电炉温度过程控制系统的研究设计说明
电加热炉温度控制系统设计说明
目录1意义与要求 (1)1.1实际意义 (1)1.2技术要求 (1)2设计容及步骤 (1)2.1方案设计 (1)2.2详细设计 (2)2.2.1 主要硬件介绍 (2)2.2.2 电路设计方法 (3)2.2.3绘制流程图 (6)2.2.4程序设计 (7)2.3调试和仿真 (7)3结果分析 (8)4课程设计心得体会 (9)参考文献 (10)附录 (11)电加热炉温度控制系统设计1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设计容及步骤2.1方案设计要想达到技术要求的容，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。
整体思路是这样的：首先我们通过按键设定所需要的温度值，然后利用温度传感器检测电加热炉的实时加热温度，并送至单片机与设定值进行比较。
若检测值小于设定值，则无任何动作，电加热炉继续导通加热；若检测值大于设定值，则单片机控制光电耦合器导通，继电器动作，电加热炉断电停止加热。
实验八炉温控制系统的设计
实验八 炉温控制系统的设计一、设计目的1、了解被控对象数学模型建立的方法；2、掌握PID 控制的基本原理； 4、掌握PID 参数整定的两种方法；3、掌握Matlab/Simulink 在控制系统设计中的应用。
二、设计要求电炉是一个特性参数随炉温变化的被控对象，炉温控制具有单向性、大惯性、大滞后、时变性的特点。
设计PID 控制器，当系统处于平衡状态时，通过调节PID 控制器的比例系数p K 、积分时间系数i T 和微分时间D τ，炉温稳定在给定值，从而实现了电炉的温度控制。
三、设计任务3.1电炉数学模型一般将电阻炉视为一阶惯性环节加滞后的对象，其传递函数为s e Ts K s G τ-+=1)(。
其中：T 为电炉的时间常数，T=RC （C 为电炉热容，R 为热阻）；K 为比例系数；τ为纯滞后时间，单位s ；S 为复频域连续函数。
系数T 、K 、S 对于不同的被控对象，其数值有所不同。
现有一台50kW 箱式电阻炉，其T=360、K=8、τ=180s 。
3.2电炉控制系统框图常用电阻炉炉温控制系统如图1所示，其中PID 控制器是应用最广泛、最成熟的一种调节器。
图一 电阻炉炉温控制系统 3.3 PID 校正前系统响应分析（要求：采用Matlab/simulink 建立模型，绘制阶跃响应曲线，分析系统是否稳定） 1、 Matlab/simulink 建立模型 2、 绘制阶跃响应曲线 3、 分析系统是否稳定？3.4 PID 控制器设计PID 控制器的传递函数为)11()(s sT K s G D i p c τ++=，其中，p K 为比例常数，i T 为积分时间常数，D τ为微分时间常数。
一、Ziegler-Nichols 整定---反应曲线法反应曲线法是根据系统在开环状态下的动态特性，估算对象特性参数。
其中K 为控制 对象的增益，L 为等效滞后时间，T 为等效时间常数，然后根据表1的经验值选取控制器参数。
试验电炉的温度控制系统
1 方案的确定本次设计是通过冷热风机的双循环工作对温度的控制，运用晶闸管对加热压控制，运用PLC程序控制整个自动过程。
实验电阻炉自动系统控制是在线控制，通过各环节的配合进行全方面的控制。
运用：数据收集、逻辑分析、精确计算，等几步便洁的进为了提高系统的可靠性，本次设计采用手动，自动的两种控制式。
通过显示的参数值进行自动控制，根据仪表可凭经验进行能手动控制。
加热和制冷风机的分别工作可以提高控制控制的精确程度，只用单风道冷热的能量损失很大而且还不易进行精确的控制，运用双风道很少有能量的损失，也能使温度的升降一致，同时也提高了控制精度降低了成本从而经济效益增加。
采用晶闸管控制电压是因为：晶闸管可以控制连续的变化热量的产生也是续的。
这样炉火就可以按给定的温度变化了。
温变化曲线如下图：1.1图1.1温变化曲线如果采用变阻器来控制电压，不是连续的这样炉火不能按给定温度变化了以我们采用晶闸管来控制电阻丝两端的电压。
采用PLC控制技术来控制工作过程，因为有一定的可靠性又提高了控制。
2 选择设备类型及参数计算2．1风机电动机的确定：根据炉膛的容积：15立方米；最低温度：0℃；最高温度：90℃；由实际情况与以前的经验确定风机的功率为2.2KW。
