3.2.1 PLC的循环处理过程 (XIV)3.2.2 用户程序的执行过程 (XVI)3.3 S7-300 简介 (XVI)3.3.1 数字量输入模块 (XVII)3.3.2 数字量输出模块 (XVII)3.3.3 数字量输入/输出模块 (XVII)3.3.4 模拟量输入模块 (XVII)3.3.5 模拟量输出模块 (XVIII)3.4 温度传感器 (XVIII)3.4.1 热电偶 (16)3.4.2 热电阻 (17)3.5 固态继电器 (XX)3.5.1 概述 (18)3.5.2 固态继电器的组成 (18)3.5.3 固态继电器的优缺点 (19)第四章软件设计 ................................................. X XII4.1 STEP7编程软件简介 (XXII)4.1.1 STEP7概述 (XXII)4.1.2 STEP7的硬件接口 .......................... .. (XXII)4.1.3 STEP7的编程功能 (XXII)4.1.4 STEP7的硬件组态与诊断功能 (XXIII)4.2 STEP7项目的创建 (XXIV)4.2.1 使用向导创建项目 (XXIV)4.2.2 直接创建项目 (XXIV)4.2.3 硬件组态与参数设置 (XXIV)4.3 用变量表调试程序 (XXVI)4.3.1 系统调试的基本步骤 (XXVI)4.3.2 变量表的基本功能 (XXVII)4.3.3 变量表的生成 (XXVIII)4.3.4 变量表的使用 (XXVIII)4.4 S7-300的编程语言 (XXIX)4.4.1 PLC编程语言的国际标准 (XXIX)4.4.2 STEP7中的编程技术 (XXX)结束语 ......................................................... X XXIV 致谢 (33)参考文献 (34)附录 (35)1.1系统设计背景近年来，加热炉温度控制系统是比较常见和典型的过程控制系统，温度是工业生产过程中重要的被控参数之一，冶金﹑机械﹑食品﹑化工等各类工业生产过程中广泛使用的各种加热炉﹑热处理炉﹑反应炉，对工件的处理均需要对温度进行控制。
基于单片机的智能温度控制系统设计
摘要在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。
例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。
采用AT89C51单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。
因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。
本系统的温度检测电路中采用芯片DS18B20，简化了系统的软硬件设计，提高了温度检测的精度。
在输出控制中主要采用硬件电路实现，降低了程序的复杂性。
在系统的硬件电路中采用了抗干扰设计，增强了系统的抗干扰能力。
系统的软件设计采用了模块化结构，具有可移植性强和通用性强的特点。
关键词：AT89C51单片机，温度，DS18B20AbstractIn the modern industrial production, the current, voltage, temperature, pressure, and flow, velocity, and switch quantity is accused of main parameters. Example: in metallurgical industry, chemical industry, electric power engineering, paper industry, machinery and food processing and so on many domains, people need to all kinds of heating furnace, heat treatment furnace, reactors and boiler temperature detection and control. Using AT89C51 SCM to control temperature, has not only convenient control, simple and flexible configuration advantages, and can greatly improve the technical indexes are controlled temperature, which can greatly improve the product‘s quality and