烘干炉自动温度控制系统

烘干炉自动温度控制系统

系统的组成

根据控制要求，本设计系统硬件电路由温度检测、信号放大、A/D 转换、单片机、温度控制装置、键盘、显示及报警电路等部分组成（其中本设计采用4点测温）。

系统框图

烘干炉温度控制系统主要由温度检测、温度控制和调节、图文显示、语音报警以及数据通信等部分组成. 其结构框图如图1 所示.系统以89C51 单片机作为控制CPU ,对炉温进行检测,依据相应的控制算法,通过分析计算, 得到合适的控制量以控制加热元件,从而实现对温度的控制.

具体控制单元的设计如下：

1) 采用高速单片机作为系统的控制核心, 确保系统的运行速度; 启用看门狗 以及上电延时复位和掉电检测功能, 增强了系统的可靠性, 简化了电路设计.

2) 采用更适于现场安装的平板式结构液晶显示器, 以文本和图形两种方式实现了温度的实时显示.

3) 采用12 位高速A/ D 转换器以及新型的模拟信号隔离放大器, 保证了模拟信号的完整性, 具有放大器体积小、隔离电压高、非线性失真小等突出优点.

4) 实现了和车间级监控计算机之间的通讯. 在数据通讯设计中, 采用了独AT89C51 单片机系统 8255A 数码管

显示

键盘输入

A/D 转换器 温度

传感

器 固态继

电器 烘

干

炉 加热元件

特的高速光电隔离耦合技术, 以及数据正确性鉴别等软件技术, 通讯可以在现

场电路干扰严重、传输距离长的条件下高速、可靠进行.

5) 语音报警单元采用ISD4004 作为控制核心,为工作人员提供告警提示.

6) 结构化程序设计增强了系统软件的可移植性, 也易于调试和检验.

一.AD590是电流型温度传感器，通过对电流的测量可得到所需要的温度值

2.AD590的测温范围为-55℃～+150℃。

3.AD590的电源电压范围为4V～30V 。保存温度范围为-65℃～75℃。在

4V～6V 范围变化，电流变化1μA，相当于温度变化1K。AD590可以承受 44V 正向电压和 20V 反向电压，因而器件反接也不会被损坏。

4.输出电阻为 710M Ω、精度高。

5.精度高。AD590共有I、J、K、L、M五档，其中M档精度最高，在-55℃～

+150℃范围内，非线性误差为±0.3℃。

根据系统设计要求，本设计选择AD590。

在本设计中，我采用了四个固态继电器来对四点进行不同的加热，采用TTL 驱动SSR。

固体继电器( SSR) 是一种全部由电子元器件组成的新型无触点开关器件,具有高可靠性、长寿命、低噪音、开关速度快、抗干扰能力强、耐振动、耐冲击、防湿、防潮、防腐蚀、能与TTL 、CMOS 等逻辑电路兼容的优点,

1. A/D转换器的概述

A/D转换器（ADC）的作用就是把模拟量转换成数字量，以便于计算机进行处理。

ADC0809是CMOS工艺，采用逐次逼近法的8位A/D转换芯片，28引脚双列直插式封装，内片除A/D转换部分外还有多路模拟开关部分。能采集8路0～5V 的直

流电压信号量，由逐次逼近逻辑将多路转换器输出的模拟电压转换成8位数字信号。

ADC0809的具体参数如下：

1、分辨率：8位

2、转换时间：100us

3、有锁存功能的8位模拟开关，可以对8位模拟输入电压进行分频转换。

4、模拟电压输入范围是0～5V

5、输出与TTL兼容

6、低功耗： 15mw

7、不失调编码

8、温度范围：-40℃～+85℃

外围接口设计

在系统中需要有人机对话功能，来实现我们对系统在必要情况下的干预和系统向我们报告运行状态及运行结果。

系统采用8255A外扩接口芯片带一个2*8键盘和由5个LED数码管组成的显示器，分别显示路。

软件设计

总体设计思想

烘干炉温控制是这样一个反馈调节过程：比较实际炉温和需要炉温得到偏差，通过对偏差的处理获得控制信号，再去调节炉内的加热功率，从而实现对温度的控制。系统由温度传感器测温后，把电信号通过放大电路、A/D转换器传入到单片机，使用PID控制算法，由执行机构进行温度控制。

主程序流程图如下

开始

设定堆栈指针

清标志和暂存单元

清显示缓冲器区

T0初始化

开CPU中断

扫描键盘

温度显示