电阻炉温度控制系统的设计说明
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。
中温箱式电阻炉设计说明
中温箱式电阻炉设计说明一、设计目标：1.温度控制精度高，能够达到所需的温度范围；2.加热均匀，温度分布均匀，避免温度梯度对样品造成影响；3.安全可靠，具有过温保护和过载保护等安全功能；4.操作简便，控制界面友好。
二、设计原则：1.结构设计合理：箱体结构稳定，材料耐高温、绝缘性能好，保证外壳不会过热和存在漏电的情况。
2.保温设计良好：箱体内外壁之间应具有一定的保温材料，减小热量损失。
3.温度控制系统先进：采用PID控制系统，能够精确控制温度，减小温度波动；4.安全保护系统完善：具备过载保护、过温保护等安全功能，确保操作安全。
三、具体设计方案：1.结构设计：2.保温设计：内外壁之间填充保温材料，如岩棉、石膏板等，有效减小能量损失。
箱体底部及门缝处设置密封条，确保箱体内外不会有空气对流和热量泄露。
3.加热元件选择和布局：采用电阻丝作为加热元件，通过布线和固定在箱体内腔的支架上。
加热元件分布均匀，保证整个箱体内温度均匀。
4.温度控制系统：采用PID控制系统，设定温度和实际温度可通过显示屏进行监控。
在设定温度达到后，自动停止加热以保持恒温状态，避免温度超过所需范围。
5.安全保护系统：设备设置过温保护和过载保护装置。
一旦温度超过设定范围或电流过载，系统会自动切断电源以保护设备和样品。
6.操作控制系统：设备的操作控制界面应简单明了，易于操作。
温度、时间等参数可以根据需要进行设定并显示在控制面板上。
综上所述，中温箱式电阻炉的设计需要考虑结构稳定、保温设计、温度控制系统、安全保护系统和操作控制系统等因素。
合理的设计方案能够确保电阻炉的使用安全、方便和效果稳定。
电阻炉温度控制系统设计
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊长春大学课程设计说明书题目名称电阻炉温度控制系统设计院（系）电子信息工程学院专业（班级）电气08401班学生姓名杨闯指导教师王英霞（副教授）起止日期2011.11.14～2011.11.25┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊电阻炉温度控制系统设计[摘要] 本课程设计以电阻炉为研究对象，开发了基于单片机的温度控制系统。
本温度控制系统按功能分主要包括温度传感器模块、数据处理模块、温度显示/设定模块和温度控制模块。
温度传感器采用了数字式温度传感器DS18B20，对温度进行实时采样并将模拟信号转换成数字信号返回给单片机。
系统可通过键盘对电阻炉温度进行预设，单片机根据当前炉内温度和预设温度进行比较结果，在进行PID运算，控制输出宽度可调的PWM方波，并由此控制固态继电器的导通和关断来调节电热丝的加热功率，当炉内温度过高与过低的时，蜂鸣器将进行报警，从而使炉内温度迅速达到预设值并保持恒定。
[关键词]单片机温度检测 PID 温度控制┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊Design and Implementation of a Temperature Control System[Abstract] The design process, first of all the software design and development, making the system functional module and through the Proteus software simulation, respectively, to achieve feature an integrated design of the hardware, and repeated demonstration, testing the device parameters to make it stable operation, and ultimately make This system has realized the constant temperature control.[Keywords]: MCS-51,Temperature detection,PID, Temperature control┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第一章前言 (1)1.1设计目的 (1)1.2设计要求 (1)第二章系统总体设计方案 (2)2.1设计方案 (2)第三章系统硬件设计 (3)3.1 单片机系统 (3)3.1.1 STC89C52简介 (3)3.1.2 晶振电路 (5)3.1.3 复位电路 (5)3.2 温度检测电路 (6)3.3 温度控制电路 (6)3.4 键盘显示电路 (7)第四章 PID控制设计 (8)4.1 PID算法设计 (8)4.2 PID程序设计 (9)第五章系统软件设计 (11)5.1 系统程序流程图 (11)5.2 系统总程序 (11)第六章总结 (18)致谢 (19)参考文献 (20)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第一章前言1.1设计目的本文选择设计一个电阻炉温度控制系统，利用微机控制系统完成电阻炉的检测、处理及数字控制计算，根据数据结果进行相应的处理，从而改变电阻炉的加热功率，达到控制温度的目的。
计算机控制技术课程设计-电阻炉温度控制系统设计
合肥工业大学《计算机控制技术》课程设计——电阻炉温度控制系统设计学院专业姓名学号＿_＿__＿_ _＿＿＿____ ＿完成时间摘要:电阻炉的类型根据其热量产生的方式不同，可分为间接加热式和直接加热式两大类。