quantity. Therefore, the problem of temperature control chip is a industrial production we often encounter problems.This system USES the temperature detection circuit chip DS18B20, simplify the design of the software and hardware system and improve the precision of temperature detection. In the output control mainly adopts hardware circuit implementation, reduces the complexity of the program. In the system hardware circuit design is adopted in the system, the anti-interference ability. System software design using modular structure, strong commonality and portability.Keyword：AT89C51, Temperature, DS18B20目录摘要 (I)Abstract................................................................................................................................ I I 目录 (III)1 引言 (1)1.1国内外研究综述 (1)1.2温度控制器的发展状况 (1)1.3毕业设计（论文）所用的方法 (2)2 总体设计 (3)2.1前言 (3)2.2总体设计 (4)2.3 AT89C51单片机简介 (4)2.3.1 AT89C51系列基本组成及特性 (4)2.3.2 AT89C51系列引脚功能 (5)2.3.3 AT89C51系列单片机的功能单元 (7)2.4温度传感器的选择 (10)2.4.1 DS18B20简介 (10)2.4.2 DS18B20的引脚名称及作用 (10)2.4.3 DS18B20的内部结构 (11)2.4.4 DS18B20的测温原理 (11)2.4.5 DS18B20的转换精度控制字及分辨率设置 (12)2.4.6 DS18B20的温度数字关系 (13)2.4.7 DS18B20的内存结构图 (14)2.4.8 DS18B20的操作命令 (14)2.4.9 DS18B20的工作时序 (16)2.4.10 DS18B20与单片机的硬件接口 (18)2.4.11 DS18B20使用中注意事项 (18)3 各部分电路设计 (20)3.1 振荡电路与复位电路 (20)3.2 DS18B20与单片机的接口电路 (20)3.3各子程序流程图 (21)3.4整体电路图 (26)4 硬件组成 (27)5 软件设计 (30)结论 (32)参考文献 (33)致谢 (34)附录A 汇编语言程序源代码 (35)附录B C语言程序设计1 (41)附录C C语言程序设计2 (49)1 引言1.1国内外研究综述当前，国内外利用单片机的温度控制系统软硬件实施方式主要类型是直接使用单片机以及其他一些外围芯片作为数据采集和控制的装置，不使用上位PC 机做数据处理。
毕业设计----单片机的电加热炉温度控制系统设计[管理资料]
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毕业论文设计题目：单片机的电加热炉温度控制系统设计摘要随着计算机技术、控制理论和控制技术的发展，电加热炉的温度控制技术日趋成熟，已经成为工业生产中的一个重要部分。
本设计为基于单片机的电加热炉温度控制系统，通过控制电阻丝两端电压的工作时间，来控制电阻丝的输出平均功率，从而实现对电加热炉温度的自动控制。
系统分为温度测量、A/D转换、单片机系统、键盘操作系统、温度显示电路、报警电路、D/A转换等若干个功能模块。
该系统具有硬件成本低，控温精度较高，可靠性好，抗干扰能力强等特点。