查电工手册得到：型号：YEJ100L1---------4；额定功率：2.2KW；锭子电流：5.0A转速：1420r/min满载时：功率：85功率因数：0.85堵转电流/额定电流：7.0堵转转距/额定转距：2.3最大转距/额定转距：2.3●风机电动机保护元件及动作开关的选择电动机的额定功率为：2.3KW电动机的额定电压为；380V由公式P=√3UIcos￠∴I=3A考虑到电动机不是纯电阻元件，有一定的功率因数，一般要增加30%，所以I=3×(1+0.3)=4A查电工手册和低电压电器有：型号：DZ30--------5123极数：3额定工作电压：380V空气开关：分断能力：5200A机械寿命：3000次电寿命：8000次●熔断器：一般要求把电动机的额定电流扩大2倍来确定容断器的额定电流，所以I=8A型号：RL1----15/10额定工作的电压：380V熔断器额定工作电流：15A熔断器额定工作电压：10V熔断体额定工作电流：10A额定分断电流： 25KACOS￠: 0.35●交流接触器：一般要求电动机的额定电流扩大2倍来确定交流接触器的额定电流，所以I=8A型号：CJ0--------10A额定工作电压：380V额定工作电流：10A可控制三相笼型电动机最大额定功率：4KW额定操作频率：1200次/小时通电持续率：40%吸引线圈消耗功率：12VA一般把电动机的额定电流扩大0.95～1.05倍来确定热过载继电器的额定电流。
课程设计(论文)_基于PLC的电加热炉温度控制系统设计说明书
第一章绪论1.1选题背景及意义加热炉是利用电能来产生蒸汽或热水的装置。
因为其效率高、无污染、自动化程度高，稳定性好的优点，冶金、机械、化工等各类工业生产过程中广泛使用电加热炉对温度进行控制。
而传统的加热炉普遍采用继电器控制。
由于继电器控制系统中，线路庞杂，故障查找和排除都相对困难，而且花费大量时间，影响工业生产。
随着计算机技术的发展，传统继电器控制系统势必被PLC所取代。
二十世纪七十年代后期，伴随着微电子技术和计算机技术的快速发展，也使得PLC 具有了计算机的功能，成为了一种以电子计算机为核心的工业控制装置，在温度控制领域可以让控制系统变得更高效，稳定且维护方便。
在过去的几十年里至今，PID控制已在工业控制中得到了广泛的应用。
在工业自动化的三大支柱（PLC、工业机器人、CAD/CAM）中位居第一。
由于其原理简单、使用方便、适应能力强，在工业过程控制中95%甚至以上的控制回路都采用了PID结构。
虽然后来也出现了很多不同新的算法，但PID仍旧是最普遍的规律。
1.2国内外研究现状及发展趋势一些先进国家在二十世纪七十年代后期到八十年代初期就开始研发电热锅炉，中国到八十年代中期才开始起步，对电加热炉的生产过程进行计算机控制的研究。
直到九十年代中期，不少企业才开始应用计算机控制的连续加热炉，可以说发展缓慢，而且对于国内的温度控制器，总体发展水平仍不高，不少企业还相当落后。
与欧美、日本，德国等先进国家相比，其差距较大。
目前我国的产品主要以“点位”控制和常规PID为主，只能处理一些简单的温度控制。
对于一些过程复杂的，时变温度系统的场合往往束手无策。
而相对于一些技术领先的国家，他们生产出了一批能够适应于大惯性、大滞后、过程复杂，参数时变的温度控制系统。
并且普遍采用自适应控制、模糊控制及计算机技术。
近年来，伴随着科学技术的不断快速发展，计算机技术的进步和检测设备及性能的不断提升，人工智能理论的实用化。
因此，高精度、智能化、人性化必然是国内外必然的发展趋势。
电热水炉温度控制课程设计报告
电热水炉温度控制课程设计报告引言背景电热水炉是一种常用的加热设备，广泛应用于家庭和工业领域。
温度控制是电热水炉的核心功能之一，能够确保热水的稳定供应，并保护设备的安全运行。
因此，掌握电热水炉温度控制原理与方法非常重要。
目的本课程设计旨在通过深入研究电热水炉温度控制技术，使学生掌握温度控制的基本原理、调节方法和控制策略，以及应用电热水炉温度控制的实际案例。
基础知识1. 电热水炉的工作原理•电热水炉的结构•电热水炉的加热原理•电热水炉中的传热方式2. 温度传感器•常用的温度传感器类型•温度传感器的原理和特点温度控制原理1. 温度控制基本原理•温度的定义与测量•温度控制的目标和要求2. 温度控制回路•温度控制回路的组成•温度控制回路的工作原理温度控制方法与策略1. 开环控制与闭环控制•开环控制的特点和应用范围•闭环控制的特点和应用范围2. 常用的温度控制方法•模拟控制方法•数字控制方法3. 温度控制策略•常用的温度控制策略•温度控制策略的选择原则电热水炉温度控制设计1. 温度控制系统设计流程•确定控制目标和要求•选择合适的温度传感器•设计温度控制回路•选择合适的控制方法和策略•进行系统的仿真和调试2. 实例分析•选取一个具体的电热水炉温度控制案例•分析该案例的控制目标和要求•设计该案例的温度控制系统实验与应用1. 实验内容•搭建电热水炉温度控制系统实验平台•进行温度控制实验•分析实验结果2. 应用案例•介绍一些实际应用电热水炉的场景•分析并设计相应的温度控制方案总结通过本课程设计，学生将深入了解电热水炉温度控制的原理与方法。
