电炉温度控制系统方案

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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。

温度控制系统及控制方案

温度控制系统及控制方案08自动化侯伟08378094【摘要】：本设计采用51单片机与pc机相结合，使用ADC0809对温度进行采样，所得的数据使用中位值平均滤波法进行滤波，然后使用专家模糊PID控制算法对加热炉进行控制，能够进行恒温定点加热，也能够使其温度按工艺所要求的温度曲线变化，在不同时段按要求加热。

【关键字】：PC机51单片机炉温控制专家模糊PID控制滤波一、概述温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。

对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方式也各不相同。

系统用温度传感器将检测到的实际炉温A/D转换，51单片机把所得值与设定值进行比较，使用专家模糊PID算法进行修正，求得对应的控制量控制可控硅驱动器，调节电炉的加热功率，从而实现对炉温的控制。

因此采集的炉温数据精度至关重要。

利用51单片机实现温度智能控制，能自动完成数据采集、处理、缓冲、转换、并进行PID实施控制，包括各参数数值的修正，并把数据传输给PC机进行动态直观显示，同时也可以通过PC机设定参数。

但在控制过程中应该注意，采样周期不能太短，否则使调节过于频繁，不但执行机构不能反应，而且计算机的利用率大为降低。

采样周期太长,也是不合适，因为干扰无法及时消除，使调节品质下降。

随着单片机在各行业控制系统中的普遍采用，其构成的实时控制系统日臻完善，使该温度控制系统的总体性能大大提高，功能更趋完善，并详细介绍了该系统的软、硬件实施手段及系统特点。

二、温度控制系统的硬件组成框图与其详细功能介绍PC机：根据51单片机传输过来的值绘制T－t曲线，同时在调试过程可以给单片机传输参数，而在曲线跟踪过程中也是通过pc机给单片机传输某时刻的设定值。

51机：接收adc采样得到的数值，并进行滤波处理，根据所得到的数值进行专家模糊PID控制，得到相应的PWM值，直接通过控制继电器的通断控制温控箱加热棒和风扇的通断。

电锅炉温度控制系统的设计

单位代码01学号100119064分类号TP273+.2密级毕业设计说明书电锅炉温度控制系统的设计院（系）名称信息工程学院专业名称测控技术与仪器学生姓名邓继文指导教师吴娟2014年4月25日电锅炉温度控制系统的设计摘要电锅炉温度智能控制系统在工业生产和科研工作中占有重要的地位。

锅炉汽包燃烧系统是工业蒸汽锅炉安全、稳定运行的重要指标。

温度过高，会使蒸汽带水过多，汽水分离差，使后续的过热器管壁结垢，传热效率下降，过热蒸汽温度下降，严重时将引起蒸汽品质下降，影响生产和安全；温度过低又将破坏部分水冷壁的水循环不能满足工艺要求，严重时会发生锅炉爆炸。

尤其是大型锅炉，一旦控制不当，容易使汽包满水或汽包内的水全部汽化，造成重大事故。

因此，在锅炉运行中，保证温度在正常范围是非常重要的。

基于单片机技术实现的电锅炉温度控制系统主要由温度检测电路、温度控制电路、温度显示电路三个部分组成。

在本次设计中，选用符合测量温度范围要求的热电偶温度传感器来实现数据采集，用仪表放大电路对电压信号进行放大，实现对温度的检测和信号的传输；用单片机对所采集的数据进行处理后，再进行相应的控制，从而实现对温度的控制；采用LCD1602液晶显示器将处理的数据进行实时显示。