关键词：电加热炉；单片机；温度控制；固态继电器目录摘要 (I)目录 (II)第1章控制系统设计 (1)系统基本结构 (1)预期达到的性能指标 (1)温度检测电路及元器件选择 (2)放大器AD522 (2)桥式测量电路设计 (3)单片机最小系统外围电路 (3)单片机8051 (3)电源电路设计 (4)看门狗电路设计 (5)系统时钟电路设计 (6)数据采集电路的设计 (7)模数转换器AD574 (7)多路转换开关CD4051 (8)键盘显示接口技术及报警电路 (10)8279的组成及工作原理 (10)管脚功能说明 (12)8279与键盘显示器的连接 (13)LED报警电路的设计 (14)温度控制电路设计 (15)温度控制系统总电路图 (15)第2章温控系统的软件设计 (16)主程序流程图 (17)键盘扫描和译码过程的流程图 (17)通道数据采集的流程图 (18)单片机主程序流程图 (19)结论 (21)参考文献 (22)致谢 (23)第1章控制系统设计系统基本结构，系统由8051单片机、温度检测电路、模数转换电路、温度控制电路、8279键盘显示器等组成。
炉内温度由热电阻测温元件和电阻元件构成的桥式电路测量并转换成电压信号送给放大器的输入端，使信号变成0-5V电压信号，再经多路转换开关CD4051将信号送入A/D转换器，将此数字量经过数字滤波，标度转换后，一方面通过LED将炉温显示出来；另一方面，将该温度值与被测温度值比较，根据其偏差值的大小，采用比例微分控制（PID控制），通过固态继电器控温电路控制电炉丝的加热功率大小，从而控制电炉的温度，使其逐渐趋于给定值且达到平衡。
电炉温度控制系统的设计
电炉温度控制系统的设计电炉温度控制系统的设计摘要：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。
一、前言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。
本设计要求用单片机设计一个电炉温度控制系统。
二、电炉温度控制系统的特性温控系统主要由温度传感器、温度调节仪、执行装置、被控对象四个部分组成，其系统结构图如图1所示。
被控制对象是大容量、大惯性的电热炉温度对象，是典型的多阶容积迟后特性，在工程上往往近似为包含有纯滞后的二阶容积迟后；由于被控对象电容量大，通常采用可控硅作调节器的执行器，其具体的电路图如图2所示。
执行器的特性：电炉的温度调节是通过调节剂(供电能源)的断续作用，改变电炉丝闭合时间Tb 与断开时间Tk的比值α,α=Tb/Tk。
调节加热炉的温度，在工业上是通过在设定周期范围内，将电路接通几个周波，然后断开几个周波，改变晶闸管在设定周期内通断时间的比例，来调节负载两端交流平均电压即负载功率，这就是通常所说的调功器或周波控制器；调功器是在电源电压过零时触发晶闸管导通的，所以负载上得到的是完整的正弦波，调节的只是设定周期Tc 内导通的电压周波。
如图3所示，设周期Tc内导通的周期的波数为n，每个周波的周期为T，则调功器的输出功率为P=n×T×Pn /Tc，Pn为设定周期Tc内电压全通过时装置的输出功率。
三、电炉的电加热原理当电流在导体中流过时，因为任何导体均存在电阻，电能即在导体中形成损耗，转换为热能，按焦耳楞次定律：Q＝0．2412 Rt Q—热能，卡；I一电流，安9R一电阻，欧姆，t一时间，秒。
基于单片机的电加热炉温度控制系统设计
基于单片机的电加热炉温度控制系统设计
电加热炉随着科学技术的进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，很难用数学办法建立精确的数学模型，因此用传统的控制理论和办法很难达到好的控制效果。
以其高牢靠性、高性能价格比、控制便利容易和灵便性大等优点，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。
采纳单片机举行炉温控制，可以提高控制质量和水平。
2 单片机炉温控制系统结构
本系统的单片机炉温控制系统结构主要由单片机控制器、输出部分、热电偶、温度变送器以及被控对象组成。
1所示。
炉温信号T通过温度检测及变送，变成电信号，与温度设定值举行比较，计算温度偏差e和温度的变幻率de/dt，再由智能控制算法举行推理，并得控制量u，可控硅输出部分按照调整电加热炉的输出功率，即转变可控硅管的接通时光，使电加热炉输出温度达到
抱负的设定值。
3 系统硬件设计
3.1 系统硬件结构
以AT89C为该控制系统的核心，实现对温度的采集、检测和控制。
该系统的工作流程2所示。
系统由变送器经A/D转换器构成输入通道，用于采集炉内的温度信号。
变送器可以选用DBW，型号，它将热电偶信号(温度信号)变为0～5 V 信号，以供A/D转换用。
转换后的数字量与炉温数字化后的给定值举行比较，即可得到实际炉温柔给定炉温的偏差及温度的变幻率。
炉温的设定值由BCD 拨码盘输入。
由AT89C51构成的核心控制器按智能控
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基于单片机的电阻炉温度控制系统的设计
基于单片机的电阻炉温度控制系统的设计一、本文概述Overview of this article本文主要探讨基于单片机的电阻炉温度控制系统的设计。
