毕业设计-电加热炉控制系统设计
计控 基于PID电加热炉温度控制系统毕业设计论文
基于PID电加热炉温度控制系统设计摘要基于PID电加热炉温度控制系统以PID控制为核心，硬件方面包括电源部分、采样测量部分、驱动执行部分。
PID控制不仅适用于数学模型已知的控制系统中，而且对于大多数数学模型难以确定的工业过程也可应用，在众多工业过程控制中取得了满意的应用效果。
PID 控制又分为位置式PID 控制和增量式PID 控制，公式4 给出了控制量的全部大小，所以称之为全量式或者位置式控制；如果计算机只对相邻的两次作计算，只考虑在前一次基础上，计算机输出量的大小变化，而不是全部输出信息的计算，这种控制叫做增量式PID 控制算法。
控制系统的软件主要包括：采样、标度变换、控制计算、控制输出、中断、显示、报警、调节参数修改、温度设定及修改。
其中控制算法采用数字PID调节，应用增量型控制算法，并对积分项和微分项进行改进，以达到更好的控制效果。
关键字电机热炉；温度；PID1概述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。
PID（Proportional Integral Derivative）控制是控制工程中技术成熟、应用广泛的一种控制策略，经过长期的工程实践，已形成了一套完整的控制方法和典型的结构。
它不仅适用于数学模型已知的控制系统中，而且对于大多数数学模型难以确定的工业过程也可应用，在众多工业过程控制中取得了满意的应用效果。
在本控制对象电阻加热炉功率为800W，由220V交流电供电，采用双向可控硅进行控制。
本设计针对一个温度区进行温度控制，要求控制温度范围50~350℃，保温阶段温度控制精度为正负1度。
毕业设计(论文)电加热炉温度控制硬件系统设计[管理资料]
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东华理工学院长江学院毕业设计（论文）题目：电加热炉温度控制硬件系统设计英文题目：The Hardware System Design for ElectricityHeating Furnace Temperature Control系别：电子与机械工程系学生姓名：班级：023122指导教师：专业：自动化二零零九年六月摘要本文以电加热炉的温度控制为被控对象，通过对电加热炉的温度控制对象特性的分析来确定电加热炉的温度控制硬件系统的设计和控制方案。
本课题是高温电加热炉的温度控制系统为研究对象，其中第一部分为硬件设计，主要由控制电路（包括8031处理器）、存储器2716、键盘/显示器接口8279等）、测温及报警电路（包括声光报警、温度检测及A/D转换等）、调功电路等组成。
系统采用温度补偿和过零触发等技术，从硬件上保证了测温精度，为提高控制精度打下了基础。
在第二部分建立了被控对象的数学模型，控制采用比较成熟的变速积分分离PID 算法，并通过仿真选择了控制律的参数。
利用8031单片机构成了控制器，实现了实时控制。
测量温度部分是靠热电偶来实现，热电偶的冷端补偿采用热电偶(铂銠10-铂铑热电偶)温度传感器，测量标准，克服了常规方法补偿误差大的缺点，该系统具有软启动、程序升温、键盘输入、显示打印等功能，使温度控制为误差达到≤±5℃，调节温度的超调量小于30%，实时显示炉内温度，记录温度变化的过程。
为了在工业现场应用中具有较强的抗干扰能力，采取了一系列抗干扰措施。
以单片机为核心，采用温度变送器桥路和8031，实现对电炉温度的自动控制。
该控制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。
有较高的适用价值和理论价值。
关键字电加热炉；温度控制；8031单片机AbstractThe heating furnace temperature control to call for the alleged target, Through Feb heating furnace temperature control analysis to determine the identity of the target heating furnace temperature control system hardware design and control programmers.This paper studies on improving the high-temperature resistance stove temperature control system. The hardware has been described on the first part of this paper. It consists of the control-circuit (included 831 CPU, 2746/2864A memory, key-board and display unit interface 8279 etc), temperature measurement and alarm circuit (included sound-light alarm, temperature measurement and A/D conversion circuit) and power control circuit etc. The technique of temperature compensation and zero-point trigging has been used in the system, and the precision of temperature measurement guaranteed from hardware builds a foundation to upgrade the precision of control. The mathematical model of the control object has been founded in the second part of this paper. The mature algorithm of variable speed integral separation PID has been adopted in control rule, and the parameter of control rule is selected by the simulation analysis in computer. The real-time control is used to organize control unit by the 8031. Single chip.For applications in the industrial scene had a strong anti-interference capability, adopted a series of anti-interference measures. To Shanpianji at the core, using temperature Biansongqi Kin Road and 8031, the achievement of an electric temperature automatic. The control system has a low cost hardware, electrical higher precision; reliability is good, strong anti-interference capability characteristics. High value and the theoretical value of the application.Key wordsElectrical heating stove；Temperature is controlled；8031 Single chip目录摘要与关键词英文摘要与关键词绪论 (1)1. 