电阻炉炉温控制系统的研制.doc

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1、摘要电阻炉作为工业炉窑中的一种常用的加热设备被广泛的应用于工业生产中。对电阻炉温度控制精确与否将直接影像到产品的质量和生产效率。电阻炉是一种具有纯滞后的大惯性系统，开关炉门，加热材料，环境温度以及电网电压等都影像控制过程，传统的电阻炉控制系统大多建立在一定的模型基础上，难以保证加热要求。本文将PID控制算法引入到传统的电阻炉控制系统中，借此提高其控制效果。设计一个控制精度高，运行稳定的电阻炉温度控制系统是很有必要的。本设计是以电阻炉温度为被控对象，单片机为核心的一种控制系统。其中以K型热电偶作为温度传感器。AT89c51单片机为控制核心，PI

2、D运算规律作为控制算法。文化中详细介绍了该控制系统的硬件电路设计。软件电路设计及PID控制算法。在对电阻炉温度控制系统的研究之后，本设计主要完成温度控制系统的总体方案设计，硬件原理图的绘制，信号调理电路的设计，固态继电器的应用及温度控制电路的设计同时也完成了系统程序设计，并通过软件完成了对温度的控制功能。关键词：电阻炉温度控制PID算法单片机TheDesignofTemperatureControlSystemofResistanceFurnaceAbstractResistancefurnacewaswidelyusedinindustri

3、alproduction,theeffectofthetemperaturecontrolofResistancefurnacehasadirectimpactonproductqualityandproductivity.Therefore,thedesignofhigh-precisioncontrolandstableoperationoftheresistancefurnacetemperaturecontrolsystemhasahighapplicationvalue.Inthisdesign,theresistancefurna

4、ceasacontrolledobject,singlechipasthedesignofacontrolunit.WhichtypeofthermocoupletemperaturesensorasK,AT89c51microcontrollerascontrolcoreandPIDcontrolalgorithmforoperationrule,Thispaperintroducesthecontrolsystemofthehardwarecircuit,softwaredesignandthePIDcontrolalgorithm.On

5、theresistancefurnacetemperaturecontrolsystem,thedesignofthemaincompletedtheoverallschemeofthetemperaturecontrolsystemdesign,hardwarecircuitprinciplediagram,thesignalofthetemperaturecontralcircuitdesignofthesystem,meanwhilefinishtheprogramdesign,throughthesoftwarecontroltoco

6、mpletethefunctionoftemperaturecontrol.Keywords：TheresistancefurnaceTemperaturecontrolPIDcontrolSingle-chipmicrocomp目录第一章绪论11.1课题研究的背景意义11.2课题国外研究现状及趋势21.3本文的主要容3第二章总体设计及其方案论证52.1设计工艺流及其要求52.2不同方案比较52.3研究容62.3.1设计原理62.3.2方框图62.3.3系统组成72.3.4控制算法7第三章硬件设计93.1系统设计原理93.2单片机的选择103

7、.2.1单片机AT89c51的介绍103.2.1.1AT89C51单片机的功能特性103.2.1.2AT89C51单片机的基本组成113.2.1.3AT89C51单片机引脚及其功能123.2.1.4单片机的复位电路133.2.1.5单片机的时钟电路143.3前向通道设计153.3.1温度检测电路设计153.3.1.1K型热电偶的介绍153.4后向通道设计213.4.1温度控制电路213.4.2继电器的工作原理和特性223.4.3继电器主要产品技术参数233.4.4继电器测试233.4.5继电器的电符号和触点形式243.4.6继电器的选用243

8、.5外围接口电路设计253.5.1显示电路设计253.5.2键盘电路设计263.5.3报警电路设计283.5.4通信电路设计283.6电源设计293.7抗干扰设计3