随着工业自动化的不断发展，电阻炉作为常见的加热设备，其温度控制精度和稳定性对生产效率和产品质量具有至关重要的影响。
传统的电阻炉温度控制方法往往存在精度低、稳定性差等问题，难以满足现代工业生产的需求。
因此，设计一种基于单片机的电阻炉温度控制系统，具有重要的实用价值和应用前景。
This article mainly explores the design of a temperature control system for a resistance furnace based on a microcontroller. With the continuous development of industrial automation, resistance furnaces, as common heating equipment, have a crucial impact on production efficiency and product quality due to their temperature control accuracy and stability. Traditional temperature control methods for resistance furnaces often have problems such as low accuracy and poor stability, making it difficult to meet the needs of modernindustrial production. Therefore, designing a temperature control system for a resistance furnace based on a microcontroller has important practical value and application prospects.本文将首先介绍电阻炉温度控制系统的基本原理和要求，包括温度控制的重要性、温度控制方法的分类和特点等。
基于单片机的加热炉炉温控制系统设计
目录一．绪论 (2)二．系统设计方案 (3)三．硬件设计 (6)1. 8031单片机 (6)2. 温度测量设计 (10)检测元件 (11)温度变送器 (12)3. 转换电路设计 (17)AD574转换器 (17)采样保持器 (20)4. 键盘及显示的设计 (23)键盘电路 (23)显示电路 (29)8255A芯片 (31)5. 报警显示电路 (35)6. 译码电路 (38)7 . D/A转换器 (41)四．数学模型 (45)五. 结束语 (48)六.谢辞 (49)七．参考文献及附录 (49)基于单片机的加热炉炉温控制系统设计（侧重硬件设计）一．绪言温度是工业对象中最主要的被控参数之一，特别是在冶金，化工，机械各类工业中，广泛使用各种加热炉，热处理炉，反应炉等。
由于炉子的种类不同，因此所采用的加热方法及燃料也不同，如煤气，天然气，油，电，等等。
但是就其控制系统的本身的动态特性来说，基本上都属于一阶纯滞后环节，因而在控制算法上基本相同。
随着电子技术和微型计算机的迅速发展，特别是单片机的发展，微机测量和控制技术得到了迅速的发展和广泛的应用。
单片机具有处理能力强，运行速度快，功耗低等优点，应用在温度测量和控制方面，控制简单方便，测量范围广，精度较高。
实践证明，控制方法的优劣，运行效果的好坏，直接影响到产品的质量，能源的消耗，设备的生产效率。
而用微型计算机对炉窑进行控制，无论在提高产品质量和数量，节约能源，还是在改善劳动条件等方面都显示出无比的优越性。
特别是单片机对被控对象采样功能强，体积小，价格低的智能温度控制装置进行控制已成为现实。
本文将设计一种基于8031单片机的加热炉炉温控制的控制系统。
本文选择的控制对象是用天然气加热的退火炉，天然气烧嘴为自带空气式。
退火炉主要用于钢材的热处理，以改变钢材的物理性能。
被测参数主要是温度，测量范围为0~1000℃。
针对加热炉的上述特点，采用8031单片机作为主机，对其进行智能控制的控温系统。
热处理炉温控制系统设计
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ
Ｔ ｈ ｅ ｈ ａ ｒ ｄ ｗａ ｒ ｅ ｉ ｓ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ｂ ｙ Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ５ １ ＭＣＵ， ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ， ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ， ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ ａ ｍｐ ｌ ｉ ｆ ｉ ｅ ｒ ， ａ ｎ ａ ｌ ｏ ｇ — ｔ ０ 一 ｄ ． ｇ —
