| 毕业设计 电阻油炸炉的温度控制，共62页，21713字 本设计是要设计一个温度在45℃～300℃范围内温度可任意设定的小型电阻油炸炉。其主要应用于油炸食品方面的加工。由于被控量食用油温度常常具有大惯性、并具有滞后性的特点。如果采用简单的开关控制往往会使系统产生较大的超调，使其在准确性上不能满足加工要求，而且还会造成能量浪费。所以我采用PID控制算法来改善其动态性能,以达到减少超调，消除稳态误差，加快系统响应速度的目的。 本设计是基于单片机的油炸炉温度控制，其设计指标如下： （1） 炉体尺寸描述： 1) 油炸炉托盘尺寸 : 50×40×30CM 2) 安全使用最大油容量：50L （2）其技术参数是： 1) 额定输入电压 : 交流220V/50Hz 2) 全加热功率 : 8kw 3) 温度可调节范围 : 45℃～300℃ 4) 控制精度（即分辨率）：1℃ 5) 采样路数：4路温度数据采样 6) 加热路数：采用2条电阻式加热棒加热。 （3）所应用的技术： 1) 功率控制方式：利用双向晶闸管的通断来控制加热回路电流通断的占空比从而控制加热功率。 2) 控制原理: 设定:偏差E=设定温度－油温度 1. 升温过程控制：采用积分分离PID算法: A. 在E﹥10℃时，电炉全功率加热。 B. 在5℃﹤E 10℃时，不计入积分项。 C. 在0℃﹤E 5℃时，普通PID控制。 2. 降温过程控制：停止加热，采用自然降温法降温。 3. 采用简单的PID参数在线自整定的方法来改善系统在低、中、高温段控制时的动态性能。 关键词：单片机；电炉温度；油炸炉；PID； 目录 设计总说明 I DESIGN..INTRODUCTION II 1 绪论 1 2 油炸炉总体设计 2 2.1 系统的组成原理 2 2.2系统主要功能模块分析 3 2.3 系统方案可行性分析 3 3.油炸炉的硬件结构设计 5 3.1 炉体温度的检测、传输、接收方案 7 3.1.1 温度传感器热电阻的选择 7 3.1.2 炉温的检测与现场信号的传输 9 3.1.3 现场信号的接收 12 3.2 AD转换方案 16 3.3 系统人机界面设计 18 3.3.1 LED显示电路的设计 18 3.3.2 键盘电路的设计 18 3.4 电网的过零检测与整型 20 3.5 双向晶闸管触发电路的设计 23 4 电炉温度自动控制的实现 25 4.1 PID控制概述 25 4.2 本系统采用的PID控制方法 26 4.2.1 本系统采用的PID算法 26 4.2.2 PID参数的设置 27 4.2.3 功率控制的实现 31 4.2.4 PID参数现场调整方法简介 32 5 系统程序流程图 35 6 系统使用说明 36 7 设计总结 37 8 结束语 38 鸣 谢 39 参考文献 40 附录1 系统程序 41 附录2 设计总图 57 附录3 元件列表 58 |
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