掌握温度控制基本原理、温度传感器的选择与应用、温度控制方法与策略的设计，以及应用电热水炉温度控制的实例分析。
同时，通过实验与应用案例的学习，能够将所学知识应用到实际场景中，并具备分析和解决温度控制问题的能力。
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。
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。
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一、概述电加热炉温度控制系统是一种常见的自动化控制系统。
它通过控制加热元件的加热功率来维持加热炉内的温度，从而实现对加热过程的精确控制。
本文将介绍一种基于单片机的电加热炉温度控制系统的设计。
二、系统设计1. 硬件设计本系统采用单片机作为控制核心，传感器检测加热炉内的温度，并将数据反馈给单片机进行处理。
通过触摸屏交互界面，用户可以设定希望维持的温度值，单片机将控制加热元件的加热功率，以实现温度的稳定控制。
2. 软件设计单片机程序主要分为三个部分：（1）传感器数据采集和处理，通过定时器进行数据的采样，然后通过计算分析实现温度值的读取。
（2）温度控制，设定一个目标温度值后，单片机通过PID算法来控制加热元件的加热功率，保持温度的稳定。
（3）交互界面的设计，实现用户与系统的交互，包括设定目标温度值和实时温度显示等。
三、系统优势相对于传统的手动控制方式，本系统具有以下优势：（1）精度高，通过PID算法，可以实现对温度的精确控制，大大提高了生产效率。
（2）舒适度高，传统的手动控制方式需要人员长时间待在生产车间，而本系统的自动化控制方式，可以让人员远离高温环境。
（3）可靠性高，系统精度高，响应迅速，可以有效减少因为控制失误带来的损失。
四、结论本系统的设计基于单片机实现电加热炉温度的精确控制。
相对于传统的手动控制方式，具有精度高、舒适度高和可靠性高等优势。
在未来的生产过程中，随着物联网的发展，本系统也可以进行联网控制，实现对设备的远程控制和监控，提高设备的效率和安全性。
电炉温度过程控制系统的研究设计说明
工业高等专科学校毕业设计电炉温度过程控制系统的研究系别：电气与信息工程系专业班级：自动化08-37（1）班指导教师：庞晓虹完成日期： 2011年6月10日工业高等专科学校毕业设计（论文）任务书一、题目：电炉温度过程控制系统二、指导思想和目的：通过毕业设计，培养学生综合运用所学的知识和技能解决问题的本领，巩固和加深对所学知识的理解；培养学生调查研究的习惯和工作能力；培养学生建立正确的设计和科学研究的思想，树立实事、严肃认真的科学工作态度。
三、设计任务或主要技术指标：1) 额定电压: 380V±10%2) 电源频率: 50HZ±1HZ3) 电源相数：三相4) 最大控制功率：12KW5) 最高输出电流：50A6) 最高输出电压：不小于370V7) 最高控制温度：1600℃8) 控制精度：不大于设定值的±3℃四、设计进度与要求：1）：布置设计任务，深入了解设计容，阅读参考资料，学习有关容。
2）：调研该学校的实际情况，确定信息点数目及分布。
3）：设计网络拓扑结构。
4）：根据网络拓扑结构选择设备，估算工程造价。
5）：根据网络拓扑结构选择设备，估算工程造价。
6）：修改完善设计方案并绘制必须的图纸草图，编写设计说明书。
7）：修改、打印设计说明书，画正式图纸。
总结，准备毕业答辩，完成答辩。
五、主要参考书及参考资料：［1］复华.8098单片机及其应用系统设计[M].清华大学,1991.［2］文忠,程启明.微机控制技术[M].:机械工业,1993.专业班级：学生：指导教师：年月日教研室主任（签名）：系（部）主任（签名）：年月工业高等专科学校毕业设计（论文）评定意见书设计（论文）题目：电炉温度控制系统的研究专题：电炉温度控制系统设计者：震佳专业电气自动化班级 08-37（1）班设计时间： 2010 年 3月 5 日— 2010年 6月10日指导教师：职称单位评阅人：职称单位评定意见：评定成绩：指导教师（签名）：年月日评阅人（签名）：年月日答辩委员会主任（签名）：年月日毕业设计评定意见参考提纲1.学生完成的工作量与容是否符合任务书的要求。