桑 森 田国会 晁彦举 （ 山东大学控制科学与工程学院， 山东 济南 ２ ５ ０ ０ ６ １ ）
・
摘
理 炉温 控 制 系统使 温度 控 制 指 标得 到 了大 幅 度提 高 。硬 件 部 分 由 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ １ 单 片机 、 温度 检 测 电 路、 电源 电路 、 信 号放 大 电路 、 Ａ Ｄ 模 数 转换 电 路 、 键 盘输 入 电路 、 显 示 电路 及 执 行 电路 等 组 成 。 其 中信 号 放 大 电路 将 温度 检 浸 ４
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ ： ＡＴ８ ９ Ｃ５１， ｆ ｕ ｒ ｎ ａ ｃｅ， ｔ ｅ ｍｐ ｅｒ ａｔ ｕ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ， ｄａ ｈｉ ｌ ｉ ｎ ａ ｌ ｇｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ， ｓ ｉ ｍｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
基于单片机的电加热炉温度控制系统的设计
基于单片机的电加热炉温度控制系统的设计周晓飞，于平中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州（221008）E-mail：xf163z@163.om摘要：热处理是提高金属材料及其制品质量的重要手段。
近年来随着工业的发展，对金属材料的性能提出了更多更高的要求，因而热处理技术也向着优质、高效、节能、无公害方向发展。
电加热炉是热处理生产中应用最广的加热设备。
本文以AT89C52单片机为核心，采用功率控制电路，避开控制过程中的不确定性、不精确性、噪音以及非线性、时变形和时滞性等影响，实现了炉温的精确控制。
关键词：电加热炉；热电偶；控温；人机界面中图分类号：TM924.11．引言本系统是为热处理用电加热炉设计的一套的控制系统，利用单片机、温度传感器、加热丝和A/D转换芯片来实现的控制系统，其中主要的特点就是升温均匀、精确，升温曲线具有线性等。
本系统与传统的控温方法相比更具有精度高、功能多、造价低、结构简单和使用方便等优点。
其人机界面友好，操作简单，使用方便，具有较高的性能价格比。
为了降低成本和保证较高的控温精度，采用普通的ADC0809芯片和具有零点迁移、冷端补偿功能的温度变送器桥路，使实际测温范围缩小。
2．系统总体设计本系统由AT89C52单片机、温度检测电路、功率控制电路、键盘显示电路和声光报警电路等组成，系统原理框图如图1所示。
图1 系统原理框图Fig.1 System Block Diagram由图可知，温度控制系统的构成：温度控制系统检测时，被测炉温经热电偶测量后转换成电压信号，经变送器转换，将检测信号送到A/D转换器进行模拟/数字信号转换，转换后的数字量经I/O接口读入到CPU，在CPU中经数据处理后，一方面送到显示屏上显示，并判断是否报警；另一方面通过过零触发电路驱动双向可控硅进行控温。
3．系统硬件的设计3.1温度传感器的选择在本系统中采用的是镍铬-镍硅K型热电偶[1]。
采集温度信号只需要一路采集炉温，金属热处理炉的最高要求温度为1000℃。
电加热炉温度控制系统的设计
电加热炉温度控制系统的设计1. 本文概述随着现代工业的快速发展，电加热炉在许多工业生产领域扮演着至关重要的角色。
电加热炉的温度控制系统，作为其核心部分，直接关系到生产效率和产品质量。
本文旨在设计并实现一种高效、精确的电加热炉温度控制系统，以满足现代工业生产中对温度控制精度和稳定性的高要求。
本文首先对电加热炉温度控制系统的需求进行了详细分析，明确了系统设计的目标和性能指标。
接着，本文对现有的温度控制技术进行了全面的综述，包括传统的PID控制方法以及先进的智能控制策略。
在此基础上，本文提出了一种结合PID控制和模糊逻辑控制的新型温度控制策略，以实现更优的控制效果。
本文还详细阐述了系统的硬件设计和软件实现。
在硬件设计方面，本文选择了适合的传感器、执行器和控制器，并设计了相应的电路和保护措施。
在软件实现方面，本文详细描述了控制算法的实现过程，包括数据采集、处理、控制决策和输出控制信号等环节。
本文通过实验验证了所设计温度控制系统的性能。
实验结果表明，本文提出的温度控制系统能够实现快速、准确的温度控制，且具有较好的鲁棒性和稳定性，能够满足实际工业生产的需求。