间接加热式电阻炉,就是在炉子内部有专用的电阻材料制作的加热元件,电流通过加热元件时产生热量,再通过热的传导、对流、辐射而使放置在炉中的炉料被加热。
直接加热式电阻炉,是将电源直接接在所需加热的材料上,让强大的电流直接流过所需加热的材料，使材料本身发热从而达到加热的效果。
工业电阻炉,大部分采用间接加热式，只有一小部分采用直接加热式。
由于电阻炉具有热效率高、热量损失小、加热方式简单、温度场分布均匀、环保等优点，应用十分广泛.关键词:炉温控制；高效率;加热一、总体方案设计本次课程设计主要就是使用计算机以及相应的部件组成电阻炉炉温的自动控制系统，从而使系统达到工艺要求的性能指标。
１、设计内容及要求电阻加热炉用于合金钢产品热力特性实验，电加热炉用电炉丝提供功率,使其在预定的时间内将炉内温度稳定到给定的温度值。
在本控制对象电阻加热炉功率为8KW，有220Ｖ交流电源供电,采用双向可控硅进行控制。
２、工艺要求及要求实现的基本功能本系统中所选用的加热炉为间接加热式电阻炉，控制要求为采用一台主机控制8个同样规格的电阻炉温度;电炉额定功率为20 kＷ；)恒温正常工作温度为１000℃,控温精度为±１%;电阻炉温度按预定的规律变化,超调量应尽可能小，且具有良好的稳定性;具有温度、曲线自动显示和打印功能，显示精度为±１℃;具有报警、参数设定、温度曲线修改设置等功能。
3、控制系统整体设计电阻炉温度计算机控制系统主要由主机、温度检测装置、A/D转换器、执行机构及辅助电路组成.系统中主机可以选用工业控制计算机、单片微型计算机或可编程序控制器中的一种作为控制器,再根据系统控制要求,选择一种合理的控制算法对电阻炉温度进行控制。
电阻炉温度控制系统的设计
电阻炉温度控制系统的设计在许多工业生产过程中，电阻炉被广泛应用于各种材料的加热和熔炼。
为了确保产品质量和工艺稳定性，电阻炉温度控制系统应满足以下需求：控制精度高：温度波动范围应在±1℃以内，以确保工艺稳定性和产品的一致性。
响应时间快：系统应能迅速跟踪设定温度，减小加热过程的时间误差，提高生产效率。
安全可靠：系统应具备过载保护、短路保护、过热保护等安全措施，确保设备和人身安全。
可扩展性：系统应便于扩展和升级，以适应不同工艺需求和技术发展。
电阻炉温度控制系统的电路设计是整个系统的核心部分。
加热器功率控制、温度传感器选择和电路保护等关键环节直接关系到系统的性能和稳定性。
以下是电路设计的重点：加热器功率控制：一般采用PID控制器来实现加热器功率的调节。
PID 控制器可以根据温度误差来自动调节加热器的功率，减小温度波动。
温度传感器选择：常用的温度传感器有热电偶和红外测温仪。
选择合适的传感器对提高系统的测量精度至关重要。
电路保护：为防止系统故障对设备和人身造成伤害，电路应设计多种保护措施。
例如，加热器应配备熔断器、过载保护器和短路保护器等。
电阻炉温度控制系统的软件设计是实现整个系统智能化的关键。
软件应包括输入输出端口设置、算法实现等关键模块。
以下是软件设计的要点：输入输出端口设置：软件应设置必要的输入输出端口，以便于用户对系统进行控制和监视。
例如，软件应支持通过界面设置加热器的启动/停止、温度设定值等。
算法实现：系统软件应实现高效的温度控制算法，如PID控制算法，以实现精确的温度控制。
算法应具有自适应性，能够根据环境条件和材料属性等变化进行自我调整，提高控制效果。
在完成电阻炉温度控制系统的设计和调试后，需要对系统进行严格的测试与结果验证，以确保系统的性能和稳定性达到预期要求。
测试应包括以下步骤：测试环境搭建：搭建测试平台，选择合适的电阻炉、温度传感器、控制系统等设备进行联调测试。
空载测试：在无负载的情况下，测试系统的加热速度、稳定性和精度等指标。
电阻炉炉温自动控制系统
电阻炉以电为热源，通过电热元件将能转化为热能，在炉内对金属进行加热。电阻炉和火焰比，热效率高，可达50%-80%，热工制度容易控制，劳动条件好，炉体寿命长，炉温均匀，适用于要求较严的工件加热。电阻炉的功率是根据电阻炉的热平衡原则确定的，通过热平衡计算，可以比较精确的计算出电炉的功率。电炉所需的功率应包括炉子蓄热，工件加热需要热量、工件保温需要的热量、气氛裂解所需的热量，热损失等。其中炉子蓄热由电炉的规格、构造和主要尺寸、炉衬厚度，材料导热系数决定。电阻炉是热处理生产中应用最广的加热设备，通过不知在炉内的加热元件将电能转化为热能并记住辐射与对流的传热方式加热工件。
电阻炉温度控制系统
电阻炉温度控制系统1. 确定总体方案在某煤气/焦碳生产企业中，为了把握工艺规律和控制参数，按比例制作了一台模拟炼焦炉，其中的煤炭采用电阻丝进行加热。
要求控制电阻炉中A点的温度按预定的规律变化，同时监测B点的温度，一旦B点温度超过允许值，就应该发出报警信息、并停止加热。
根据设计任务的要求，采用8031单片机系统组成的数字控制器代替常规模拟调节器。
整个系统在规定的采样时刻经过A/D转换采集由温度传感器反馈回来的温度反馈测量值，并和给定值进行比较，将经过控制运算后的控制量输出给执行元件控制电阻丝的加热过程。
此外，系统还应实现人机接口功能。
系统总体框图如图1所示。
图1 模拟炼焦炉温度控制系统总体框图2. 系统硬件设计按前面的总体设计方案，该系统硬件的设计包括以下几个部分。
⑴人机接口电路本系统允许用户根据需要随时改变系统的工作状态和控制参数，为此设置了4位LED显示和相应的操作键盘，并由专用控制芯片8279实现与CPU的接口。
采用8279后，可以节省CPU用于查询键盘输入和管理显示输出的时间，降低了对CPU处理速度的要求，同时也减少了软件工作量。
⑵温度测量电路热电偶用来检测炉温，将温度值转换为毫伏级的电压信号。
为便于信号远距离传送，采用温度变送器，把热电偶输出信号转换为4～20毫安的电流信号，在接收端再经I/V变换使之变成适于A/D转换的电压信号。
在系统中，采用多路复用方式对两路热电偶信号、冷端补偿信号和标准电压信号进行A/D转换。
系统运行过程中，定期对标准电压进行采样，以修正A/D转换器的灵敏度、保证测控精度。
