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I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硬件设计英文题目TheHardwareDevelopmentforControllingTemperatureofanElectronicHeatingFurnace学生姓名万葵班级023122指导教师罗先喜专业自动化二零零六年六月东华理工学院毕业设计(论文)摘要I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ATMELAT89C52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;SSR东华理工学院毕业设计(论文)摘要IIAbstractThispaperwiththetemperaturecontrolofelectricheatingfurnaceforthecontrolobject,byvirtueoftheobjectcharacteristicofanalysisfortemperaturecontrolofelectricheatingfurnacethentocertainthehardwaresystemofdesignandcontrolsolutionsfortheheatingfurnace.Inallwalksofcontrolrealms,forexample:Themetallurgy,chemicalengineering,machineandotherindustrycontrolfield,electricheatingfurnacegotanextensiveapplication,itstemperaturecontrolhascharacteristicsofnon-linear,biglag,biginertial,time-variableandwarmupunilateralismetc.UsebidirectionalSCRthatTraditionalwaytocontroltemperatureofheatingfurnaceisaphaseshiftstylethichmakenodoubtofcouldcontroltemperatureautomaticallybutbeprovedtothatcouldproducethefearfulnessintermediatefrequencyinterfereresultinacommondisastertopowersystemduringtransportatiion.Onthecontrarycontrol,byusingmicro-chipcomputerassortwiththeslidestateraley(SSR)tocontroltemperatureisasteady,reliableandadvancedwayfortheintactsinewavewhichcouldn'tdisturbthepowersystem.Inordertoreduceandbesureofhighprecision,weuseATMELAT89C52micro-chipcomputer,whichbeproveawonderfulabilityofanti-jaming,tocontrolthepowerofradiationresistancewhichcouldinfecttemperaturedirectlybyordertheproportionofON/OFFofSSR,Themeasurementpartweselectthethermocouple(platinumrhodium10-platinum)todetectthevariabletemperature.andtoachiveautomaticcontrol.Thiscontrolsystempossessstrongpointoflowcost,highcontrolaccuracy,goodreliabilityandgoodresistancetointerferenceetc,soithavesomeworthwhiletoputonapplication.Keywordselectricheatingfurnace;AT89C52;PIDclose-loopcontrolthermocouple(platinumrhodium10-platinum);SSR东华理工学院毕业设计(论文)目录III目录摘要与关键词..........................................................I英文摘要与关键词.....................................................II绪论..................................................................11.系统总体方案设计...................................................31.1系统的设计原则.................................................31.2系统的设计步骤.................................................31.3系统的工程设计与实现...........................................31.4系统的总统方案设计.............................................41.5硬件的工程设计与实现...........................................42.电加热炉温度单片机控制系统设计....................................62.1系统概述........................................................62.2系统的总体结构..................................................62.3系统的基本工作原理..............................................62.4系统的技术指标..................................................73.温度控制硬件系统设计..............................................83.1硬件电路的设计系统规范...........................................83.2芯片功能介绍....................................................83.3分模块详述系统各部分的实现方法.................................203.3.1温度采集电路...............................................203.3.2控制芯片...................................................223.3.3加热器控制电路.............................................273.3.4抗干扰电路(看门狗电路)....................................283.3.5A/D转换器.................................................293.3.6温度检测和变送器...........................................343.3.7固态继电器控温电路.........................................354.系统软件与模型...................................................394.1数学模型建立...................................................394.2控制系统的算法设计.............................................394.3编程模型及数据结构.............................................404.4软件设计.......................................................41东华理工学院毕业设计(论文)目录IV5.系统实现技术....................................................425.1硬件调试.......................................................425.2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东华理工学院毕业设计(论文)绪论-1-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。随着温度控制器应用范围的日益广泛和多样性,各种适用于不同场合的智能温度控制器应运而生。在科研、生产中,常常需要对某些系统进行温度的监测和控制。需检测和控制的温度系统一旦确定,其热惯性大小和散热等各项硬件条件就确定了。这时,影响系统热平衡的因素主要有:系统温度T、设定温度Ta、系统周围的环境温度Ts以及加热方式和调节方法。目前已有的实现温控的方法有很多种,如:恒温法、比例式、积分式及其组合的调节方法等等,其中有的方法达到热平衡需要的时间很长,但是其控温精度很高,而有的是达到热平衡的时间短,
本文标题:电加热炉温度控制系统硬件设计
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