本文从理论分析到实际设计，全面探讨了一种适用于电加热炉的温度控制系统的设计方法。
通过结合传统和先进的控制技术，本文提出了一种高效、稳定的温度控制策略，为提高电加热炉的温度控制性能提供了新的思路和实践参考。
2. 电加热炉的基本原理与构造电加热炉作为一种高效、清洁且精准的热能产生设备，其工作原理基于电磁感应和电阻加热两种基本方式，而构造则包括电源系统、加热元件、温控系统、隔热保温结构以及安全防护装置等关键组成部分。
电磁感应加热：在特定类型的电加热炉中，尤其是应用于金属工件加热的场合，电磁感应加热原理占据主导地位。
这种加热方式利用高频交流电通过感应线圈产生交变磁场，当金属工件置于该磁场中时，由于电磁感应现象，会在工件内部产生涡电流（又称涡流）。
涡电流在工件内部形成闭合回路，并依据焦耳定律产生热量，即电流通过电阻时产生的热效应。
炉温的单闭环控制系统的设计
过程控制系统课程设计设计题目：炉温的单闭环控制系统的设计摘要温度是工业对象中一种重要的参数，特别在冶金、化工、机械各类工业中，广泛使用各种加热炉、热处理炉和反应炉等。
由于炉子的种类不同，因此所采用的加热方法及燃料也不同，如煤气、天然气、油和电等。
但是就其控制系统本身的动态特性来说，基本上属于一阶纯滞后环节，因而在控制算法上亦基本相同。
随着社会的发展，在生活和工业中已经广泛的使用温度控制，而现代化炉温控制已经开始自动化PID控制时代了。
控制炉温恒定是满足生产、提高效率和节能减耗的关键技术，其具有很多优势，能够进一步提高控制精度，同时使得加热时间大大降低，不短提高能源的利用，因此也是越来越受到重视。
为了更好的确保加热炉的安全运行，因此加强炉温控制系统的设计与实现的研究非常有必要。
基于此本文分析了基于PID算法的炉温控制系统的设计与实现。
关键词：比例；积分；微分；炉温控制目录摘要 (I)一、概述 (1)二、课程设计任务及要求 (2)2.1 设计任务 (2)2.2 设计要求 (2)三、理论设计 (3)3.1方案论证 (3)3.2 系统设计 (3)3.3炉温控制系统硬件工作原理 (6)3.3.1前向通道工作过程 (6)3.3.2 反馈通道工作过程 (6)四、系统设计 (7)4.1 PID算法设计 (7)4.2软件设计 (9)4.2.1 画面的制作 (9)4.2.2 建立数据词典 (10)4.2.3 建立动画连接 (11)五、调试过程与结果 (12)5.1 调解P参数 (12)5.2 调节I参数 (13)5.3 调节D参数 (14)5.4 综合调试P、I、D三个参数 (15)六、实验中所用仪器设备清单 (16)七、收获与体会 (20)一、概述近年来随着热处理工艺广泛应用于加工过程,热处理中温度的控制精度和控制规律的优劣直接影响到热处理工艺的好坏。
电阻炉是热处理工艺中应用最多的加热设备,研究电阻炉温度控制方法具有重要意义。
热处理炉温控制系统设计
热处理炉温控制系统设计
桑森;田国会;晁彦举
【期刊名称】《工业控制计算机》
【年(卷),期】2013(026)010
【摘要】以单片机为核心的热处理炉温控制系统使温度控制指标得到了大幅度提高.硬件部分由AT89C51单片机、温度检测电路、电源电路、信号放大电路、AD 模数转换电路、键盘输入电路、显示电路及执行电路等组成.其中信号放大电路将温度检测电路输出的0～41 mV的信号放大到0～10V.AD模数转换电路将采集的模拟量转换为数字量后输入到单片机,给定值和采样值通过大林算法处理得到控制量,经输出口控制固态继电器,来调节炉的温度.软件部分包括主程序,温度采样子程序,滤波子程序,标度变换子程序,显示子程序,大林算法子程序等.经过仿真软件验证,可以精确的控制电阻炉的温度.
【总页数】3页(P134-135,138)
【作者】桑森;田国会;晁彦举
【作者单位】山东大学控制科学与工程学院,山东济南250061;山东大学控制科学与工程学院,山东济南250061;山东大学控制科学与工程学院,山东济南250061【正文语种】中文
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一种基于单片机的热处理炉温度控制系统
一种基于单片机的热处理炉温度控制系统
朱兵;周旭艳;彭宣戈
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2007(023)029
【摘要】设计了一种以80C552单片机为核心的工件热处理控制系统.该系统以80C552单片机为核心,配以信号调理电路、温度采集单元、信号输出电路和键盘/显示单元等几个部分.工作时,通过温度传感器采集电炉温度产生的电压模拟信号,信号经放大、滤波送入80C552单片机进行处理后,控制电炉的电热丝功率的输出.实践结果表明,该控制系统设计方案合理可行,具有成本低廉,操作简便灵活,可靠性高等优点.