为提高系统抗干扰能力，在多路转换开关的控制电路A/D转换电路的数字部分中还采用了光电隔离措施。
⑶温度控制电路电阻丝由过零触发型的双向可控硅整流电路驱动，通过调节加热阻丝上的平均电压来控制加热功率，最终达到控制炉温的目的，其原理见图2。
MOC3021是可控硅型光电隔离器件，它只能触发小功率可控硅。
因此，本系统中通过MOC3021控制双向可控硅BCR1，再由BCR1控制主电路的双向可控硅BCR2。
工业电阻炉温度智能控制系统的设计
（ ．浙 江 外 国 语 学 院 国际 工 商 管 理 学 院 ， 江 杭 州 ３ ０ １ ； １ 浙 １０ ２ ２ ．浙 江农 林 大学 现 代 教 育 技 术 中 心 ， 江 临 安 ３ １０ ） 浙 １３０
摘 要 ： 集散 式热 处理 电 阻炉温度 控制 系统 利用 一 台计算机 控 制 多台 热处理 炉 ，
电源来 控制 ， 人的 劳动 强 度 大 ， 工 出现 “ 温 ” 象 ， 能 造成 产 品 报废 ． 品 质 量 低 、 品率 窜 现 可 产 废
高 、 作人 员 的劳动 强度 大 、 动效率 低 ， 劳 这些都 影 响 了企 业 的效益 ． 随着先 进制造 技术 的迅 速发 展 ， 处理 设备 的控 制精 度越来 越 重要 ， 温度对 热 处理 工件 热 而 质量具 有重 要影 响 ， 因此对 现有 的炉 温控制 系统 技 术 改造 显 得 尤 为重 要 ． 散 式 热处 理 电 集 阻 炉温度 控 制系统 采用 一种 新型 的控 制方法 ， 合 上 、 位 机 ， 结 下 设计 一套 对 温 度 实 时控 制 的集 散 式 系统 ． 系统集智 能控 制技 术 、 串行 通信技 术 、 向对 象 编程 技 术 以及 热 处 理 工 艺技 术 于 一 面
发送 来 的数据 ， 并对 其数 据进 行相 应 的处理 ， 以实现 集 中管理 和 最 优控 制 ． 下 位机 完 成 采样 各
及控 制功 能 ， 将工 艺数 据实 时发 送给 上位 机 ， 并 以便上 位机 处理 ． 下位 机主 要包 括主 Ｃ Ｕ部分 、 入 通道 、 出通 道 、 Ｐ 输 输 键盘 和显 示部 分 ． 要 完 成 温 度 的检 需
体， 有较好 的控制 和跟踪 性能 ， 控温 精度 高 ， 保证 其它 工艺 的条 件 的情 况 下 ， 高 了工 件 的质 在 提
电阻炉温度控制系统设计
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２ ０ １ ３ 年第 １ ２ 期
文章编号 ： １ ０ ０ ９— ２ ５ ５ ２ （ ２ ０ １ ３ ） １ ２— ０ １ ９ ６— ０ ４ 中图 分 类 号 ： Ｔ Ｐ ２ ７ ３ ． ５ 文 献标 识码 ： Ａ
电 阻炉 温 度控 制 系统设 计
王 锐 ，马 超
（ 黑龙江省电子信 息产 品监督检验 院 ，哈尔滨 ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ，ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｂ ｅ ｃ ｏ ｍｅ ｈｅ ｔ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｆ ｕ ｎａ ｒ ｃ ｅ，ｎ ｏ ｔ ｏ ｎ ｌ ｙ ａ ｆ ｅ ｃ ｔ ｔ ｈ ｅ ｉ ｒ ｗ ｏ ｒ ｋ ｅ ｆ ｉ ｆ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ，ａ ｌ ｓ ｏ ｈ ａ ｓ ｂ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｇ ｒ ｅ ａ ｔ ｉ ｎ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｎ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｔ ｏ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ． ＭＣＵ ｂ ｉ ｒ ｔ ｈ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｐ ｔ ｏ ｆ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ ，ｈ ｇ ｉ ｇ ｈ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ｍａ ｋ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｃ ｈ ｉ ｐ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｈｅ ｔ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ，ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ ｌ ｙ ｉ ｎ ｈｅ ｔ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｅ ｎ ｒ ａ ｐ ｉ ｄ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ．Ｔ ｈ ｉ ｓ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｎ ａ ｍｅ ｌ ｙ ｂ ｙ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｃ ｈ ｉ ｐ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ， ｄ ｉ ｇ ｉ ｔ ａ ｌ Ｐ Ｉ Ｄ ａ ｌ ｇ ｏ ｒ ｉ ｔ ｈ ｍ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｂ ｕ ｇ ｇ ｉ ｎ ｇ ． Ａｎ ｄ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｓ ， ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｃ ｏ ｎ ｒ ｔ ｏ ｌ ，ｐ ｏ ｗｅ ｒ ａ ｍｐ ｌ ｉ ｉ ｆ ｅ ｒ ａ ｎ ｄ Ｓ Ｏ ｏ ｎ ｈ ａ ｖ ｅ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｄ ｏ ｎ ｈｅ ｔ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ，ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｈｅ ｔ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｈ ａ ｓ ｒ ｅ ａ ｃ ｈ ｅ ｄ ｈｅ ｔ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ ｐ ｏｄ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ．
微机控制课程设计--电阻炉温度控制系统设计
微机控制课程设计——电阻炉温度控制系统设计班级：学号：姓名:完成日期：2013年5月目录一．课程设计目的 .......................................................................................... 二．课程设计任务 .......................................................................................... 三．课程设计要求 ..........................................................................................四. 系统总体设计 .........................................................................................五.硬件电路设计 ..........................................................................................六.系统软件设计 ..........................................................................................七. 设计总结…………………………………………………………………八. 参考文献…………………………………………………………………九. 附录………………………………………………………………………一．课程设计目的:大学本科学生动手能力的培养和提高是大学本科教育的一个重要内容。
如何让学生在学好基础知识的同时，迅速掌握应用技术，实验与课程设计环节起着非常重要的作用。
基于单片机的电阻炉温度控制系统
基于单片机的电阻炉温度控制系统基于单片机的电阻炉温度控制系统是一种应用于工业领域的温度控制系统，它能够实时监测电阻炉的温度，并根据设定的温度范围进行自动控制，以保持电阻炉的温度稳定在设定值附近。
本文将详细介绍该系统的设计原理、硬件设计和软件设计等方面。
1.设计原理电阻炉温度控制系统的基本原理是通过采集电阻炉的温度信号，然后与设定温度进行比较，最后通过控制电阻炉的加热元件来实现温度的控制。
系统的主要部件包括温度传感器、模拟信号处理电路、ADC转换模块、单片机、继电器等。
2.硬件设计硬件设计主要包括电路原理图设计和PCB设计，其中电路原理图设计包括电源部分、传感器接口部分、显示部分、通信接口部分和控制部分。
PCB设计是将电路原理图转化为PCB布局和制作过程。
3.软件设计软件设计是整个系统的核心部分，它主要包括单片机程序设计和人机界面设计。
单片机程序设计主要包括温度采集、温度比较、控制算法和输出控制等功能代码的编写。
人机界面设计是通过LCD显示屏、按键和喇叭等组件来与用户进行交互，包括温度设定、温度显示和报警等功能。
4.系统调试和优化系统调试是在硬件和软件设计完成后进行的一系列测试和优化工作，包括电路板的组装和连接、功能的测试和调试等。
对于系统的稳定性和准确性进行优化和改善，如增加滤波电路来提高温度信号的稳定性、使用PID控制算法来提高温度控制的精度等。
5.系统应用该系统可以广泛应用于电子厂、化工厂、冶金厂等工业领域，用于实现电阻炉的精确温度控制。
通过控制电阻炉的温度，可以保证产品质量和生产效率，避免过热或过冷对生产过程的影响。
总结：基于单片机的电阻炉温度控制系统是一种应用广泛的温度控制系统，通过实时监测电阻炉的温度，并根据设定的温度范围进行自动控制，可以稳定地保持电阻炉的温度在设定值附近。
该系统的设计原理、硬件设计和软件设计都有较为详细的介绍和说明，为实现电阻炉的精确温度控制提供了可行的方案。
如有兴趣，欢迎了解。
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。
毕业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摘要电阻炉作为工业炉窑中的一种常用加热设备被广泛应用于工业生产中。