电加热炉温度单片机控制系统总体方案设计 (4)系统的设计原则 (4)系统总体方案设计和工艺要求 (4)系统概述 (5) (5) (6)2. 温度控制硬件系统设计 (7)原理图的设计原则 (7)芯片功能介绍 (7)8031芯片介绍 (7)8279芯片介绍 (10)AD574A芯片介绍 (12)其他主要芯片 (16)分模块详述系统各部分的实现方法 (18)交流电过零检测电路 (18)A/D转换电路 (19)温度检测和变送器 (21)报警电路 (24)显示模块与键盘电路 (25)PC机与单片机(8031)的串行通讯 (26)存储器扩展电路 (27)其他主要电路 (28)电加热炉温度控制系统的硬件结构图 (29)3. 系统软件与模型 (30)数学模型建立 (30)控制系统的算法设计 (30)软件结构 (32)软件设计 (36)4. 系统实现技术 (40)硬件调试 (40)软件调试 (40)结论 (41)致谢 (42)参考文献 (43)附录 1 程序清单 (44)附录 2 电加热炉温度控制系统的硬件结构图 (55)绪论随着微电子技术和微型计算机的迅猛发展，微机测量和控制技术以其逻辑简单、控制灵活、使用方便及性能价格比高的优点得到了广泛的应用。
电加热炉温度控制系统设计
3.３.１.系统概况
本系统是采用以AT8９C ５1单片机为核心的温度控制系统，通过温度传感器采样实时温度,并通过变送器将温度最终转换为电压信号通过A/D 转换器0８0８将其转换为数字信号,送入单片机与给定值进行比较，通过运用PID 算法得出控制结果,送显示并进行控制。
总体设计方案见如图4－１所示。
图3-1 系统设计方案图
３.3.２.功能模块
1、单片机控制模块
A/Ｔ８9C5１是整个系统的控制核心，将采集来的数据与设定值进行比较，利用PID 算法得出结果并送输出。
整个控制系统的程序就下载到单片机中去。
Ａ/T8９C5１仿真图如图3-２所示。
看门狗
报警提
醒 通信接
口 LED 显
示
键盘
微型控制机 AT89C5
1
温度检测驱动执行机构 8路D/A 转换器测量变送 8路A/D 转换器加热电阻 温度 看门狗
测量变送。
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目录引言 (6)1 模糊控制器的设计 (13)1.1 模糊逻辑基础 (13)1.1.1 模糊集合的概念和基本运算 (13)1.1.2 模糊关系 (14)1.1.3 模糊规则 (15)1.2 模糊控制系统 (17)1.2.1 模糊控制的基本思想 (18)1.2.2 模糊控制系统的组成 (18)1.3 基本模糊控制器的设计 (20)1.3.1 精确量的模糊量化处理 (20)1.3.2 模糊推理 (23)1.3.3 反模糊化处理 (24)2 MATLAB下的仿真实验 (26)2.1 PID控制仿真实验 (26)2.2 基本模糊控制仿真实验 (27)3 电加热炉控制系统监控程序的设计 (31)3.1 组态王简介 (31)3.1.1 概述 (31)3.1.2 组态王与I/O设备 (31)3.1.3 组态王的开放性 (32)3.1.4 建立应用工程的一般流程 (32)3.1.5 如何得到组态王的帮助 (33)3.2 组态王的设计 (33)3.2.1 设计画面 (33)3.2.2 动画连接 (36)3.3 电加热炉控制监控画面 (42)结论 (47)参考文献 (48)摘要在冶金、化工，机械等各类工业控制中，电加热炉都得到了广泛的应用。
目前国内的电加热炉温度控制器大多还停留在国际60年代水平，仍在使用继电—接触器控制或常规PID控制，自动化程度低，动态控制精度差，满足不了日益发展的工艺技术要求。
电加热炉的温度是生产工艺的一项重要指标，温度控制的好坏将直接影响产品的质量。
电加热炉由电阻丝加热，温度控制具有非线性、大滞后、大惯性、时变性、升温单向性等特点。
而且，在实际应用和研究中，电加热炉温度控制遇到了很多困难：第一，很难建立精确的数学模型；第二，不能很好地解决非线性、大滞后等问题。
以精确数学模型为基础地经典控制理论和现代控制论在解决这些问题时遇到了极大地困难，而以语言规则模型(IF-THEN)为基础的模糊控制理论却是解决上述问题的有效途径和方法。
电加热炉温度控制系统硬件设计毕业设计论文
毕业设计（论文）题目电加热炉温度控制系统硬件设计英文题目The Hardware Development forControlling Temperature of an Electronic HeatingFurnace摘要本文以电加热炉的温度控制为被控对象，通过对电加热炉的温度控制对象特性的分析来确定电加热炉的温度控制硬件系统的设计和控制方案。
冶金、化工、机械各类工业控制中，电加热炉得到了广泛的应用，其温度控制具有非线性、大滞后、大惯性、时变性、升温单向性等特点。
传统的以普通双向晶闸管(SCR) 控制的高温电加热炉采用移相触发电路改变晶闸管导通角的大小来调节输出功率, 达到自动控制电炉温度的目的。
这种移相方式输出一种非正弦波, 实践表明这种控制方式产生相当大的中频干扰, 并通过电网传输, 给电力系统造成“公害”。
采用固态继电器控温电路, 通过单片机控制固态继电器, 其波形为完整的正弦波, 是一种稳定、可靠、较先进的控制方法。
为了降低成本和保证较高的控温精度, 采用ATMEL AT89C52芯片和通过控制过零触发型固态继电器的通断比，来控制输入到加热炉的功率，从而达到控制温度的目的。
测量部分是采用铂銠10-铂热电偶。
为了在工业现场应用中具有较强的抗干扰能力,采取了一系列抗干扰措施。
以单片机为核心, 采用温度变送器和固态继电器控温电路, 实现对电炉温度的自动控制。
该控制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。
有较高的适用价值和理论价值。
