基于最少拍的退火炉温度控制系统设计

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1、辽宁工业大学课程设计说明书（论文）辽宁工业大学计算机控制技术课程设计（论文）题目：基于最少拍的退火炉温度控制系统设计院（系）：专业班级：学号：学生姓名：指导教师：起止时间：本科生课程设计（论文）课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院教研室：自动化学号学生姓名专业班级课程设计（论文）题目基于最少拍的退火炉温度控制系统设计课程设计（论文）任务课题完成的功能、设计任务及要求、技术参数实现功能退火炉采用电热丝加热，通过巡回检测八路退火炉内温度，根据测量到的温度采样值与系统给定值进行比较来决定是否启动电热丝加热，本设计要求采用单片机作为控制器，

2、设计最少拍无纹波控制器，有键盘进行温度控制值的选择，三位LED显示炉温。设计任务及要求1、确定系统设计方案，包括单片机的选择，输入输出通道，键盘显示电路；2、建立被控对象的数学模型；3、设计最少拍无纹波控制器，给出计算过程，并检验是否有文波，给出设计程序流程图和程序清单；4、仿真研究，验证设计结果；5、撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上。技术参数退火炉最高工作温度950℃控温精度≤±3℃升降温速度0~150℃检测温度范围0℃~+1000℃检测精度为1%进度计划1、布置任务，查阅资料，确定系统方案（1天）2、系统功能分析（1天

3、）3、系统建模（1天）4、算法推导，程序设计（2天）5、仿真分析与研究（2天）6、撰写、打印设计说明书（2天）7、答辩（1天）指导教师评语及成绩平时：论文质量：答辩：总成绩：指导教师签字：年月日IV本科生课程设计（论文）注：成绩：平时20%论文质量60%答辩20%以百分制计算IV本科生课程设计（论文）摘要退火炉是金属热处理中的重要设备，它把压力容器加热到一定温度并维持一段时间，然后让其自然冷却。其目的在于消除压力容器的整体压力。提高压力容器的使用寿命。温度是退火炉的主要被控变量，是保证其产品质量的一个重要因素。退火炉温度控制的稳定性和控制精度直

4、接影响产品的质量。本文以AT89C51单片机为控制核心，采用模块化的设计方案，包括硬件设计与软件设计两部分。硬件设计包括温度检测模块，按键模块，执行模块，LED显示模块，单片机最小系统。本设计要求采用电热丝加热，通过A/D转换将采集到的温度数据输入单片机中，与系统给定值比较，从而对退火炉的温度进行控制，通过按键输入控制信号，三位LED显示炉温。最后设计出最少拍无纹波控制器，通过MATLAB仿真检验是否有纹波。关键词：退火炉；最少拍无纹波控制器；单片机IV本科生课程设计（论文）目录第1章绪论11.1设计背景11.2设计算法1第2章课程设计的方案3

5、2.1概述32.2系统组成总体结构3第3章硬件设计53.1单片机最小系统设计53.1.1单片机选择53.1.2时钟电路设计73.1.3复位电路设计73.2温度检测部分93.3按键控制电路113.4LED显示模块123.5温度控制电路13第4章软件算法154.1程序框图154.2算法设计16第5章系统仿真18第6章课程设计总结20参考文献21IV本科生课程设计（论文）第1章绪论1.1设计背景退火炉是冶金和机械行业常用的热处理工业设备。一般说来，退货处理工艺师冶金和机械产品的最后处理工序，它的处理效果将直接影响产品的质量。因此，对退火炉的基本要求就

6、是根据退火处理工艺曲线，提供准确的升温，保温及降温操作，同时保证颅内各处的温度均匀。在目前实际生产中，退火炉的种类很多，按燃料分有燃油炉、燃气炉、电炉等。电炉按台数计算占80%，燃油炉和燃气炉占20%。退火是金属热处理中的重要工序，它是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却（通常是缓慢冷却，有时是控制冷却）的一种金属热处理工艺。目的是使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件软化，改善其塑性和韧性，使其化学成分均匀化，并去除其参与应力，或得到预期的物理性能。温度控制是热处理质量控制的重要技术措施，是退火控制的核心。智能温控

7、将大大提高热处理质量，消除认为的不稳定因素，提高温度控制的精确程度，满足特殊材料的热处理要求。同时，退火炉采用自动化技术控制温度，对保护生态环境方面也具有重要意义。退火炉的炉温动态特性直接影响产品的质量，生产过程中对钢材的温升曲线有较高的要求，温度过低，达不到退火的预期目的；温度过高将导致过热，甚至过烧。通过对退火炉中生产过程的优化控制和自动工艺管理控制，不但可以缩短生产周期，提高产量和质量，还可以减少人为因素造成的废品率。热处理后产生的废气对自然环境的污染很大，退火炉的燃料如果是欠氧燃烧，燃料燃烧不充分，则会产生大量黑烟，而过氧燃烧又会产生氮

8、氧化合物等有害气体。若通过对燃烧过程进行有效控制，使燃烧在合理的空燃比下运行，则可以极大的减少退火炉对周边环境的污染，对构建科持续发展型社会就有积极的