对电阻炉温度控制精确与否将直接影响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响控制过程，传统的电阻炉控制系统大多建立在一定的模型基础上，难以保证加热工艺要求。
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。
本设计是以电阻炉为被控对象，单片机为核心设计的一种控制系统。
其中以K型热电偶作为温度传感器，STC89C52单片机为控制核心，PID运算规律作为控制算法。
文中详细介绍了该控制系统的硬件电路设计、软件设计及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 resistor furnace temperature control systembased on singlechipAbstractResistance 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 a 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, STC89C51 microcontroller as control core and PID control algorithm for operation rule. This paper introduces the control system of the hardware circuit design, 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 circuit, the application of solid state relays and temperature control circuit design of the system，meanwhile finish the program design, through the software control to complete the function of temperature control.Key words: resistance furnace; temperature control; PID control;single-chip microcomputer目录摘要 (I)Abstract (II)目录 ...................................................................................................................................... I II 第一章绪论 (1)1.1课题研究的背景及意义 (1)1.2国内外研究概况及发展趋势 (2)1.3智能温度控制技术的发展 (2)1.3.1 PID控制 (2)1.3.2 模糊控制 (4)1.3.3 模糊自整定PID控制 (5)1.3.4 神经网络控制系统 (5)1.3.5 专家控制系统 (6)第二章电阻炉温度控制系统总体方案设计 (8)2.1基于虚拟仪器的电阻炉温度控制 (8)2.2基于PLC的电阻炉温度控制 (8)2.3单片机与FPGA综合实现电阻炉的温度控制 (9)2.4基于单片机的电阻炉温度控制系统 (10)第三章硬件电路设计 (12)3.1温度检测电路 (12)3.1.1 温度传感器 (12)3.1.2 冷端温度补偿 (13)3.2 放大电路 (13)3.3 ADC0832简介 (15)3.3.1ADC0832引脚如图 (15)3.3.2单片机对ADC0832 的控制原理 (16)3.4 STC89C52单片机 (18)3.4.1单片机简介 (18)3.4.2管脚说明 (19)3.4.3单片机的复位电路 (21)3.4.4单片机的晶振电路 (22)3.5人机接口电路 (22)3.5.1 LCD液晶显示 (22)3.5.2 键盘 (26)3.6温度控制电路固态继电器及应用 (27)3.7报警电路 (29)第四章软件设计 (30)4.1主程序设计 (30)4.2 子程序设计 (31)4.2.1 A/D采样子程序 (31)4.2.2线性化 (31)4.2.3标度变换 (32)4.2.4键盘子程序 (34)4.2.5显示子程序 (34)4.2.6 PID子程序 (35)4.2.7 PWM控制子程序 (38)第五章系统调试 (41)总结 (44)参考文献 (45)附录A 硬件原理图 (47)附录B 源程序 (48)致谢 (60)第一章绪论1.1课题研究的背景及意义随着社会的发展，自动控制越来越成受到人们关注,自动调节电阻炉温度系统得到了广泛的应用。
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。
电阻加热炉温度控制
一、摘要温度是工业对象中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，所采用的加热方法及燃料也不相同，如煤气、天然气等。
但就控制系统本身的动态特性而言，均属于一阶纯滞后环节，在控制算法上基本相同，可采用PID控制或其他纯滞后补偿算法。
为了保证生产过程正常安全地进行，提高产品的质量和数量，以及减轻工人的劳动强度，节约能源，对加热用的各种电炉要求在一定条件下保持恒温，不能随电源电压波动或炉内物体而变化，或者有的电炉的炉温根据工艺要求按照某个指定的升温或保温规律而变化，等等。
因此，在工农业生产或科学实验中常常对温度不仅要不断地测量，而且要进行控制。
二、总体方案设计设计任务用一台计算机及相应的部件组成电阻炉炉温的自动控制系统，并使系统达到工艺要求的性能指标。
1、设计内容及要求电阻加热炉用于合金钢产品热力特性实验，电加热炉用电炉丝提供功率，使其在预定的时间内将炉内温度稳定到给定的温度值。
在本控制对象电阻加热炉功率为8KW，有220V 交流电源供电，采用双向可控硅进行控制。