关键字电加热炉温度控制；AT89C52；PID闭环控制；铂銠10-铂热电偶；SSRAbstractThis paper with the temperature control of electric heating furnace for the control object, by virtue of the object characteristic of analysis for temperature control of electric heating furnace then to certain the hardware system of design and control solutions for the heating furnace.In all walks of control realms,for example: The metallurgy,chemical engineering,machine and other industry control field, electric heating furnace got an extensive application, its temperature control has characteristics of non-linear,big lag,big inertial,time-variable and warm up unilateralism etc. Use bidirectional SCR that Traditional way to control temperature of heating furnace is a phase shift style thich make no doubt of could control temperature automatically but be proved to that could produce the fearfulness intermediate frequency interfere result in a common disaster to power system during transportatiion.On the contrary control, by using micro-chip computer assort with the slide state raley (SSR) to control temperature is a steady , reliable and advanced way for the intact sine wave which couldn't disturb the power system. In order to reduce and be sure of high precision ,we use ATMEL AT89C52 micro-chip computer ,which be prove a wonderful ability of anti-jaming,to control the power of radiation resistance which could infect temperature directly by order the proportion of ON/OFF of SSR,The measurement part we select the thermocouple (platinum rhodium 10- platinum) to detect the variable temperature.and to achive automatic control.This control system possess strongpoint of low cost, high control accuracy , good reliability and good resistance to interferenceetc,so it have some worthwhile to put on application.Keywordselectric heating furnace； AT89C52；PID close-loop control thermocouple (platinum rhodium 10- platinum)；SSR目录摘要与关键词 (I)英文摘要与关键词 (II)绪论 (1)1. 系统总体方案设计 (3)1.1 系统的设计原则 (3)1.2 系统的设计步骤 (3)1.3 系统的工程设计与实现 (3)1.4 系统的总统方案设计 (4)1.5 硬件的工程设计与实现 (4)2．电加热炉温度单片机控制系统设计 (6)2.1 系统概述 (6)2.2 系统的总体结构 (6)2.3 系统的基本工作原理 (6)2.4 系统的技术指标 (7)3．温度控制硬件系统设计 (8)3.1硬件电路的设计系统规范 (8)3.2 芯片功能介绍 (8)3.3 分模块详述系统各部分的实现方法 (20)3.3.1 温度采集电路 (20)3.3.2 控制芯片 (22)3.3.3 加热器控制电路 (27)3.3.4 抗干扰电路(看门狗电路) (28)3.3.5 A/D转换器 (29)3.3.6 温度检测和变送器 (34)3.3.7 固态继电器控温电路 (35)4．系统软件与模型 (39)4.1 数学模型建立 (39)4.2 控制系统的算法设计 (39)4.3 编程模型及数据结构 (40)4.4 软件设计 (41)5．系统实现技术 (42)5.1 硬件调试 (42)5.2 软件调试 (42)结论 (43)致谢 (44)参考文献 (45)附录1 源程序 (46)附录2 硬件电路总图 (59)绪论单片微型计算机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多的电子产品中扮演着各式各样的控制角色。
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。
电加热炉温度控制系统设计
湖南理工学院南湖学院课程设计题目：电加热炉温度控制系统设计专业:机械电子工程组名：第三组班级：机电班组成员:彭江林、谢超、薛文熙目录1 意义与要求 (2)1.1 实际意义 (2)1.2 技术要求 (2)2 设计内容及步骤 (2)2.1 方案设计 (2)2.2 详细设计 (3)2.2.1 主要硬件介绍 (3)2.2.2 电路设计方法 (4)2.2.3 绘制流程图 (7)2.2.4 程序设计 (8)2.3 调试和仿真 (8)3 结果分析 (9)4 课程设计心得体会 (10)参考文献 (10)附录............................................................ 10-271 意义与要求1.1 实际意义在现实生活当中，很多场合需要对温度进行智能控制，日常生活中最常见的要算空调和冰箱了，他们都能根据环境实时情况，结合人为的设定，对温度进行智能控制。
工业生产中的电加热炉温度监控系统和培养基的温度监控系统都是计算机控制系统的典型应用。
通过这次课程设计，我们将自己动手设计一个小型的计算机控制系统，目的在于将理论结合实践以加深我们对课本知识的理解。
1.2 技术要求要求利用所学过的知识设计一个温度控制系统，并用软件仿真。
功能要求如下：（1）能够利用温度传感器检测环境中的实时温度；（2）能对所要求的温度进行设定；（3）将传感器检测到得实时温度与设定值相比较，当环境中的温度高于或低于所设定的温度时，系统会自动做出相应的动作来改变这一状况，使系统温度始终保持在设定的温度值。
2 设计内容及步骤2.1 方案设计要想达到技术要求的内容，少不了以下几种器件：单片机、温度传感器、LCD显示屏、直流电动机等。
其中单片机用作主控制器，控制其他器件的工作和处理数据；温度传感器用来检测环境中的实时温度，并将检测值送到单片机中进行数值对比；LCD显示屏用来显示温度、时间的数字值；直流电动机用来表示电加热炉的工作情况，转动表示电加热炉通电加热，停止转动表示电加热炉断电停止加热。
毕业设计79基于DDC控制的加热炉温度控制系统2