然后根据设计电路进行了实际制作和测试分析，达到了预期的要求。

关键词：单片机，热电偶温度传感器，LCD，MAX6675The Design of the Electric Boiler Temperature Control SystemAuthor：Deng JiWenTutor：Wu JuanAbstractAnnealing temperature control system in industrial production and scientific research occupies an important bustion system of boiler steam drum is industrial steam boiler safe and stable operation of the important indicators.Temperature is too high, can make the steam with water too much, separation of poor, make the follow-up of superheater tube wall scaling, heat transfer efficiency drops, superheated steam temperature drop, serious when will cause steam quality to drop, affect the production and safety; Temperature is too low will damage part of the wall of the water cycle can't meet the technological requirements, serious happens when the boiler exploded.Especially large boiler, once the improper control, easy to make all of the water in the water or steam drum drum with vaporization, cause serious accident. Therefore, in boiler operation, it is very important to ensure that the temperature in the normal range.Based on single chip microcomputer technology to realize the electric boiler temperature control system is mainly composed of the temperature detection circuit, temperature control circuit, display circuit of three parts.In this design, choose to meet the requirements of measuring temperature range thermocouple temperature sensor to achieve data acquisition, instrument amplifier circuit of voltage signal is amplified and realize the temperature detection and signal transmission; After the data collected in the MCU, then the corresponding control, so as to realize the temperature control; Adopt LCD1602 LCD monitor the real-time display of data processing.Then according to the design of circuit are analyzed in actual production and testing, to achieve the desired requirements.Key words: MCU，Thermocouple Temperature Sensor，LCD，MAX6675目录1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 电锅炉简介 (1)1.3 电锅炉温度控制系统 (2)1.4 设计要求 (2)2 温度控制系统方案分析 (3)2.1 设计思想 (3)2.2 几种方案设计 (3)2.3 方案设计要求 (4)2.4 课题研究的意义 (4)3 电锅炉温度控制系统硬件设计 (6)3.1 温度检测电路 (6)3.1.1 热电偶传感器 (6)3.1.2 MAX6675电路 (6)3.2 温度显示单元电路 (8)3.3 温度控制电路 (10)3.3.1 蜂鸣器驱动电路 (10)3.3.2 继电器 (11)3.3.3 STC89C51单片机 (12)4 电锅炉温度控制系统软件设计 (18)5 电锅炉温度控制系统仿真 (20)5.1 电路仿真结果 (20)6 电锅炉温度控制系统设计实物图 (22)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录 (26)附录A (26)附录B (26)1绪论1.1课题背景锅炉技术的发展受经济发展速度和投资规模因素影响，能源政策和节能、环保要求的制约等越来越严重。