仪表实验报告——温度控制系统
实验四温度控制系统（一）一．实验目的：1．认识温度控制系统的构成环节和各环节的作用。
2．察看比率、积分、微分控制规律的作用，并比较其他差及稳固性。
3．察看比率度δ、积分时间T I、微分时间 T D对控制系统（闭环特征）控制品质的影响。
二．温度控制系统的构成：电动温度控制系统是过程控制系统中常有的一种，其作用是经过一套自动控制装置，见图 4-1 ，使炉温自动保持在给定值。
图 4-1温度控制系统炉温的变化由热电偶丈量，并经过电动温度变送器转变为DDZ-Ⅱ型表的标准信号0～10mA直流电流信号，传递到电子电位差计XWC进行记录，同时传递给电动控制器DTL，控制器按误差的大小、方向，经过预约控制规律的运算后，输出0～10mA直流电流信号给可控硅电压调整器ZK-50，经过控制可控硅的导通角，以调理加到电炉（电烙铁）电热元件上的沟通电压，除去因为扰乱产生的炉温变化，稳固炉温，实现自动控制。
三．实验内容与步骤：（一）察看系统各环节的构造、型号、电路的连结，熟习可控硅电压调整器和电动控制器上各开关、旋钮的作用。
（二）控制系统闭环特征的测定：在以下实验中使用以下详细数值：δ1(50%)，δ2 (80%)，T I 1(50s)，T I 2 (40s)，T D1(30s) 来察看比率与积分控制规律的作用（1）观察比率作用将δ置于某值 50%，记着δ旋钮在δ1的地点，积分时间置最大（T I=max），微分开关切向0，将扰乱开关从“短”切向“扰乱” ，产生一个阶跃扰乱（此时为反向扰乱），同时在记录仪的记录线上作一记号，以记录阶跃扰乱加入的时辰，察看并记录在纯比率作用下达到稳固的时间及余差大小。
（2）观察积分作用保持δ =δ1不变，置 T I =T I 1，同时在记录仪的记录线上作一记号，以记录积分作用加入的时辰，注意察看积分作用怎样除去余差，直到过程基本稳固。
2．观察 PI 控制作用下的过渡过程保持δ 1 ，T I 1 不变，将扰乱开关从“扰乱”切向“短” ，产生一个正向阶跃扰乱，察看过渡过程到基本稳固。
电加热炉温度控制系统设计
电加热炉温度控制系统设计摘要：1.引言电加热炉广泛应用于金属加热、熔化、回火等工艺过程中，其温度控制对产品质量的稳定性和一致性具有重要影响。
因此，设计一套高效可靠的电加热炉温度控制系统对于提高生产效率和节约能源具有重要意义。
2.系统结构设计电加热炉温度控制系统主要由传感器、控制器、执行器和人机界面组成。
传感器用于实时感知电加热炉内部温度变化，控制器根据传感器数据进行温度控制算法的计算，执行器根据控制器输出的控制信号调节电加热炉的供电功率，人机界面用于显示和操作温度控制系统。
3.温度传感器设计温度传感器一般采用热电偶或热电阻器进行测量，其工作原理基于材料的温度和电阻之间的相关性。
在电加热炉温度控制系统中，传感器应具有快速响应、精确稳定的特性，选择合适的传感器材料和安装位置对于准确测量温度值至关重要。
4.控制器设计电加热炉温度控制系统常用的控制器包括PID控制器和模糊控制器。
PID控制器基于比例、积分和微分三个部分的线性组合，能够根据系统的误差进行相应的调节，具有简单可靠的特点。
模糊控制器基于模糊逻辑推理，能够根据模糊规则进行决策，适应性强。
选择合适的控制器取决于电加热炉的温度调节需求和实际使用场景。
5.执行器设计电加热炉的供电功率调节通常通过调整炉内的电阻或使用可调电压/电流源实现。
执行器的设计应考虑到功率调节的精度和响应时间等因素，确保控制系统能够快速准确地调节电加热炉的供电功率，实现温度控制目标。
6.人机界面设计温度控制系统的人机界面一般包括温度显示、参数设置、报警显示和历史数据查询等功能。
界面设计应简洁明了，易于操作，提供必要的温度控制信息和报警提示，方便操作员进行实时监测和调节。
7.系统安全与优化温度控制系统应考虑到系统的安全性和优化性能。
安全性包括对系统故障的检测和处理，例如传感器异常、控制器故障等；优化性能包括对温度变化的快速响应和精确控制，例如减小温度波动、提高温度稳定性等。
8.结论本文基于电加热炉温度控制系统设计原理和方法进行了综合考虑，针对不同的温度控制要求给出了相应的解决方案。
电热炉温度控制系统的设计
电热炉温度控制系统的设计一、引言电热炉是在电能的作用下将电能转化为热能的一种热源设备。
电热炉的主要作用是把电能转化为热能，用于加热介质或加温设备，广泛应用于电子、电气、机械、化工等各个领域。
为了保证电热炉正常运行，需要对其温度进行控制，以避免过温或过冷，影响电热炉的正常工作。