目录第2章控制方案的设定 (2)2.1系统总体方案第3章加热炉温度控制系统的硬件设计…………………3.1 DDZ-Ⅲ电动温度变送器……………………………………3.2 电动执行器……………………………………………………3.3 控制台组成结构………………………………………………第4章 MCGS组态软件的设计……………………………4.1制造工程画面………………………………………………4.2 动画连接………………………………………………………4.3 定义数据对象……………………………………………………4.4程序的设计………………………………………………………第5章调试…………………………………………………设计总结心得参考文献一.系统总体方案选择与说明1.1 设计内容利用DDC控制系统来设计一个加热炉温度控制系统，其温度控制系统流程图如下图1-1所示。
图1-1 温度控制系统流程图在生产过程中，冷物料通过加热炉对其进行加热，工艺要求热物料温度必须维持在某个给定值上下，或在某一小范围内变化。
冷物料以恒定的流量通过管道输送到加热炉中进行加热变成热物料输出，热物料温度信号通过温度变送器转变成电压信号送给温度控制器，再通过调节调节阀的开度以控制燃料的进给流量来保证热物料温度的恒定。
1.2 设计思路该系统为单输入单输出过程控制系统，结构简单只采用了一个测量变送器监测被控过程、一个调节器来保持一个被控参数恒定或在很小的范围内变化，其输出也只控制一个调节阀，故采用单回路控制系统。
1）被控参数的选择根据设计要求可知，加热炉的温度要求保持在一恒定值。
所以，可以直接选取加热炉的温度作为被控参数。
2）控制参数的选择影响加热炉的温度有两个量，一是冷物料的流量。
二是燃料的流量。
调节这两个流量的大小都可以改变温度的变化，这样构成加热炉温度控制系统就有两种控制方案。
一般采用燃料的流量控制作为控制参数较好。
3）调节阀的选择本设计选用电动调节阀。
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。
但是电加热炉主要应用还是在生产过程、实验室及研究所。
电加热炉本身可由多组炉丝提供功率，用多组温度传感器检测炉温度，因此电加热炉属多区温度系统。
控制理论从经典理论、现代理论已经发展到更先进的控制理论，控制系统也由简单的控制系统、大系统发展到今天的复杂系统。
本文讨论的电加热炉炉温控制系统由上下两组炉丝进行加热，用上下两组热电偶检测炉温。
本文所采用的电加热炉温度控制，采用的是适用于工业控制的8051单片机组成的控制系统。
为了降低电加热炉的成本，系统要求采用实现温度闭环控制，控制温度误差围5°C，调节温度的超调量小于30%，系统被测参数是温度，由单片机PID运算得出的控制量控制光控可控硅的导通和关断，以便切断或接通加热电源，调整电功率，从而控制电加热炉的温度稳定在设定的值上，并实时显示炉温度，记录温度的变化过程，以更好的控制电加热炉工作。
本系统较理想地解决了炉温控制中平稳性、快速性与精度之间的矛盾。
电加热炉是一种将电能转换为热能，在工矿企业和日常生活中，是一种常见的设备。
在社会发展的今天，电加热炉的使用，即可以提高生产效益，节约能源，也减少了环境的污染，在社会经济发展和改善人民生活质量等方面的优点早已成为社会的共识。
随着社会经济的不断发展，科技水平的进步，人民生活水平的提4高，将使社会带入一个新的阶段。
人们对热能的需求质量越来越大，电加热炉的优越性越发的突出来，这样就出现了一个问题，由于传统的电加热炉存在一定的弊端而造成能源的浪费，导致其生产效率低，其主要原因是缺少有效的调节设备，导致的浪费。
如何解决这一问题，满足社会的需求，设计得更加科学、合理，在全国仍在探讨。
并且现代电加热炉的控制方法由于数学深奥、算法复杂、现场工程师难以理解和接受，因而先进控制算法的推广受到制约，为克服以上种种困难，将来的电加热炉以控制算法简单，静动态性能好的特点，有较高的实用价值和理论价值，特别是以节约能源、保护环境的方向发展。
PID电加热炉温度控制系统课程设计
基于PID 电加热炉温度控制系统设计1概述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。
在本控制对象电阻加热炉功率为800W ，由220V 交流电供电，采用双向可控硅进行控制。
本设计针对一个温度区进行温度控制，要求控制温度范围50~350C ，保温阶段温度控制精度为正负1度。
选择合适的传感器，计算机输出信号经转换后通过双向可控硅控制器控制加热电阻两端的电压。
其对象问温控数学模型为：1)(+=-s T e K s G d sd τ 其中：时间常数Td=350秒放大系数Kd=50滞后时间τ=10秒控制算法选用改PID 控制2系统硬件的设计本系统的单片机炉温控制系统结构主要由单片机控制器、可控硅输出部分、热电偶传感器、温度变送器以及被控对象组成。
系统硬件结构框图如下：图2-1 系统硬件结构框图看门狗 报警提醒通信接口 LED显示 键盘 微型控制机 AT89S52 温度检测PT100 驱动执行机构 8路D/A 转换器DAC0832 测量变送 8路A/D 转换器ADC0809 加热电阻温度图2-2 系统电路图2.1电源部分本系统所需电源有220V交流市电、直流5V电压和低压交流电，故需要变压器、整流装置和稳压芯片等组成电源电路。
电源变压器是将交流电网220V的电压变为所需要的电压值，然后通过整流电路将交流电压变为脉动的直流电压。
由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波，必须通过滤波电路加以滤除，从而得到平滑的直流电压。
电加热炉控制系统
理工大学城市学院本科生毕业设计（论文）学院：电子与自动化学院专业：自动化学生：启轩指导教师：吕攀完成日期：2015年5月26日理工大学城市学院本科生毕业设计（论文）电加热炉控制系统设计总计毕业设计（论文）63 页表格 1 个插图15 幅摘要电加热炉控制系统设计实际上的意义就是对于工业用的电加热炉的温度进行智能控制的手段。
而温度又是工业领域里最为重要的几个模拟量参数之一。
因此，对于温度的控制也是在过程控制领域中的一个重要的步骤。
电加热炉作为特种工业炉，其优点在于高效节能而且安全性相比于传统的工业用锅炉更高。
其核心为导热油以及热油泵，也就是所谓的电加热导热油系统，通过它们从而提供高效的热量。
导热油在电加热炉工作系统中扮演着介质这样一个角色。
加热元件通电后产生热量，热量通过导热油传递给用热设备。
而导热油的循环是通过循环泵的工作，热量因此被传递出去。
综上所述，电加热炉在工业领域有着举足轻重的地位，其特点大致可以总结为以下几点：（1）运行控制完备齐全，达到自动化控制（2）在压力较为低的环境中依旧可以工作，且工作温度同样很高（3）工作效率高、控制精度高（4）空间小，结构简单，安装简便电加热炉自身有着如此大的优势，而在控制的过程当中，较为难加以控制的当属于某些控制对象的时滞性以及非线性，这些原因则往往来自于加热的过程的不同，以及加热的对象的构造成分上的差异，因此，而产生难以建立数学模型的结果。
然而，伴随着社会的不断进步，工业领域对于温度的控制也极大地不同。
传统老套的PID控制的策略方法显然已经难以适应高新技术的浪潮的席卷。
而新型的数字式PID或者更为先进的嵌入式微控制器则可以更好地完成对于温度的调控。
嵌入式微控制器的使用已经越来越接近于工业领域的发展需求，使用嵌入式微控制器来调控电加热炉的温度则是简单且灵活，而且，嵌入式微控制器还有成本低的优势，构造及操作也相对于其他的调控方式更为简单，温度调控的技术指标也可以得到大幅度的提升。
电加热炉控制系统设计-大学毕业(设计)论文
密级：NANCHANG UNIVERSITY学士学位论文THESIS OF BACHELOR（2006 —2010 年）题目锅炉控制系统的设计学院：环境与化学工程系化工专业班级：测控技术与仪器南昌大学学士学位论文原创性申明本人郑重申明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果。