电炉箱恒温自动控制系统原理

电炉箱恒温自动控制系统原理电炉箱恒温自动控制系统原理电炉箱恒温自动控制系统是一种用于控制电炉箱温度的自动化系统。

该系统通过传感器检测电炉箱内部温度，并根据设定的温度值自动调节电炉箱的加热功率，以保持电炉箱内部温度稳定在设定值范围内。

电炉箱恒温自动控制系统主要由以下几个部分组成：1.传感器：传感器是用于检测电炉箱内部温度的装置。

常用的传感器有热电偶、热敏电阻等。

传感器将检测到的温度信号转换成电信号，传送给控制器。

2.控制器：控制器是电炉箱恒温自动控制系统的核心部件。

控制器接收传感器传来的温度信号，并根据设定的温度值计算出电炉箱需要的加热功率。

控制器还可以根据用户的需求进行定时开关机、报警等功能。

3.执行器：执行器是用于控制电炉箱加热功率的装置。

常用的执行器有继电器、晶体管等。

执行器接收控制器发出的控制信号，控制电炉箱的加热功率，以达到恒温的目的。

电炉箱恒温自动控制系统的工作原理如下：1.传感器检测电炉箱内部温度，并将检测到的温度信号传送给控制器。

2.控制器根据设定的温度值计算出电炉箱需要的加热功率，并将控制信号发送给执行器。

3.执行器接收控制信号，控制电炉箱的加热功率，以达到恒温的目的。

4.如果电炉箱内部温度超出设定范围，控制器会发出报警信号，提醒用户进行处理。

电炉箱恒温自动控制系统的优点是可以自动调节电炉箱的加热功率，保持电炉箱内部温度稳定在设定值范围内，从而提高电炉箱的加热效率，延长电炉箱的使用寿命。

此外，该系统还可以根据用户的需求进行定时开关机、报警等功能，提高了电炉箱的智能化程度。

总之，电炉箱恒温自动控制系统是一种非常实用的自动化系统，可以有效提高电炉箱的加热效率和使用寿命，为用户带来更加便利的使用体验。

PID电加热炉温度控制系统

PID电加热炉温度控制系统工业炉是指在工业生产中，利用燃料燃烧产生的热量或者将电能转化成热量对工件或者物料进行加热的设备。

按供热方式工业炉分为两大类：一是火焰炉，或称燃料炉，是用各种燃料的燃烧热量在炉内对工件或者物料进行加热；二是电炉，是在炉内将电能转化为热能对工件或物料进行加热。

本文选用电炉作为控制模型。

无论是火焰炉还是电炉，温度控制都是其性能好坏的一个重要指标，是产品质量及安全生产的重要保证。

电炉作为一种加热系统，有着大滞后性、非线性、时变性等特点。

在工业运作过程中有一种最为常见的控制器就是PID控制器，由于其具有操作简单、算法通俗、效果良好等优势，因而在工业领域应用广泛，比如化工行业、轻热工行业、治金机械行业等。

那么何谓PID 控制？简而言之，就是对比例积分及微分控制的合称。

但同时，因PID 控制超调量大，对加热系统这样大滞后、非线性、时变的系统，参数整定值只是具有一定的局域性的优化，不能达到很好的全局控制效果。

因此实际使用中在PID控制器中加入模糊控制，使系统能达到较好的控制效果。

1 系统结构如图1所示，将炉体划分为8个温控区。

图1 炉体温控区划分该热处理工业炉为长8m、宽2m的单炉膛炉加热炉，因为长度较大，所以在控制上将其分为8个温度控制区。

每一个温度控制区设一个加热控制器、两个热电偶传感器、一组电阻丝加热管。

2 系统组成系统由温度传感器、计算机、西门子PLC、电加热器、电热控制器和无纸记录仪等组成。

温度传感器：温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。

西门子PLC：从温度传感器采集到的信号连接到PLC中，通过PLC中的温度控制程序计算输出4～20mA信号控制电加热控制器输出功率。

电加热器：系统加热部件。

电热控制器：通过输入的4～20mA信号，改变输出电加热器功率，从而达到控制温度变化的效果。

系统按炉体结构，划分为8个温度控制区，每一个温度控制区设两组电加热器、两组温度传感器。

电炉温度控制系统

引言前言：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各种工业生产过程中。

然而，大多数电阻炉存在着各种干扰因素。

一直以来，人们采用了各种方法来进行温度控制，都没有取得很好的控制效果。

起先由于电阻炉的发热体为电阻丝，传统方法大多采用仪表测量温度，并通过控制交流接触器的通断时间比例来控制加热功率。

电阻炉微机自动程序温度控制系统就是通过单片机对加热炉的升、降温速率和保温时间进行严格控制的装置，它将温度变送、显示和数字控制集于一体，以微机控制为基础，以A/D转换器为核心，并配以适当的外围接口电路，实现对电阻炉温度自动控制。

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。

1.电加热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1.1所示。

图1.1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1.2所示。

如图1.3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内电压全通过时候装置的输出功率。

图1.2 图1.3 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是导通的，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。

电炉温度控制系统设计

摘要：本设计采用直接数字控制（DDC）对加热炉进行控制，使其温度稳定在在某一个值上。

并且具有键盘输入温度给定值，LED数码管显示温度值和温度达到极限时提醒操作人员注意的功能。

一．概述温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。

对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。

例如冶金、机械、食品、化工等各类工业生产中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等；燃料有煤气、天然气、油、电等；控制方案有直接数字控制（DDC），推断控制，预测控制，模糊控制（Fuzzy），专家控制(Expert Control)，鲁棒控制（Robust Control），推理控制等。

本设计的控制对象为一电加热炉，输入为加在电阻丝两断的电压，输出为电加热炉内的温度。

输入和输出的传递函数为：G(s)=2/(s(s+1))。

控温范围为100~500℃，所采用的控制方案为直接数字控制（DDC）中的最少拍控制。

二．温度控制系统的组成框图采用典型的反馈式温度控制系统，组成部分见下图。

其中数字控制器的功能由微型机算机实现。

三．温度控制系统结构图及总述图中由4~20mA变送器，I/V，A/D转换器构成输入通道，用于采集炉内的温度信号。

其中，变送器选用XTR101，它将热电偶信号（温度信号）变为4~20mA电流输出，再由高精密电流/电压变换器RCV420将4~20mA电流信号变为0~5V标准电压信号，以供A/D转换用。