电热炉控制系统的设计目的是实现对电热炉温度的控制和调节，及时反馈温度变化并进行调整，保证电热炉的正常运行。
其基本原理是根据电热炉温度变化的反馈信号，通过电路调整加热功率，控制电热炉的加热与降温，以达到预设温度的目的。
电热炉的温度控制系统主要由温度传感器、比例放大器、输出控制器、执行器、电源等组成。
其中，温度传感器用于检测电热炉内部的温度，将温度信号转换为电信号，并输出给比例放大器。
比例放大器将检测到的温度信号放大并通过输出控制器输出一个带有占空比的脉冲信号。
输出控制器通过分析带有占空比的脉冲信号，控制负载执行器的工作，实现对电热炉温度的调节。
电热炉温度控制系统的设计流程包括需求分析、系统方案设计、系统硬件设计、系统软件设计和实验测试等几个阶段。
1. 需求分析需求分析阶段主要是明确系统的功能要求和性能指标，制定系统设计方案。
根据电热炉的加热特性和控制要求，可设置设备温度范围、温度控制点、温度精度、升温/降温速率等指标，以便为系统的硬件设计和软件设计提供依据。
2. 系统方案设计在系统方案设计阶段，应该对系统设计进行整体规划，明确系统所需硬件和软件的配置。
具体的设计内容包括硬件结构选择、传感器选型、控制器选型、温度控制算法选择等方案设计，最终确定方案。
根据系统方案设计，确定相关硬件的型号、规格和数量等，设计出电热炉温度控制器的电路原理图和PCB板。
硬件设计应重点考虑信号传输的稳定性和精度以及控制器的稳定性和可靠性，提高系统的性能和稳定性。
在系统软件设计阶段，需要完成控制器的程序设计、参数调整和运行测试等工作。
具体工作包括系统软件的设计、参数设置、程序调试和测试，通过实验测试对电热炉的温度控制系统进行评估，确保系统的正确性和稳定性。
C的电炉温控制系统设计
基于80C51的电炉温度控制系统设计一．绪论电炉在化工、冶金等行业应用广泛，因此温度控制在工业生产和科学研究中具有重要意义。
采用单片机进行炉温控制，具有电路设计简单、精度高、控制效果好等优点，对提高生产效率、促进科技进步等方面具有重要的现实意义。
本设计利用单片机的I／O接口，以查询、中断的方式实现温度的实时采集与控制，充分利用CPU的资源空间，简化了测量电路以及程序调试的复杂过程，方便了技术人员在实际中的开发和应用。
二．系统工作原理本系统由单片机80C51、温度采集电路、温度设定键、2位LED 温度显示电路、主电路及其驱动电路等部分组成,采用bang-bang控制策略进行温度控制。
由于系统中采用了新型元件，因此具有功能强、精度高、功耗低、硬件电路简单等特点。
其硬件原理图如图1所示：书上在系统中，利用热敏电阻测得电炉实际温度并转换成电阻值，然后经过温度采集电路转化为电压信号。
该电压信号经过ADC0809转换成与炉温相对应的数字信号进入单片机，单片机进行数据处理后，通过液晶显示器显示温度，同时将温度与设定温度比较，根据设定计算出控制量，根据控制量通过控制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。
三．系统硬件电路设计（1）80C51单片机80C51引脚封装图如下：后页80C51单片机具有高密度、高速度、低功耗的特点，电平既与TTL电平兼容又与CMOS电平兼容。
基本组成：8位CPU，含布尔处理器时钟电路、总线控制4k字节的程序存储器128字节的数据存储器特殊功能寄存器SFR4个并行I/O口2个16位定时/计数器1个双全工异步串行口中断系统（5个中断源、2个优先级）（2）主电路及其驱动电路电路图如下：后页MOC3061为光电双向可控硅驱动器，由美国摩托罗拉公司推出，该器件大大加强了静态能力保证了电感负载的稳定的开关性能，由于输入输出采用光电隔离，绝缘电压高达7500v表一moc3061极限参数参数数值单位红外发光二极管反向电压 6 V正向连续电流60 mA总功耗120 mW输出驱动截止状态端电压600 V峰值重复浪涌电流 1 A总功耗150 mW整个器件绝缘电压7500 V总功耗250 mW结温范围-40—+100工作环境温度范围-40—+85贮存温度-40—+150焊接温度260MOC3061的端口1与单片机P2.0口连接，以实现电炉的加热或保温（3）温度采集电路：电路图如下：最后页恒流源LM317，热敏电阻PT100，运算放大器 ADC0809ADC0809数模转换器结构图：书上ADC0809具有三态锁存器，数据总线直接与单片机数据总线连接。
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。