对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。
本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权南昌大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
保密□，在年解密后适用本授权书。
本学位论文属于不保密□。
（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：导师签名：日期：锅炉控制系统设计专业：测控技术与仪器学号：5801206025学生姓名：魏彩昊指导教师：杨大勇摘要温度是流程工业中极为常见的热工参数，对它的控制也是过程控制的一个重点。
由于加热过程、加热装置特殊结构等具体原因，使得过程对象经常具有大时滞、非线性、难以建立精确数学模型等特点，利用传统的PID控制策略对其进行控制，难以取得理想的控制效果，而应用数字PID控制算法能得到较好的控制效果。
本文主要阐述了一种改进型的加热炉对象及其工艺流程，采用了PLC控制装置设计了控制系统，使加热炉的恒温及点火实现了自动控制，从而使加热炉实现了全自动化的控制。
此种加热炉可广泛应用于铝厂、钢厂等金属冶炼、金属加工行业以及化工行业。
此设计以工业中的电加热炉为原型，以实验室中的电加热炉为实际的被控对象，采用PID控制算法对其温度进行控制。
(毕业设计)电炉控温系统设计[管理资料]
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电炉控温系统设计白荣腾摘要本论文介绍了以AT89S52单片机为核心的温控系统设计，采用温度传感器和固体继电器控温电路，实现对电炉温度的控制。
采用基于PWM控制的温控系统的设计和实现方法，采用5档控制:最大档、较大档、中间档、较小档、最小档,控制方法简单实用。
温控系统由AT89S52单片机、行列式操作键盘、显示、继电器控温电路等部分组成，使用AT89S52单片机对温度进行实时的检测和控制，显示电路采用74164芯片进行动态扫描，能够同时显示当前温度和设定温度值。
本设计介绍的单片机温控系统的主要内容包括：系统方案、硬件设计、软件设计及系统调试，并配有必要的流程图和电路图,从硬件和软件方面做了较详尽的阐述。
温控系统经过调试运行，可对电炉温度进行控制，工作稳定可靠，实现控制精度的要求，可使温度保持在设定值，具有硬件成本低、控温精度较高、可靠性好等优点。
关键词：电炉；温度控制；单片机；固体继电器AbstractThis paper introduces a temperature control system that is based on the AT89S52 single-chip microcomputer,and the temperature control of electric furnace is realized by temperature sensor and a temperature control circuit of solid state relay. The design and implementation of the temperature control system based on PWM control uses five different scopes : the biggest scope, the bigger scope, the center scope, the smaller scope, minimum scope, and controlling method is simple and temperature control system consists of AT89S52 single-chip microcomputer, cortege type keyboard unit , display unit and temperature control circuit of solid state relay，using microprocessor AT89S52 to collect and control temperature in real time.The temperature control system based on Single-Chip Microcomputer is described in the article including system scheme, hardware and software system testing ,and it also goes with debug routine, essential flow chart and circuit this part , The hardware composition and software design are described in detail parameters．The temperature control system can control the temperature of electric furnace with debugging ,and make it keep in the enacted control system has such advantages as low cost、high control accuracy、good reliability and so on.Keywords：Electric furnace ;Temperature control; Single-Chip Microcomputer ;Solid state relay目录摘要 (I)Abstract (II)0前言 (5) (5) (6) (7)1系统硬件设计 (8) (8) (9) (10)固体继电器及其驱动电路 (14)固体继电器介绍 (14) (14) (15) (15) (17)按键控制电路 (17)2系统软件结构设计 (17) (19) (20) (22)3系统调试 (23) (23) (24)总结 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附录A 系统设计原理图 (28)附录B 系统实物图 (29)附录C 系统程序 (30)附录D 英文文献1原文 (34)附录E 英文文献1翻译 (38)附录F 英文文献2原文 (42)附录G 英文文献2翻译 (44)附件1 毕业设计任务书 (47)附件2 开题报告 (48)附件3 验收登记表 (54)附件4 答辩记录表 (55)附件5 评语表 (56)0前言温度作为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。
电加热炉温度控制系统设计开题报告
5.系统硬件印刷电路图1份；
6.中英文翻译材料（3000字）各1份；
7.答辩演示文稿1份；
8.程序指令表1份；
9.软件清单
六、其他有关问题或保障机制：
指导教师意见
指导教师签名：月 日
系意见
系主任签名： 月 日
学院意见
院长签名： 月 日
注:可另加附页(文字格式:宋体、小四号、1.5倍行距)