转换后的数字量与与炉温的给定值数字化后进行比较，即可得到实际炉温和给定炉温的偏差。

炉温的设定值由键盘输入。

由微型计算机构成的数字控制器按最小拍进行运算，计算出所需要的控制量。

数字控制器的输出经标度变换后送给8253，由8253定时计数器转变为高低电平的不同持续时间，送至SCR触发电路，触发晶闸管并改变其导通角大小，从而控制电加热炉的加热电压，起到调温的作用。

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。

电加热炉温度控制系统设计

（发布日期：-6-10）电加热炉随着科学技术旳发展和工业生产水平旳提高，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旳地位。

对于这样一种具有非线性、大滞后、大惯性、时变性、升温单向性等特点旳控制对象，很难用数学措施建立精确旳数学模型，因此用老式旳控制理论和措施很难达到好旳控制效果。

单片机以其高可靠性、高性能价格比、控制以便简朴和灵活性大等长处，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。

1 前言在人类旳生活环境中，温度扮演着极其重要旳角色。

温度是工业生产中常用旳工艺参数之一，任何物理变化和化学反映过程都与温度密切有关，因此温度控制是生产自动化旳重要任务。

对于不同生产状况和工艺规定下旳温度控制，所采用旳加热方式，燃料，控制方案也有所不同。

无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。

自18世纪工业革命以来，工业发展对与否能掌握温度有着绝对旳联系。

在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业，可以说几乎80%旳工业部门都不得不考虑着温度旳因素。

在现代化旳工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用旳重要被控参数。

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、热解决炉、反映炉和锅炉中旳温度进行检测和控制。

从市场角度看[1]，如果国内旳大中型公司将温度控制系统引入生产，可以减少消耗，控制成本，从而提高生产效率。

嵌入式温度控制系统符合国家提出旳“节能减排”旳要求，符合国家经济发展政策，具有十分广阔旳市场前景。

现今，应用比较成熟旳如电力脱硫设备中，主控制器在主蒸汽温度控制系统中旳应用，已经达到了世界迈进水平。

如今，在微电子行业中。

温度控制系统也越来越重要，如单晶炉、神经网络系统旳控制。

因此。

温度控制系统经济前景非常广泛，国内旳高新精尖行业研究其应用旳意义更是更加重大。

【精品】计算机控制技术课程设计温度控制系统设计

课程设计题目温度控制系统设计学院自动化学院专业自动化专业班级姓名指导教师2014年6月24日课程设计任务书题目：温度控制系统设计要求完成的主要任务:被控对象为电炉，采用热阻丝加热，利用大功率可控硅控制器控制热阻丝两端所加的电压大小,来改变流经热阻丝的电流，从而改变电炉炉内的温度。

可控硅控制器输入为0－5伏时对应电炉温度0－300℃，温度传感器测量值对应也为0－5伏，对象的特性为二阶惯性系统,惯性时间常数为T1＝20秒，滞后时间常数为τ＝10秒。

1）设计温度控制系统的计算机硬件系统，画出框图；2）编写积分分离PID算法程序，从键盘接受K p、T i、T d、T及β的值；3）通过数据分析T i改变时对系统超调量的影响.4）撰写设计说明书。

时间安排:6月9日查阅和准备相关技术资料,完成整体方案设计6月10日—6月12日完成硬件设计6月13日-6月15日编写调试程序6月16日-6月17日撰写课程设计说明书6月18日提交课程设计说明书、图纸、电子文档指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日本次课程设计我设计的题目是温度控制系统。

通过专业课程的学习，我将引入计算机，单片机,传感器，以及PID算法来实现电炉温度的自动控制，完成课程设计的任务.计算机的自动控制是机器和仪表的发展趋势,它不仅解放了劳动力，也比以往的人为监控更准确,更及时。