【总页数】3页(P84-86)
【作者】朱兵;周旭艳;彭宣戈
【作者单位】343009,江西省,吉安市井冈山学院计算机科学系;343009,江西省,吉安市井冈山学院计算机科学系;343009,江西省,吉安市井冈山学院计算机科学系【正文语种】中文
【中图分类】TP273
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系统设计总体方案： 系统设计总体方案：
OP07 键盘 AT89C5 2 单片机
热电偶 热 处 理 炉
ADC0809 MC1413
AD590
LED显示 显示
报警电路
SSR
单片机小系统
U1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 R8 VCC 1K C4 100pF S0 18 19 20 10 11 12 13 14 15 16 17 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 REST P 3 0 /R X D P 3 1 /T X D P 3 2 /IN T 0 P 3 3 /IN T 1 P 3 4 /T 0 P 3 5 /T 1 P 3 6 /W R P 3 7 /R D X2 X1 GND A T89C 52 C6 30pF EA A LE PSEN P 27 P 26 P 25 P 24 P 23 P 22 P 21 P 20 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 VCC P 00 P 01 P 02 P 03 P 04 P 05 P 06 P 07 40 39 38 37 36 35 34 33 32 +5
26
IN0
27
IN1
6 START O 22 ALE IN1 7 EOC 10 CLK
ALE
键盘和显示电路
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Dig0
+5 +5 U3 1 28 VDD RESET 2 27 VDD RC 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 GND NC CS CLK DATA KEY SG SF SE SD SC HD7279 DIG7 DIG6 DIG5 DIG4 DIG3 DIG2 DIG1 DIG0 DP SA SB 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 R10 1.5 C7 1.5pF
10K S2
10K S3
1
10K S7
2 2
1 1
10K S8
10K
ｄｄ
温度控制电路
+5 VCC
R11 1K Speaker 9 10 11 12 100K 13 14 15 16 AC-SSR
U4 K Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 MC1413D GND A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 8 7 6 5 4 3 2 1 P17 P16
Dig0 Dig0 Dig0 Dig0 Dig0 Dig0 Dig0
2 2
2 2
2 2
2 2
2 2
2 2
2 2
P12 P13 P14 P32
100K 100K S1 0.2K S9 0.2K 0.2K 0.2K 0.2K 0.2K 0.2K 0.2K S10 S11 S12
ａ ｂ ｃ ｄ ｅ ｆ ｇ
P00 P01 P02 P03 P04 P05 AT89C52 P06 P07 39 38 37 36 35 34 33 32 I2 O 16 P27 28 17 13 30 P37/RD P33/INT1 P36/WR I3 I2 I3 Y NOT 9 OE D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 23 ADD C 24 ADD B 25 ADD A 17 14 15 8 18 19 20 ADC0809 21
热处理炉单片机温度控制系统的设计
设计要求： 设计要求： 本系统可以准确的实时检测温度信 将温度限定在设定值。 号，并根据用户要求 将温度限定在设定值。 课题的目的意义：热处理炉在化工、 课题的目的意义：热处理炉在化工、冶金等行业 应用广泛， 应用广泛，因此温度控制在工业生产和科学研究 中具有重要意义。采用单片机进行温度控制具有 中具有重要意义。 电路设计简单、精度高、控制效果好等优点， 电路设计简单、精度高、控制效果好等优点，对 提高生产效率、 提高生产效率、促进科技进步等方面具有重要的 现实意义。 现实意义。 设计人： 设计人：张文梅
R9 1K
Y1 1
C5 30pF
2
温度检测电路
+5
放 大 电 路
Tc R2 100K C1 0.1uF R3 7 1K C2 0.1uF R4 1K R1 10k R6 100K 2 AD5 9 0 +5
R5 100K
5 OP07 6 ADCN1
3 8 1 4
ADCN0
-5V 1.1K +5
R7
A/D转换电路
220v