系统模型：2、工艺要求按照规定的曲线进行升温和降温，温度控制范围为50—350℃，升温和降温阶段的温度控制精度为+5℃，保温阶段温度控制精度为+2℃。
3、要求实现的系统基本功能微机自动调节：正常工况下，系统投入自动。
模拟手动操作：当系统发生异常，投入手动控制。
微机监控功能：显示当前被控量的设定值、实际值，控制量的输出值，参数报警时有灯光报警。
4、对象分析在本设计中，要求电阻炉炉内的温度，按照上图所示的规律变化，从室温开始到50℃为自由升温阶段，当温度一旦到达50℃，就进入系统调节，当温度到达350℃时进入保温段，要始终在系统控制下，一保证所需的炉内温度的精度。
加工结束，要进行降温控制。
保温段的时间为600—1800s。
过渡过程时间：即从开始控制到进入保温阶段的时间要小于600s。
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。
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电炉温度控制系统设计摘要热处理是提高金属材料及其制品质量的重要技术手段。
近年来随工业的发展，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。
电阻炉是热处理生产中应用最广泛的加热设备，加热时恒温过程的测量与控制成为了关键技术，促使人们更加积极地研制热加工工业过程的温度控制器。
此设计针对处理电阻炉炉温控制系统，设计了温度检测和恒温控制系统，实现了基本控制、数据采样、实时显示温度控制器运行状态。
控制器采用51 单片机作为处理器，该温度控制器具有自动检测、数据实时采集处理及控制结果显示等功能，控制的稳定性和精度上均能达到要求。
满足了本次设计的技术要求。
关键词：电阻炉，温度测量与控制，单片机目录一、绪论 ....................................................................................................... - 1 -1.1 选题背景........................................................................................ - 1 -1.2 电阻炉国发展动态........................................................................... - 1 -1.3 设计主要容 .................................................................................... - 2 -二、温度测量系统的设计要求........................................................................... - 3 -2.1 设计任务......................................................................................... - 3 -2.2 系统的技术参数................................................................................ - 3 -2.3 操作功能设计................................................................................... - 4 -三、系统硬件设计........................................................................................... - 5 -3.1 CPU选型........................................................................................ - 5 -3.2 温度检测电路设计.............................................................................. - 6 -3.2.1 温度传感器的选择..................................................................... - 6 -3.2.1.1热电偶的测温原理 ......................................................... - 7 -3.2.1.2 热电偶的温度补偿......................................................... - 7 -3.2.2 炉温数据采集电路的设计.......................................................... - 8 -3.2.2.1 MAX6675芯片.......................................................... - 8 -3.2.2.2 MAX6675的测温原理................................................. - 9 -3.2.2.3 MAX6675 与单片机的连接.......................................... - 10 -3.3 输入/输出接口设计......................................................................... - 10 -3.4 保温定时电路设计 .......................................................................... - 13 -3.4.1 DS1302 与单片机的连接....................................................... - 13 -3.5 温度控制电路设计............................................................................ - 14 -系统硬件电路图...................................................................................... - 17 -四、系统软件设计......................................................................................... - 19 -4.1 软件总体设计 .................................................................................. - 19 -4.2 主程序设计 ..................................................................................... - 19 -4.3 温度检测及处理程序设计................................................................... - 20 -4.4 按键检测程序设计............................................................................ - 23 -4.5 显示程序设计 .................................................................................. - 25 -4.6 输出程序设计 .................................................................................. - 27 -4.7中值滤波 ......................................................................................... - 28 -五、结论 ..................................................................................................... - 30 - 参考文献 ..................................................................................................... - 31 -一、绪论1.1选题背景在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、流速、流量、压力和开关量都是常用的主要被控参数。
例如：在机械制造、电力工程、化工生产、造纸行业、冶金工业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。
其中温度控制在生产过程中占有相当大的比例，即使日常生活中的电热水器、空调、微波炉、电烤箱等家用电器也同样需要温度监控。
可见温度控制电路广泛应用于社会生活的各领域，所以对温度进行控制是非常有必要和有意义的。
准确地测量和有效地控制温度是优质、高产、低耗和安全生产的重要条件。
1.2电阻炉国发展动态电阻炉是热处理生产中应用最广泛的加热设备，它在机械、冶金等行业的生产中占有十分重要的地位，温度控制质量的好坏将直接影响着热处理产品的产量和质量，对于提高生产率和节约能源也有举足轻重的意义。
我国对电阻炉的控制进行了广泛的研究始于上世纪80 年代，随着微型计算机控制技术的发展，电阻炉计算机控制逐步进入实用化阶段。
目前，国电阻炉控制系统的研究现状如下：(1) 采用先进的控制设备随着单片机、可编程控制器与工业控制机等先进控制系统的发展，逐步取代了以前大规模的继电器、模拟式控制仪表。
单片机也因其极高的性价比而受到人们的重视和关注，获得广泛地应用和迅速地发展。
单片机具有体积小、重量轻、控制功能强、价格低与开发方便等优点。
单片机应用的意义不仅在于它的广阔围及所带来的经济效益，更重要的意义在于，单片机的应用从根本上改变了控制系统传统的设计思想和设计方法。
以前采用硬件电路实现的大部分控制功能，现在可以用单片机通过软件的方法来实现。
以前自动控制中的PID 调节，现在可以用单片机实现具有智能化的数字计算控制、模糊控制和自适应控制。
这种以软件取代硬件并能提高系统性能的控制技术称为微控技术。
(2)采用新的控制方法对传统的负反馈、单一PID 控制系统做了多种补充，从而使控制性能更佳。
同时，越来越多的控制系统采用新的控制方法如：模糊控制、神经网络控制、才遗传算法控制、最优控制、自整定PID 参数控制器、自适应控制和自校正控制器等。
1.3设计主要容设计分析了炉温的特性和单片机炉温控制系统的工作原理，完成了以AT89S5l单片机为控制器，控制系统包括温度数据采集电路、功率控制输出电路、键盘与显示接口电路和声光报警等电路的硬件电路设计，实现了温度数据采集、处理、显示、状态切换、定时保温、系统的故障自诊断和超限声光报警等功能。