一旦温度发生变化，计算机监控系统可以立即检测到并通过模拟量数字通道传送到计算机。

计算机接收到信号后通过与给定值进行比较后，计算出偏差，再通过PID控制算法给出下一步将要执行的指令。

最后通过模拟量输出通道将指令传送到生产过程，实现机器仪表的智能控制.本次课程设计用到了MATLAB这一软件，通过编写程序，将被控系统离散化。

再通过MATLAB中的simulink 仿真功能，可以看到随着Ki,Kp，Kd改变波形发生的改变,从而可以通过波形直观地看出PID参数对系统动态性能的影响。

中频电炉解决方案

中频电炉解决方案
标题：中频电炉解决方案
引言概述：
中频电炉是一种用于熔炼金属和合金的设备，广泛应用于钢铁、有色金属、铁合金等行业。

在实际生产中，中频电炉可能会遇到一些问题，需要相应的解决方案来保证生产效率和产品质量。

一、电炉加热效率提升方案
1.1 采用高效节能感应电源
1.2 优化电炉结构设计，减少能量损失
1.3 定期清洁电炉线圈，保持加热效率
二、电炉过载保护方案
2.1 安装电流监测装置，实时监测电炉电流
2.2 设置过载保护装置，避免电炉过载
2.3 定期检查电炉电路，确保运行安全
三、电炉温度控制方案
3.1 安装温度传感器，实时监测电炉温度
3.2 调整电炉加热功率，控制温度波动
3.3 使用自动控制系统，提高温度控制精度
四、电炉故障排除方案
4.1 定期检查电炉电路连接，避免断路或短路
4.2 检查电炉线圈绝缘，防止漏电或击穿
4.3 配备备用零部件，及时更换损坏部件
五、电炉维护保养方案
5.1 定期清洁电炉内部，避免积灰影响加热效果
5.2 润滑电炉机械部件，减少磨损
5.3 定期检查电炉冷却系统，确保散热效果良好
结论：
通过以上中频电炉解决方案，可以有效提升电炉的加热效率，保护电炉免受过载损害，控制电炉温度稳定，及时排除故障并保养维护电炉，从而保证生产的顺利进行，提高产品质量和生产效率。

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。

电炉箱恒温自动控制系统原理

电炉箱恒温自动控制系统原理一、引言电炉箱恒温自动控制系统是一种常见的工业控制系统，用于控制电炉箱内的温度，确保工艺过程的稳定性和产品质量。

本文将详细介绍电炉箱恒温自动控制系统的原理和工作流程。

二、系统组成电炉箱恒温自动控制系统主要由以下几个组成部分组成：1. 温度传感器温度传感器通常采用热电偶或热电阻等设备，用于感知电炉箱内的温度并将其转换为可测量的电信号。