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备注
实现温控系统的参数自调整 ,需要将线性控制与非线性相结合, 使温度能满足用户的需要是温控系统的最终目的。在实际应用中 ,应该根据具体的应用场合、不同的加热对象和所要求的控制曲线和控制精度,选择不同的系统方法。
三、本课题研究的基本内容和方法：
课题内容：电加热炉温度控制系统进行硬件方案设计，并用组态软件实现对加热反应炉的可视化监控，并进行模拟仿真
课题实现方法：
以AT89C51单片机为核心控制器件，以MAX6675作为A/D转换器件，采用闭环直接数字控制算法，通过控制可控硅来控制热电阻，进而控制电炉温度，最终设计了一个满足要求的电炉微型计算机温度控制系统。
一﹑电炉炉温控制系统硬件框图：
二﹑系统功能模块图
三﹑总体流程图：
四、课题研究的步骤及进度安排：
广东白云学院
毕业设计(论文)开题报告
题目：电加热炉温度控制系统设计
课 题 类型：论文□设计■
学 生 姓 名：王铭堃
学 号：0803040102
班 级：08自动化（数控技术）
专业（全称）：自动化（数控技术）
指 导 教 师：曾贵娥
电加热炉控制系统设计资料
密级：NANCHANG UNIVERSITY学士学位论文THESIS OF BACHELOR（2006 —2010 年）题目锅炉控制系统的设计学院：环境与化学工程系化工专业班级：测控技术与仪器学生姓名：学号：指导教师：职称：起讫日期：锅炉控制系统设计摘要温度是流程工业中极为常见的热工参数，对它的控制也是过程控制的一个重点。
由于加热过程、加热装置特殊结构等具体原因，使得过程对象经常具有大时滞、非线性、难以建立精确数学模型等特点，利用传统的PID控制策略对其进行控制，难以取得理想的控制效果，而应用数字PID控制算法能得到较好的控制效果。
本文主要阐述了一种改进型的加热炉对象及其工艺流程，采用了PLC控制装置设计了控制系统，使加热炉的恒温及点火实现了自动控制，从而使加热炉实现了全自动化的控制。
此种加热炉可广泛应用于铝厂、钢厂等金属冶炼、金属加工行业以及化工行业。
此设计以工业中的电加热炉为原型，以实验室中的电加热炉为实际的被控对象，采用PID控制算法对其温度进行控制。
提出了一种适合电加热炉对象特点的控制算法，并以PLC 为核心，组成电加热炉自适应控制系统，其控制精度，可靠性，稳定性指标均远高于常规仪表组成的系统。
关键词：温度；电加热炉；PLC；控制系统Control System Design of BoilerABSTRACTTemperature is a very popular parameter of pyrology in flow industry，so temperature control is an emphases of process control.Considering some special condition such as heating mechanism and the special structure of heater there are often some features such as long time lag，nonlinearity and difficulties of modeling of targets of process.It's difficult to control very well by traditional PID algorithm，the Digital PID control algorithm can get better control effect.This article described a type of imp roved regenerative heating furnace, which makes the temperature invariable and auto ignition using PLC. It can be available in aluminum and steelmill and other metal industry, which can bring obvious economic and social benefits.The industrial design of the prototype electric oven to laboratory electric furnace of the real object, PID control algorithm for temperature control.The paper presents a target for electric furnace characteristics of control algorithms, and PLC as the core to form the furnace adaptive control system. Control accuracy, reliability and stability indicators are much higher than the system which is consisted of the conventional instrument, thedesign uses PID algorithm to control its temperature.Keyword: Temperature；heating furnace；PLC；control system目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1选题的背景及意义 (1)1.2加热炉控制研究现状 (2)1.3本设计的主要工作及技术路线 (3)1.3.1主要工作 (3)1.3.2本论文的技术路线 (4)第二章控制方案确定 (5)2.1控制对象的数学模型及仿真 (5)2.2 电加热炉控制系统分析: (10)2.3控制系统的控制过程 (11)2.3.1 温度--流量串级控制系统 (11)2.3.2 液位-流量串级控制系统 (11)2.4 控制系统主要特色 (12)第三章PLC 控制系统硬件设计及仪表选型 (14)3.1系统特性分析 (14)3.2 PROFIBUS 现场总线介绍 (14)3.3电加热炉PLC系统结构 (15)3.4 PLC控制系统设计 (16)3.4.1 恒温控制系统 (16)3.4.2 恒压控制系统 (17)第四章控制系统的软件设计 (20)4.1 下位机软件设计 (20)4.1.1Step-7简介 (20)4.1.2下位机软件设计流程图 (22)4.2上位机软件设计 (22)4.2.1Win CC 简介 (23)4.2.2监控系统的设计 (24)第五章仪器仪表的选型 (26)5.1现场仪表的选型 (26)5.1.1控制阀的选型 (26)5.1.2节流装置的计算 (27)5.1.3电气阀门的定位器 (28)5.1.4 压力变送器的选型 (29)5.1.5 压力表的选型 (30)5.1.6流量计的选择 (30)5.1.7 温度变送器的选型 (31)5.1.8浮子液位计的选型 (32)5.2控制室仪表选型 (33)5.2.1PLC的选型 (33)5.2.2 控制柜的选型 (33)5.2.3安全栅的选型 (34)5.2.4供电箱的选型 (34)5.2.5智能调节器的选型 (35)5.3其他仪器的选型 (36)5.3.1水箱的选型 (36)5.3.2水泵的选型 (36)5.3.4接线箱的选型 (37)5.3.5三相调压模块的选型 (37)第六章总结和展望 (38)6.1 设计总结 (38)6.2 课题展望 (39)参考文献（References） (40)致谢 (42)第一章绪论1.1选题的背景及意义我国的电加热锅炉在10多年前问世，由于受到当时电力因素的制约，发展非常缓慢，只有几个非锅炉行业的厂家在生产。
