电加热炉计算机温控系统设计 计算机课程设计
计算机控制技术
课程设计报告
题 目 电加热炉计算机温度测控系统设计设计
电子信息工程学院
自 动 化
学 号 年级
指导教师 职称
2011年 7月1日
目录
第一章 引言2
第二章 系统工作原理3
第三章 4.硬件设计部分
3.1电源部分4
3.2 A/D转换电路4
3.3 温度采样测量部分6
3.4 LED显示电路6
3.5 功能键7
3.6 信号输出电路8
第四章 9.软件设计部分
4.1 系统总程序设计9
4.2 A/D 转换器程序流程图11
4.3 LED显示模块程序流程图12
4.4报警模块程序设计12
4.5 键盘模块程序设计133
4.6 控制对象数学模型133
心得体会15
参考文献16
第一章 引言
温度是工业对象中最重要的参数之一。广泛应用于冶金、化工、机械加热炉热、处理炉、反应炉等行业。随着科学技术的发展和工业生产水平的提高，电加热炉已广泛应用于冶金、化工、机械等工业控制，在国民经济中发挥着重要作用。对于这样一个具有非线性、大滞后、大惯性、时变性、加热单向性等特点的控制对象，很难用数学方法建立准确的数学模型，因此传统的控制理论和方法很难达到良好的控制效果。
单片机以其应用于工业控制系统、智能仪器等领域，具有可靠性高、性价比高、控制方便、灵活性大等优点。采用单片机控制炉温可以提高控制质量和自动化水平。
第二章 系统工作原理
本系统的单片炉温度控制系统结构主要由单片机控制器、可控硅输出部分、传感器、温度变送器和被控对象组成。系统硬件结构框图如图2所示.1所示。
其工作原理：炉温控制程序和温度与热电偶电势之间的关系表存储在EPROM双向可控硅在2746中采用过零触发。过零同步脉冲形成电路提供触发脉冲。由单片机输出的门控脉冲信号的门控脉冲信号决定。设置和显示各种参数的键盘和显示器。热电偶和放大器将被测温度转换为热电势信号并放大A/D单片机识别处理用相应的数字量替换转换器。单片机每隔一定时间启动一次A/D转换、采样一次现场温度，将温度数据与给定温度W进行比较，得到温差，再根据偏差的大小和正负，通过PID控制算法发送一个相应的脉冲，使一定数量的触发脉冲通过控制门在高电平上触发可控硅，发送到8031，并通过键盘显示控制温度。同时，经冷端补偿后，将反应炉温热电偶的电势送至放大器放大，电压范围为0~10V，通过多路开关将此电压送至12位A/D转换器后，计算机通过数据口获得表示炉温的数字量。经过数字滤波、线性化处理和标度变换后，一方面通过LED另一方面，当采样周期到达时，将炉温与设定温度进行比较PD/PID运算；根据运算结果。计算机通过I/O口腔改变脉冲宽度的控制，从而改变固定控制周期T中双向可控硅（或交流电周波数）的导通时间，即改变电加热炉的平均输入功率，以达到温度控制的目的。
图2.1 系统硬件结构框图
第三章 硬件设计部分
3.1电源部分
本系统所需电源220V市电交流，直流5V电压和低压交流电需要变压器、整流装置和稳压芯片。电源变压器220交流电网V电压变为所需的电压值，交流电压变为脉动直流电压。由于脉动直流电压也含有较大的纹波，因此必须通过滤波电路进行过滤，以获得平滑的直流电压。但这种电压仍然随电网电压波动(通常有 -波动10%左右，负载和温度变化。因此，在整流和滤波电路后，还需要连接稳压电路。当电网电压波动、负载和温度变化时，稳压电路的作用是保持输出直流电压稳定。整流装置采用二极管桥式整流，稳压芯片采用78L05用电容稳定电压