2. 控制器控制器是系统的核心部分，负责接收传感器传来的温度信号，并根据设定的温度范围进行判断和控制。

常用的控制器有比例控制器、PID控制器等。

3. 执行器执行器根据控制器的输出信号进行动作，以实现控制目标。

在电炉箱恒温自动控制系统中，常用的执行器是电磁阀。

4. 电源和电路电源和电路提供系统所需的电能，保证系统正常运行。

三、系统工作流程电炉箱恒温自动控制系统的工作流程如下：1. 传感器测量温度温度传感器测量电炉箱内的温度，并将其转换为电信号。

2. 控制器接收信号控制器接收传感器传来的温度信号，将其与设定的温度范围进行对比，并计算出控制误差。

3. 控制器输出信号根据控制误差，控制器输出相应的控制信号，传递给执行器。

4. 执行器执行动作执行器根据控制信号的变化执行相应的动作，控制热能的传输和输出。

5. 温度调节执行器的动作会影响热能的传输和输出，进而影响电炉箱内的温度。

通过控制器不断调整执行器的动作，实现对温度的精确控制，使其保持在设定的范围内。

6. 控制系统反馈控制系统会不断对温度进行测量和调整，若温度偏离设定范围，则控制器会调整执行器的动作，进一步控制温度。

四、电炉箱恒温自动控制系统的优势电炉箱恒温自动控制系统具有以下优势：1.精确控制：通过采用高精度的温度传感器和控制器，能实现对电炉箱内温度的高精度控制。

2.自动化程度高：系统能够根据设定的温度范围自动进行温度调节，无需人工干预。

3.稳定性好：通过不断测量和调整温度，能够保持电炉箱内温度的稳定性，确保工艺过程的稳定性和产品质量。

电加热炉温度控制系统模型建立及控制算法

东华理工学院长江学院毕业设计（论文）题目电加热炉温度控制系统模型建立及控制算法英文题目The Electric Heating Furnace Temperature Control System Models and Control Algorithms to Establish学生姓名杨芳芳专业自动化班级023122指导教师罗先喜二零零六年六月摘要本文以电加热炉为控制对象.通过对电加热炉对象特性的分析来确定电加热炉系统的构成及控制方案。

而这里主要采用的设计方案是普通电加热炉温度控制系统模型建立及控制算法,对电加热炉的温度进行控制的计算机控制系统，所含系统结构复杂，干扰多。

这个系统结构简单，实施容易。

对炉温控制，采用的主要是由8051单片机组成系统。

此外由于PID算法具有计算量小，控制器结果简单，静动态性能指标好等特点，则应用了PID控制算法。

本文还建立电加热炉数学模型。

此外在论文中也介绍了史密斯预估方案，以及关于占空比，这两个问题都有在论文中提到，其中史密斯预估方案对系统的稳态性能影响很大，而占空比问题也对系统温度加热时间有很大关系。

出此之外，论文中还介绍了电加热炉温度控制系统中要运用到的主要芯片.以及这些芯片在系统中的各自功能也都有介绍。

此论文重点讨论了电加热炉温度控制系统系统的控制算法，关键词电加热炉；温度控制；单片机；PID算法;AbstractThis method resolves the Electrical-heated furnace is the controlled target .By analyzing the characteristic of electrical-heated furnace control system. Under this condition We choose the chief in the article is the contradiction between static and dynamic performances, the computer control system for controlling the stove temperature adopt the expert system and its deficiencies are complex and has much interference .this system is easily implemented. the most important in this design is that the electric heating elements, control algorithm, and soft-ware design of the system .Besides,this methord introduce selectrical-heated by maths. And also introduce about the O.J.M des Smith’idea.And also introduce other things about this method. In the method we also can find about the chip about the design ,it also includes the function about the chip. The ideas in the method what had been mentioned are all very important for me to design this method .The results of algorithm simulation prove that single neuron adaptive PSD intelligent control algorithm is simple and its effect is the better .it has very high theoretical value and practical value.The most important mental in this method is how to design the selectrical-heated by PID algorithmKey wordsselectrical-heated furnace; temperature control; Single chip micyoco; PID algorithm.目录中文摘要与关键词英文摘要与关键词绪论 (1)1. 电加热炉温度控制系统的构成 (2)1.1 各个主要元件电加热炉温度控制系统中的功能 (2)1.2 电加热炉温度控制系统的结构框图及工作原理 (2)1.3 系统中要用的主要芯片的简介 (3)1.3.1 8051芯片简介 (3)1.3.2 定时计数器 (5)1.3.3 锁存器74LS373 (6)1.3.4 光可控硅 (6)1.3.5 8279芯片的简介 (10)1.3.6 A/D转换器 (12)1.3.7 电源电路 (13)1.4 电加热炉温度控制系统的控制实例 (14)2..电加热炉温度控制系统的控制算法 (15)2.1 电加热炉温度控制系统的性能指标 (15)2.2 电加热炉温度控制系统数学模型的建立 (15)2.3 PID控制器的控制算法 (16)2.3.1 PID调节器参数对控制性能的影响 (18)2.3.2 PID控制系统参数设定及其控制系统的优点 (18)2.4 电加热炉积分分离PID控制的仿真研究 (20)3. 控制系统的仿真实验图及分析 (21)3.1 积分分离PID控制算法 (21)3.2 占空比 (25)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录1 (30)附录2 (49)绪论电加热炉的出现，给人类的生活带来了很多方便，使人类不管是在生活还是在工业方面都有了很多便利之处。