试验电炉的温度控制系统
70 4014111315T(h)℃1 方案的确定本次设计是通过冷热风机的双循环工作对温度的控制，运用晶闸管对加热压控制，运用PLC程序控制整个自动过程。
实验电阻炉自动系统控制是在线控制，通过各环节的配合进行全方面的控制。
运用：数据收集、逻辑分析、精确计算，等几步便洁的进为了提高系统的可靠性，本次设计采用手动，自动的两种控制式。
通过显示的参数值进行自动控制，根据仪表可凭经验进行能手动控制。
加热和制冷风机的分别工作可以提高控制控制的精确程度，只用单风道冷热的能量损失很大而且还不易进行精确的控制，运用双风道很少有能量的损失，也能使温度的升降一致，同时也提高了控制精度降低了成本从而经济效益增加。
采用晶闸管控制电压是因为：晶闸管可以控制连续的变化热量的产生也是续的。
这样炉火就可以按给定的温度变化了。
温变化曲线如下图：1.1图1.1温变化曲线如果采用变阻器来控制电压，不是连续的这样炉火不能按给定温度变化了以我们采用晶闸管来控制电阻丝两端的电压。
采用PLC控制技术来控制工作过程，因为有一定的可靠性又提高了控制。
2 选择设备类型及参数计算2．1风机电动机的确定：根据炉膛的容积：15立方米；最低温度：0℃；最高温度：90℃；由实际情况与以前的经验确定风机的功率为2.2KW。
查电工手册得到：型号：YEJ100L1---------4；额定功率：2.2KW；锭子电流：5.0A转速：1420r/min满载时：功率：85功率因数：0.85堵转电流/额定电流：7.0堵转转距/额定转距：2.3最大转距/额定转距：2.3●风机电动机保护元件及动作开关的选择电动机的额定功率为：2.3KW电动机的额定电压为；380V由公式P=√3UIcos￠∴I=3A考虑到电动机不是纯电阻元件，有一定的功率因数，一般要增加30%，所以I=3 ×(1+0.3)=4A查电工手册和低电压电器有：型号：DZ30--------5123极数：3额定工作电压：380V空气开关：分断能力：5200A机械寿命：3000次电寿命：8000次●熔断器：一般要求把电动机的额定电流扩大2倍来确定容断器的额定电流，所以I=8A型号：RL1----15/10额定工作的电压：380V熔断器额定工作电流：15A熔断器额定工作电压：10V熔断体额定工作电流：10A额定分断电流：25KACOS￠: 0.35●交流接触器：一般要求电动机的额定电流扩大2倍来确定交流接触器的额定电流，所以I=8A型号：CJ0--------10A额定工作电压：380V额定工作电流：10A可控制三相笼型电动机最大额定功率：4KW额定操作频率：1200次/小时通电持续率：40%吸引线圈消耗功率：12V A一般把电动机的额定电流扩大0.95～1.05倍来确定热过载继电器的额定电流。
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。
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。
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工业高等专科学校毕业设计电炉温度过程控制系统的研究系别：电气与信息工程系专业班级：自动化08-37（1）班指导教师：庞晓虹完成日期： 2011年6月10日工业高等专科学校毕业设计（论文）任务书一、题目：电炉温度过程控制系统二、指导思想和目的：通过毕业设计，培养学生综合运用所学的知识和技能解决问题的本领，巩固和加深对所学知识的理解；培养学生调查研究的习惯和工作能力；培养学生建立正确的设计和科学研究的思想，树立实事、严肃认真的科学工作态度。
三、设计任务或主要技术指标：1) 额定电压: 380V±10%2) 电源频率: 50HZ±1HZ3) 电源相数：三相4) 最大控制功率：12KW5) 最高输出电流：50A6) 最高输出电压：不小于370V7) 最高控制温度：1600℃8) 控制精度：不大于设定值的±3℃四、设计进度与要求：1）：布置设计任务，深入了解设计容，阅读参考资料，学习有关容。
2）：调研该学校的实际情况，确定信息点数目及分布。
3）：设计网络拓扑结构。
4）：根据网络拓扑结构选择设备，估算工程造价。
5）：根据网络拓扑结构选择设备，估算工程造价。
6）：修改完善设计方案并绘制必须的图纸草图，编写设计说明书。
7）：修改、打印设计说明书，画正式图纸。
总结，准备毕业答辩，完成答辩。