电加热炉温度控制系统设计范文
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，而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，能够提高控制质量和自动化水平。
1 前言在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。
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。
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，工业发展对是否能掌握温度有着绝正确联系。
在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业，能够说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素。
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见的主要被控参数。
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。
从市场角度看[1]，如果中国的大中型企业将温度控制系统引入生产，能够降低消耗，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的“节能减排”的要求，符合国家经济发展政策，具有十分广阔的市场前景。
现今，应用比较成熟的如电力脱硫设备中，主控制器在主蒸汽温度控制系统中的应用，已经达到了世界前进水平。
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、神经网络系统的控制。
因此。
温度控制系统经济前景非常广泛，中国的高新精尖行业研究其应用的意义更是更加重大。
加热炉毕业设计论文
加热炉毕业设计论文加热炉是一种常用的热处理设备，用于对工件进行加热处理，提高其硬度、强度等物理性能。
本论文将就加热炉的设计原理、结构特点、性能指标以及应用领域进行研究分析，并提出了一种改进方案，以满足对工件的热处理需求。
一、加热炉的设计原理和结构特点加热炉的设计原理主要包括能量传递原理和温度控制原理。
能量传递原理是指在加热炉中通过燃烧燃料或电加热元件产生热能，然后通过传热介质将热能传递给工件，使其达到所需的加热温度。
温度控制原理则是通过控制加热炉的燃料供给量或电加热元件的电流输入，来控制加热炉内部的温度，达到工艺要求。
加热炉的结构特点包括加热室、传热介质、加热元件和控制系统。
加热室是容纳工件的空间，通常由耐热材料制成，具有较好的保温性能。
传热介质可以是气体（如空气）、液体（如水、油）、固体（如炉砖）等，用于将热能传递给工件。
加热元件有燃烧炉、电阻丝、电极等，在加热炉中起到产生热能的作用。
控制系统则用于对加热炉进行温度控制，通常包括温度传感器、控制阀门、控制面板等。
二、加热炉的性能指标加热炉的性能指标主要包括加热速度、温度均匀性、能源利用率和安全可靠性。
加热速度指的是加热炉对工件进行加热的速度，通常以时间来衡量。
温度均匀性是指加热炉内工件的温度分布是否均匀，对于一些对温度要求较高的工艺来说，温度均匀性非常重要。
能源利用率则是指加热炉对能源的利用效率，通常以单位时间内消耗的能源和工件加热所需的能源之比来表示。
安全可靠性是指加热炉在工作过程中是否安全可靠，主要包括燃烧安全和温度控制的准确性。
三、加热炉的应用领域加热炉广泛应用于金属加热处理、玻璃制品生产、陶瓷烧结等领域。
在金属加热处理方面，加热炉通常用于对钢材的淬火、退火、正火等工艺进行加热，以改善钢材的性能。
在玻璃制品生产中，加热炉主要用于将玻璃加热至熔化温度，以便进行吹制、拉伸等工艺。
在陶瓷烧结方面，加热炉主要用于将陶瓷原料加热至一定温度，使其发生烧结反应，形成致密的陶瓷材料。
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。
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密级：NANCHANG UNIVERSITY学士学位论文THESIS OF BACHELOR（2006 —2010 年）题目锅炉控制系统的设计学院：环境与化学工程系化工专业班级：测控技术与仪器学生姓名：魏彩昊学号：5801206025指导教师：杨大勇职称：讲师起讫日期：2010-3至2010-6南昌大学学士学位论文原创性申明本人郑重申明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果。
对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。
本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权南昌大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
保密□，在年解密后适用本授权书。
本学位论文属于不保密□。
（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：导师签名：日期：锅炉控制系统设计专业：测控技术与仪器学号：5801206025学生姓名：魏彩昊指导教师：杨大勇摘要温度是流程工业中极为常见的热工参数，对它的控制也是过程控制的一个重点。
由于加热过程、加热装置特殊结构等具体原因，使得过程对象经常具有大时滞、非线性、难以建立精确数学模型等特点，利用传统的PID控制策略对其进行控制，难以取得理想的控制效果，而应用数字PID控制算法能得到较好的控制效果。
本文主要阐述了一种改进型的加热炉对象及其工艺流程，采用了PLC控制装置设计了控制系统，使加热炉的恒温及点火实现了自动控制，从而使加热炉实现了全自动化的控制。
此种加热炉可广泛应用于铝厂、钢厂等金属冶炼、金属加工行业以及化工行业。
此设计以工业中的电加热炉为原型，以实验室中的电加热炉为实际的被控对象，采用PID控制算法对其温度进行控制。
提出了一种适合电加热炉对象特点的控制算法，并以PLC 为核心，组成电加热炉自适应控制系统，其控制精度，可靠性，稳定性指标均远高于常规仪表组成的系统。
