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基于单片机的电阻炉温度控制系统

  • 简介:摘 要随着社会的发展,自动控制越来越成为人们关注的焦点,自动调节电阻炉温度系统也备受关注。其中微机及其应用已经成为高、新科学技术的重要内容和标志之一,它在国民经济的各个领域正在发挥着引人注目的作用。微机控制...
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[页数]:49           [字数]:19770

[目录]
1 绪论
2 电阻炉温度控制系统总体设计方案
3 系统硬件设计
4 控制算法研究
5 系统软件设计
6 结论
附录:  
基于单片机电阻炉温度控制系统-部分系统原理图

[摘要]
随着社会的发展,自动控制越来越成为人们关注的焦点,自动调节电阻炉温度系统也备受关注。其中微机及其应用已经成为高、新科学技术的重要内容和标志之一,它在国民经济的各个领域正在发挥着引人注目的作用。微机控制的电阻炉温度控制系统实际上就是一个智能控制系统,是一种能耗相对来说比较低的温度控制系统。本人采用AT89C51单片微机对电阻炉的加热过程进行控制。使用热电偶作为温度传感器把热信号转变成电信号,电信号再经过放大,经过模数转换再输入到CPU。控制器采用PID控制算法,温度控制的原理是通过调整晶闸管的导通时间来调节加热主回路的有效电压,从而达到温度控制的目的。系统由AT89C51单片微机、温度传感器、A/D转换器、键盘及显示电路、晶闸管触发电路等组成的控制器和被控对象电阻炉构成一个闭环控制系统。系统控制程序采用模块化设计结构,主要包括主程序、中断服务子程序、控制算法子程序等。系统采用过零触发等技术,省去了传统的D/A转换元件,简化了电路,并且提高了系统的可靠性。同时,系统可以实时控制电阻炉的实际温度。

[正文]
1 绪论
热处理是提高金属材料及其制品质量的重要手段。近年来随着工业的发展,对金属材料的性能提出了更多更高的要求,因而热处理技术也向着优质、高效、节能、无公害方向发展。电阻炉是热处理生产中应用最广的加热设备,这样加热时均温过程的测量与控制就成为关键性的技术,促使人们更加积极地研究控制热加工工艺过程的方法。
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响控制过程,传统的加热炉控制系统大多建立在一定的模型基础上,难以保证加热工艺要求。因此本文将积分分离PID控制算法引入传统的加热炉控制系统,构成智能控制系统。
1.1课题研究的背景及意义
    电阻炉是热处理生产中应用最广的加热设备,通过布置在炉内的电热元件将电能转化为热能并借助辐射与对流的传热方式加热工件。热处理是提高金属材料及其制品性能的工艺。根据不同的目的,将材料及其制件加热到适宜的温度,保温,随后用不同的方法冷却,改变其内部组织,以获得所要求的力学性能,通过热处理可以提高制件的使用效能或寿命。
目前,我国电阻炉控制设备的现状是一小部分比较先进的设备和大部分比较落后的设备并存。整体上,我国的电阻炉控制系统与国外发达国家相比还比较落后。占主导地位的是仪表控制,这种系统的控制参数由人工选择,需要配置专门的仪表调试人员,费时、费力且不准确。控制精度依赖于试验者的调节,控制精度不高,一旦生产环境发生变化就需要重新设置。操作不方便,控制数据无法保存。因而,对生产工艺的研究很困难,因此造成产品质量低、废品率高、工作人员的劳动强度大、劳动效率低,这些都影响了企业的效益。近年来 ,虽然引进了国外的一些控制器,如日本岛电的R四3型40段(步)可编程PID调节器,全部操作窗口按功能分为6个窗口群,共95个子窗口,其设置仍然繁杂。
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[参考文献]
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[5]吴期,俞亚珍.电阻炉微机自动程序温度控制系统. 水利电力机械.2003
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[10]康华光. 电子技术基础模拟部分(第四版)[M].北京:高等教育出版社.1999
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[原文截取]
摘 要
随着社会的发展,自动控制越来越成为人们关注的焦点,自动调节电阻炉温度系统也备受关注。其中微机及其应用已经成为高、新科学技术的重要内容和标志之一,它在国民经济的各个领域正在发挥着引人注目的作用。微机控制的电阻炉温度控制系统实际上就是一个智能控制系统,是一种能耗相对来说比较低的温度控制系统。本人采用AT89C51单片微机对电阻炉的加热过程进行控制。使用热电偶作为温度传感器把热信号转变成电信号,电信号再经过放大,经过模数转换再输入到CPU。控制器采用PID控制算法,温度控制的原理是通过调整晶闸管的导通时间来调节加热主回路的有效电压,从而达到温度控制的目的。系统由AT89C51单片微机、温度传感器、A/D转换器、键盘及显示电路、晶闸管触发电路等组成的控制器和被控对象电阻炉构成一个闭环控制系统。系统控制程序采用模块化设计结构,主要包括主程序、中断服务子程序、控制算法子程序等。系统采用过零触发等技术,省去了传统的D/A转换元件,简化了电路,并且提高了系统的可靠性。同时,系统可以实时控制电阻炉的实际温度。 关键词 :AT89C51; 热电偶; 晶闸管; PID ABSTRACT
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