五、主要参考书及参考资料：［1］复华.8098单片机及其应用系统设计[M].清华大学,1991.［2］文忠,程启明.微机控制技术[M].:机械工业,1993.专业班级：学生：指导教师：年月日教研室主任（签名）：系（部）主任（签名）：年月工业高等专科学校毕业设计（论文）评定意见书设计（论文）题目：电炉温度控制系统的研究专题：电炉温度控制系统设计者：震佳专业电气自动化班级 08-37（1）班设计时间： 2010 年 3月 5 日— 2010年 6月10日指导教师：职称单位评阅人：职称单位评定意见：评定成绩：指导教师（签名）：年月日评阅人（签名）：年月日答辩委员会主任（签名）：年月日毕业设计评定意见参考提纲1.学生完成的工作量与容是否符合任务书的要求。
2.设计或论文（说明书）的优缺点，包括：学生理论水平、独立实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力、勤勉态度等。
3.设计或论文（说明书）中较成功的部分。
4.作毕业设计或论文（说明书）时遇到的困难和问题。
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。
关键词：电炉；温度过程控制系统；设计目录1过程控制系统的简介 (1)1.1过程控制的基本概念 (1)1.1.1自动控制 (1)1.1.2过程控制 (1)1.1.3过程控制系统 (1)1.2过程控制的发展与趋势 (1)1.2.1基地式控制阶段（初级阶段） (1)1.2.2单元组合仪表自动化阶段 (2)1.2.3计算机控制的初级阶段 (2)1．3综合自动化阶段 (2)1.4简单控制系统的结构组成 (2)1.5被控变量的选择 (4)1.5.1选择直接参数作为被控变量 (4)1.5.2选择间接参数作为被控变量 (4)1.6控制阀的选择 (5)1.7控制器正、反作用方式的选择 (5)2 电炉温度过程控制系统 (6)2.1 KSY-12-16(A)电炉温度控制系统 (6)2.1.1用途和适用围: (6)2.1.2型号的组成及代表意义： (6)2.1.3使用环境条件: (6)2.1.4结构特征: (6)2.2工作原理简介 (6)2.2.1系统控制原理 (7)2.2.2控制参数与被控制参数的选择 (8)2.2.3主要技术特性 (8)2.2.4产品特点 (9)2.2.5电炉加热方式的分类 (10)2.3电炉控制系统的硬件部分 (11)2.3.1 8031芯片 (12)2.3.2 8255A芯片 (12)2.3.3 ADC0809转换器 (13)2.3.4 ADC0809与MCS-51系列单片机的接口方法 (16)2.3.5温度检测元件及变送器、ADC的选择 (16)2.3.6 IC集成温度传感器 (18)2.3.7接口芯片的扩展 (18)2.3.8温度控制电路 (18)2.2.9控制与显示方法分析 (19)2.4电炉控制系统的软件部分 (19)2.5电阻加热炉基本结构及型式 (19)2.6设备的安装 (21)2.7使用方法 (22)2.8面板示意图 (23)总结 (24)辞 (25)参考文献 (26)1过程控制系统的简介1.1过程控制的基本概念1.1.1自动控制在没有人的直接参与下，利用控制装置操纵生产机器、设备或生产过程，使表征其工作状态的物理参数（状态变量）尽可能接近人们的期望值（即设定值）的过程，称为自动控制。
1.1.2过程控制对生产过程所进行的自动控制，称为过程控制。
也可采用前面的表述方法：凡是采用模拟或数字控制方式对生产过程的某一或某些物理参数进行的自动控制通称为过程控制。
1.1.3过程控制系统随着人们物质生活水平的提高以及市场竞争的日益激烈，产品的质量和功能也向更高的档次发展，制造产品的工艺过程变得越来越复杂，为满足优质、高产、低消耗，以及安全生产、保护环境等要求，做为工业自动化重要分支的过程控制的任务也愈来愈繁重。
在现代工业控制中, 过程控制技术是一历史较为久远的分支。
在本世纪30 年代就已有应用。
过程控制技术发展至今天, 在控制方式上经历了从人工控制到自动控制两个发展时期。
在自动控制时期，过程控制系统又经历了三个发展阶段, 它们是：分散控制阶段, 集中控制阶段和集散控制阶段。
几十年来，工业过程控制取得了惊人的发展，无论是在大规模的结构复杂的工业生产过程中，还是在传统工业过程改造中，过程控制技术对于提高产品质量以及节省能源等均起着十分重要的作用。
目前，过程控制正朝高级阶段发展，不论是从过程控制的历史和现状看，还是从过程控制发展的必要性、可能性来看，过程控制是朝综合化、智能化方向发展，即计算机集成制造系统(CIMS)：以智能控制理论为基础，以计算机及网络为主要手段，对企业的经营、计划、调度、管理和控制全面综合，实现从原料进库到产品出厂的自动化、整个生产系统信息管理的最优化。