关键词：温度；电加热炉；PLC；控制系统Control System Design of BoilerABSTRACTTemperature is a very popular parameter of pyrology in flow industry，so temperature control is an emphases of process control.Considering some special condition such as heating mechanism and the special structure of heater there are often some features such as long time lag，nonlinearity and difficulties of modeling of targets of process.It's difficult to control very well by traditional PID algorithm，the Digital PID control algorithm can get better control effect.This article described a type of imp roved regenerative heating furnace, which makes the temperature invariable and auto ignition using PLC. It can be available in aluminum and steelmill and other metal industry, which can bring obvious economic and social benefits.The industrial design of the prototype electric oven to laboratory electric furnace of the real object, PID control algorithm for temperature control.The paper presents a target for electric furnace characteristics of control algorithms, and PLC as the core to form the furnace adaptive control system. Control accuracy, reliability and stability indicators are much higher than the system which is consisted of the conventional instrument, thedesign uses PID algorithm to control its temperature.Keyword: Temperature；heating furnace；PLC；control system目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1选题的背景及意义 (1)1.2加热炉控制研究现状 (2)1.3本设计的主要工作及技术路线 (3)1.3.1主要工作 (3)1.3.2本论文的技术路线 (4)第二章控制方案确定 (5)2.1控制对象的数学模型及仿真 (5)2.2 电加热炉控制系统分析: (10)2.3控制系统的控制过程 (11)2.3.1 温度--流量串级控制系统 (11)2.3.2 液位-流量串级控制系统 (11)2.4 控制系统主要特色 (12)第三章PLC 控制系统硬件设计及仪表选型 (14)3.1系统特性分析 (14)3.2 PROFIBUS 现场总线介绍 (14)3.3电加热炉PLC系统结构 (15)3.4 PLC控制系统设计 (16)3.4.1 恒温控制系统 (16)3.4.2 恒压控制系统 (17)第四章控制系统的软件设计 (20)4.1 下位机软件设计 (20)4.1.1Step-7简介 (20)4.1.2下位机软件设计流程图 (22)4.2上位机软件设计 (22)4.2.1Win CC 简介 (23)4.2.2监控系统的设计 (24)第五章仪器仪表的选型 (26)5.1现场仪表的选型 (26)5.1.1控制阀的选型 (26)5.1.2节流装置的计算 (27)5.1.3电气阀门的定位器 (28)5.1.4 压力变送器的选型 (29)5.1.5 压力表的选型 (30)5.1.6流量计的选择 (30)5.1.7 温度变送器的选型 (31)5.1.8浮子液位计的选型 (32)5.2控制室仪表选型 (33)5.2.1PLC的选型 (33)5.2.2 控制柜的选型 (33)5.2.3安全栅的选型 (34)5.2.4供电箱的选型 (34)5.2.5智能调节器的选型 (35)5.3其他仪器的选型 (36)5.3.1水箱的选型 (36)5.3.2水泵的选型 (36)5.3.4接线箱的选型 (37)5.3.5三相调压模块的选型 (37)第六章总结和展望 (38)6.1 设计总结 (38)6.2 课题展望 (39)参考文献（References） (40)致谢 (42)第一章绪论1.1选题的背景及意义我国的电加热锅炉在10多年前问世，由于受到当时电力因素的制约，发展非常缓慢，只有几个非锅炉行业的厂家在生产。
1998年以来，特别是2000年，电热锅炉市场迅速发展。
行业内许多厂家都已经或者正在准备生产电热锅炉。
由于起步晚、规模小,电加热锅炉的控制水准很低，甚至很原始。
电加热锅炉的控制与燃油（气）锅炉的控制有很大的不同[1]：1 电流巨大，属大电流或超大电流控制；2 没有现成的燃烧器及其程控器，锅炉的加热过程和控制品质完全由自己决定；3 比燃油（气）锅炉的自动化程度和蓄热要求更高，外观要求也更现代、更美观。
因此，电热锅炉控制存在较大难度。
1998年我们抓住了市场机遇，再次把工业控制技术应用于电加热锅炉控制领域，把大型电力负荷控制的成功经验移植到电加热锅炉的大电流控制上来，率先提出了电加热锅炉的循环投切和分段模糊控制的控制模式，较好地解决了电加热锅炉控制的理论和实际问题。
国内电加热炉的加热形式主要有以下两个：1 电阻加热式国内绝大多数厂家采用该方式，并选用电阻式管状电热元件。
电阻加热方式的电气特点是锅水不带电，但在电加热元件漏水或爆裂时会使锅水带电或称漏电。
另外，受电热元件绝缘导热层的绝缘程度的影响，电热管存在一定的泄漏电流。
泄漏电流的国家标准是<0.5ma。
该方式在结构上易于叠加组合，控制灵活，更换方便。
2 电磁感应加热式该方式的加热原理是：当电流通过加热线圈时，就会形成电磁场,把金属锅壳置于电磁场之中，就会使锅壳产生涡流，并导致其发热，从而完成对锅水加热的目的。
其电流愈大，发热量愈大。
电磁感应加热方式在工业上的应用较早，典型的应用就是中频加热炉。
但是把它应用到锅炉上，确属首次，很有创意值得关注。
目前国内只有一家厂家生产这种电热锅炉。
该方式的优点是，与水和锅炉是非接触式加热，因此绝无漏电的可能性；另一个优点是该方式须用可控硅做驱动输出，因此具有无触点开关的独特优势；机械噪声小，可多级或无级调节，使用寿命长。
该方式的缺点是热效率比电阻加热方式要稍低，约96%:。
这是因为后者是直接与锅水接触加热，而前者是间接加热，况且作为功率驱动元件的可控硅元件，其本身也要消耗一定功率。
1.2加热炉控制研究现状国内电加热炉控制有四个发展阶段：第一阶段：手动控制、温度仪表显示处于发展初期的电加热锅炉控制采用温度仪表显示温度，由人工手动投切，以达到逐级投切和温度调节的目的。
还有一种形式是无论功率多大，均分三个投切组，二组为手动，一组用温控表控制。
第一阶段手动控制方式自动化程度极低，控制效果较差。
第二阶段：顺序控制器或PLC程控器，温度仪表参与控制人们把人工手动投切改为用顺序控制器或PLC程控器来完成逐级投切，使锅炉控制基本能够自动化。
为了解决逐级投切的自动化，厂家在采用PLC作程控器，或开发了电子顺序控制器后，不但可以实现逐级投切自动化，还能定时启停锅炉。