管式加热炉温度控制系统仿真设计

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1、管式加热炉温度控制系统仿真设计摘要：随着科学技术的飞速发展，消费者对民用生产和工业生产对产品的性能有了更新的要求，其中，对产品的温度控制的要求也越来越高，所以研究设计管式加热炉的温度控制器具有很大的现实意义和使用价值。本文是基于PID控制算法的管式加热炉智能温度控制器为研究对象，首先阐述本文的研究背景和温度自动控制器的需求，然后对整个系统方案做整体的设计，具体包括硬件系统设计，温度控制电路设计和软件系统设计。随后利用模糊PID计算方法计算对系统功能的实现情况，并从硬件和软件两个方面进行系统运行调试，得出较好的结果。关键词：温度控制器；SSR固态继电器；STM32单片机

2、1ABSTRACT：Withtherapiddevelopmentofscienceandtechnology,consumerandindustrialproductiontocivilianproductionrequirementsforproductupdateperformance,which,onproducttemperaturecontrolrequirementshavebecomemoresophisticated,sodesigningresistancefurnacetemperaturecontrollerisofgreatpractical

3、significanceandusefulness.ThisarticleisaresistancefurnacetemperaturecontrollerbasedonPIDcontrolalgorithmforthestudy,firstofallexplainsthebackgroundofthisstudyandtemperaturecontrolneeds,thendesigntheoverallsystem-wideprogramme,includinginparticularthehardwaresystemdesign,systemdesignands

4、oftwaredesignofthecontrolcircuitoftemperature.ThentakeadvantageoffuzzyPIDcalculationsystemofimplementation,andrunfromthetwosystemsintermsofhardwareandsoftwaredebugging,producebetterresultsandconclusionfulltext.KEYWORDS：Temperaturecontroller;SSR-solidstaterelays;STM32microcontroller1目录1引

5、言12.管式加热炉温度系统12.1管式加热炉的一般结构22.2管式加热炉传热方式43.管式加热炉温度控制系统总体方案53.1炉温控制系统总体方案设计53.2硬件系统结构63.3硬件系统设计73.3.1主控模块简介73.3.2电源电路设计83.3.3时钟设计93.4温度控制电路设计113.5软件系统设计133.5.1主程序设计133.5.2温度采集程序设计143.5.3按键检测程序144.控制系统仿真154.1PID原理154.2PID参数的选择164.3Smith模糊PID控制算法184.4模糊PID控制器的设计及仿真结果19结论23参考文献24致谢111引言随着现代

6、科技的快速发展，科学技术的应用，大大改善了人类的生产、生活方式。但是近年来气候的变化无常，严重的干扰了人类正常的生产、生活，人们对自己生活的质量和经济发展的要求逐步提高，对所用的设备功能和效用的要求也逐步提高。温度自动控制器家电产品中的应用分为民用，工业用途两种。民用如空调，微波炉，热水器，采暖炉，冰箱等等方面；温度自动控制器在工业生产用途表现在工厂的大型的机械，如锅炉等大型的机械设备，这种设备对温度的控制要求非常高。此外，还在大棚种植、养殖，温室环境等对温度有一定要求的地方应用广泛。温度自动控制器中，管式加热炉温度控制器作为管式加热炉应用的必备工具，从民用的日常生活

7、，到钢铁冶金等大型工业生产都有涉及，可以说是具有广阔的应用前景。由于机械设备经常反复使用，对温度控制器的损耗大，并且其温度控制器都是机械式的，容易损坏，对其进行修理只能更换配件，将费用加到企业消费者身上。这就使机械不具备经久耐用的特点。针对制冷制热产品的使用范围广，需求量大的特点，设计出耗费成本低，温度控制效果好的温度控制器产品，必然会得到消费者的喜爱，为企业迎来利益增长。同时，温度控制器的应用不仅仅局限于家电产品，在企业需要制冷制热的机械设备中，也同样适用。由此可见，温度控制器在民用工业用途上，应用范围广，需求量大。2.管式加热炉温度系统管式加热炉