为了实现过程控制，以控制理论和生产要求为依据，采用模拟仪表、数字仪表或微型计算机等构成的控制总体，称为过程控制系统。
1.2过程控制的发展与趋势从系统结构来看，过程控制已经经历了四个阶段。
1.2.1基地式控制阶段（初级阶段）20世纪50年代，生产过程自动化主要是凭生产实践经验，局限于一般的控制元件及机电式控制仪器，采用比较笨重的基地式仪表（如自力式温度控制器、就地式液位控制器等），实现生产设备就地分散的局部自动控制。
1.2.2单元组合仪表自动化阶段20世纪60年代出现了单元组合仪表组成的控制系统，单元组合仪表有电动和气动两大类。
所谓单元组合，就是把自动控制系统仪表按功能分成若干单元，依据实际控制系统结构的需要进行适当的组合。
因此单元组合仪表使用方便、灵活。
单元组合仪表已延续30多年，目前国还广泛应用。
由单元组合仪表组成的控制系统，其控制策略主要是PID控制和常用的复杂控制系统（如串级、均匀、比值、前馈、分程和选择性控制等）。
1.2.3计算机控制的初级阶段20世纪70年代出现了计算机控制系统，最初是直接数字控制（DDC）实现集中控制，代替常规的控制仪表。
但由于集中控制的固有缺陷，未能普及与推广就被集散控制系统（DCS）所代替。
DCS在硬件上将控制回路分散化，数据显示、实时监督等功能集中化，有利于安全平稳生产。
就控制策略而言，DCS仍以简单PID控制为主，再加上一些复杂的控制算法，并没有充分发挥计算机的功能和控制水平。
1．3综合自动化阶段20世纪80年代以后出现二级优化控制，在DCS的基础上实现先进控制和优化控制。
在硬件上采用上位机和DCS（或电动单元组合仪表）相结合，构成二级计算机优化控制。
当前自动控制系统发展的一些主要特点是：生产装置实施先进控制成为发展主流；过程优化受到普遍关注；传统的DCS正在走向国际统一标准的开放式系统；综合自动化系统（DIPS）是发展方向综合自动化系统，就是包括生产计划和调度、操作优化、先进控制和基层控制等容的递阶控制系统，亦称管理控制一体化系统（简称管控一体化系统）。
这类自动化及其网络来实现的，因此也称为计算机集成过程系统（CIPS）。
这里“计算机集成”指出了它的组成特性，“过程系统”指明了它的工作对象，正好与计算机集成制造系统（CIMS）相对应，有人也称为过程工业的CIMS。
可以认为，综合自动化是当代工业自动化为主要潮流。
它以整体优化为目标，以计算机为主要技术工具，以生产过程的管理和控制的自动化为主要容，将各个自动化“孤岛”综合集成为一个整体的系统。
1.4简单控制系统的结构组成所谓简单控制系统，通常是指一个测量变送器、一个控制器、一个执行器和一个被控对象所构成的闭环系统，也称为单回路控制系统。
单回路控制系统的结构比较简单，所需的自动化装置数量少，操作维护也比较方便，因此在化工自动化中使用很普遍，这类系统占控制回路的绝大多数。
简单、可靠、经济与保证效果是方案设计的基本准则。
单回路控制系统是复杂控制系统的基础，学会了单回路控制系统的工程分析、设计的处理方法，认识到系统中各个环节对控制质量的影响，并了解系统设计的一般原则后，就可以联系实际，处理其他更复杂的系统设计问题。
单回路过程控制系统的原理结构如图1-1所示温度控制系统是单回路过程控制系统。
此图为蒸汽换热器的温度控制系统，T 表示被加热物料的出口温度，是该控制系统的被控变量。
蒸汽流量是操纵变量。
该控制系统由蒸汽转换器、温度检测元件及温度变送器TT 、温度控制器TC 和蒸汽流量控制阀组成。
控制的目标是通过改变进入换热器的载热体（蒸汽）的流量，将换热器出口物料的温度维持在工艺规定的数值上。
通过改变蒸汽流量以控制被加热物料的出口温度是工业生产中最为常见的换热器控制方案。
图1-1 温度控制系统如图2-2所示简单控制系统的结构比较简单，所需的自动化装置数量少，投资低，操作维护也比较方便，而且在一般情况下，都能满足控制质量的要求。
因此，简单控制系统在工业生产过程中得到了广泛的应用，生产过程中70%以上的控制系统是简单控制系统。
图2-2 简单控制系统方框图1.5被控变量的选择被控变量的选择是控制系统设计的核心问题，被控变量选择的正确与否是决定控制系统有无价值的关键。
对于任何一个控制系统，总是希望其能够在稳定生产操作、增加产品产量、提高产品质量、保证生产安全及改善劳动条件等方面发挥作用，如果被控变量选择不当，配备再好的自动化仪表，使用再复杂、先进的控制规律也是无用的，都不能达到预期的控制效果。