电加热炉温度控制系统设计方案

电加热炉温度控制系统设计方案1.系统概述2.系统组成2.1温度传感器：用于实时感知炉内温度，并将温度信号转换成电信号进行采集。

2.2控制器：负责对温度信号进行处理和判断，并生成相应的控制信号。

2.3加热功率调节器：根据控制信号调整电加热炉的加热功率。

2.4人机界面：为操作人员提供温度设定、显示和报警等功能。

2.5电源和电路保护装置：为电加热炉提供稳定的电源和安全的电路保护。

3.控制原理电加热炉温度控制系统采用了闭环控制的原理，即通过与实际温度进行比较，调整加热功率来实现温度的控制。

控制器根据实际温度和设定温度之间的偏差，产生相应的控制信号，通过加热功率调节器对电加热炉的加热功率进行调整，使实际温度逐渐接近设定温度，并保持在一定范围内。

4.系统算法4.1温度传感器采集到的温度信号经过模数转换，转换成数字信号输入到控制器。

4.2控制器对传感器采集到的温度信号进行处理和判断，计算出温度偏差。

4.3控制器根据温度偏差通过PID控制算法产生相应的控制信号，控制信号的大小决定了加热功率的调整幅度。

4.4控制信号经过加热功率调节器进行放大和整流，并驱动电加热炉进行相应的加热功率调整。

4.5加热功率调整会导致炉内温度变化，温度变化会反过来影响温度传感器采集到的温度信号，形成一个闭环控制的循环过程。

5.人机界面5.1人机界面通过触摸屏或按钮等形式，提供温度设定、显示和报警等功能。

5.2操作人员可以通过人机界面设置所需的温度设定值。

5.3人机界面会显示当前的实际温度，并根据温度偏差的大小显示相应的报警信号。

5.4人机界面可以设定温度上下限，当温度超出设定范围时自动报警。

6.电源和电路保护装置6.1在电加热炉温度控制系统中，电源提供稳定的电压和电流给电路运行。

6.2为了确保系统的安全运行，在电路中设置过流保护、过压保护、欠压保护等电路保护装置。

6.3当发生过流、过压或欠压等异常情况时，电路保护装置会立即切断电源，以保护电路和设备的安全。

电锅炉温度控制系统的设计

电锅炉温度控制系统的设计一、系统组成1.传感器：用于实时采集电锅炉的温度信号；2.控制器：根据传感器采集到的温度信号进行处理，并输出控制信号；3.执行器：接收控制信号，控制电锅炉的加热功率；4.用户界面：用于操作和监视系统的运行情况。

二、控制原理电锅炉温度控制系统的基本原理是通过调整电锅炉的加热功率以控制水温。

根据电锅炉的加热功率与水温的关系，可以得到一个传输函数，用于描述系统的动态特性。

通过对传输函数进行数学建模，可以采用各种控制方法进行控制。

三、控制策略1.比例控制：根据电锅炉的温度偏差与设定值之间的差距，输出一个与偏差成比例关系的控制信号，用以控制加热功率；2.比例－积分控制：在比例控制的基础上增加积分作用，用于消除稳态误差，提高系统的稳定性和静态精度；3.比例－微分控制：在比例控制的基础上增加微分作用，用于预测系统的未来状态，并提前做出调整，以减小温度超调和响应时间；4.比例－积分－微分控制：综合利用比例、积分和微分控制的优点，以达到更好的控制效果。

四、系统优化为了进一步提高电锅炉温度控制系统的性能，可以通过以下方式进行系统优化：1.根据实际情况选择合适的控制策略，并进行参数调整，以获得最佳的系统响应；2.在传感器和控制器之间增加信号滤波模块，以消除传感器信号中的噪声和干扰；3.引入自适应控制算法，以根据系统当前的工作状态和性能要求，动态调整控制参数；4.在控制器中增加故障诊断和报警功能，以监测和预测系统的故障状态，并及时采取措施排除故障。

综上所述，电锅炉温度控制系统的设计应综合考虑系统组成、控制原理、控制策略和系统优化等因素，以实现稳定、高效的供热或蒸汽输出。

在实际工程中，还需要结合具体情况进行系统参数调整和优化，以满足用户的需求。