烤箱温度控制系统设计

苏州市职业大学2014─2015学年第1学期试卷

《MATLAB 工程应用》

（分散 A 卷 开卷 设计）

出卷人 宋秦中 出卷人所在学院 电子信息工程学院 使用班级 12电子1,12电子2

班级 12 应用电子技术1 学号 127303110 姓名 施晓蓉

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一、设计题（满分100分）

请在以下题目中任选一项完成设计

1. 汽车运动控制系统设计；

2. 电烤箱温度控制系统设计

3. 汽车减震系统建模仿真；

4. 汽车自动巡航控制系统的PID 控制；

5. 汽车怠速系统的模糊PID 控制；

6. 双闭环直流调速系统的设计与仿真

7. 自选测控项目（给出你自选的题目）

8. 本份试题选取项目为： 电烤箱温度控制系统设计 附评分细则：

《MATLAB工程应用》期末考试设计报告

第一章概述

本次课题的主要内容是通过对理论知识的学习和理解的基础上，自行设计一个基于MA TLAB 技术的PID控制器设计，并能最终将其应用于一项具体的控制过程中。以下为此次课题的主要内容：

(1) 完成PID控制系统及PID调节部分的设计

其中包含系统辨识、系统特性图、系统辨识方法的设计和选择。

(2) PID最佳调整法与系统仿真

其中包含PID参数整过程，需要用到的相关方法有：

b.针对有转移函数的PID调整方法

主要有系统辨识法以及波德图法及根轨迹法。

(3) 将此次设计过程中完成的PID控制器应用的相关的实例中，体现其控制功能（初步计划为温度控制器）

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第二章调试测试

2.1进度安排和采取的主要措施：

前期：1、对于MA TLAB的使用方法进行系统的学习和并熟练运用MA TLAB的运行环境，争取能够熟练运用MA TLAB。

2、查找关于PID控制器的相关资料，了解其感念及组成结构，深入进行理论分析，并同步学习有关PID控制器设计的相关论文，对其使用的设计方法进行学习和研究。

3、查找相关PID控制器的应用实例，尤其是温度控制器的实例，以便完成最终的实际应用环节。

中期：1、开始对PID控制器进行实际的设计和开发，实现在MATLAB的环境下设计PID控制器的任务。

2、通过仿真实验后，在剩余的时间内完成其与实际工程应用问题的结合，将其应用到实际应用中（初步计划为温度控制器）。

后期：1、完成设计定稿。

2、打印以及答辩工作地准备。

2.2被控对象及控制策略

2.2.1被控对象

本文的被控对象为某公司生产的型号为CK-8的电烤箱，其工作频率为50HZ，总功率为600W，工作范围为室温20℃-250℃。设计目的是要对它的温度进行控制，达到调节时间短、超调量为零且稳态误差在±1℃内的技术要求。

在工业生产过程中，控制对象各种各样。理论分析和实验结果表明:电加热装置是一个具有自平衡能力的对象，可用二阶系统纯滞后环节来描述。然而，对于二阶不振荡系统，通过参数辨识可以降为一阶模型。因而一般可用一阶惯性滞后环节来描述温控对象的数学模型。

所以，电烤箱模型的传递函数为：

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1

)(+?=-TS e K S G s

τ

（2-1）

式（2-1）中 K-对象的静态增益

T-对象的时间常数 τ-对象的纯滞后时间

目前工程上常用的方法是对过程对象施加阶跃输入信号，测取过程对象的阶跃响 应，然后由阶跃响应曲线确定过程的近似传递函数。具体用科恩-库恩（Cohn-Coon ）公式确定近似传递函数

[8-9]

。

给定输入阶跃信号 250℃，用温度计测量电烤箱的温度，每半分钟采一次点，实验数据如下表 2-1：

表 2-1 烤箱模型的温度数据

实验测得的烤箱温度数据 Cohn-Coon 公式如下：

M C K ??=/

)(5.128.0632.0t t T -=

)3

1

(5.1632.028.0t t -=τ (2-2)

△M-系统阶跃输入；△C-系统的输出响应 t0.28-对象飞升曲线为0.28△C 时的时间（分） t0.632-对象飞升曲线为 0.632△C 时的时间（分） 从而求得K=0.92, T=144s ,τ =30s 所以电烤箱模型为：

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114492.0)(30+=

-s e S G s

2.2.2 控制策略

将感测与转换输出的讯号与设定值做比较，用输出信号源（2-10V 或4-20mA ）去控制最终控制组件。在过程实践中，应用最为广泛的是比例积分微分控制，简称PID 控制，又称PID 调节。PID 的问世已有60多年的历史了，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便，而成为工业控制主要和可靠的技术工具[10]。 当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其他设计技术难以使用，系统得到控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID 最为方便。即当我们不完全了解系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统的参数的时候，便最适合用PID 控制技术。 比例、积分、微分 1.比例

V0

2-1 比例电路

1

2

0)

()(R R Vi V t t -=

)()(1

2

0t t Vi R R V ?-= （2-3）

2 积分器

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V0

1/SC

2-2 积分电路

S

CR SCR R SC Vi V t t 1111

0111)

()

(?

-=-=-=

Vi S CR V t 1101)

(?-=

?-=Vidt CR V t 1

)

(10 （2-4）

3 微分器

V0

V1

2-3 微分控制电路

S CR SC

R Vi V t t 22

)

()

(10-=-=

)(2)(0t t SVi CR V -=

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dt

dVi

CR V t 2)

(0-= （2-5）

实际中也有PI 和PD 控制器。PID 控制器就是根据系统的误差利用比例积分微分计算出控制量，控制器输出和输入（误差）之间的关系在时域中如公式（2-6）和（2-7）：

?++=dt t e Ti

dt t de Td t e Kp t u )(1

)()(()( （2-6） )()(s E S K S

K K s U d i p ??

?

???++= （2-7） 公式中U(s)和E （s ）分别是u （t ）和e （t ）的拉氏变换，p d

d K K T =，i

p K K Ti =，

其中p K 、i K 、d K 分别控制器的比例、积分、微分系数。 P 、I 、D 控制 1.比例（P ）控制

比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器输出与输入误差讯号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。 2.积分（I ）控制

在积分控制中，控制器的输出与输入误差讯号成正比关系。

对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取关于时间的积分，随时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，知道等于零。

因此，比例加积分（PI ）控制器，可以使系统进入稳态后无稳态误差。 3.微分（D ）控制

在微分控制中，控制器的输出和输入误差讯号的微分（即误差的变化率）成正比关系。

自动控制系统在克服误差调节过程中可能会出现震荡甚至失稳。其原因是由于存在较大惯性组件（环节）和有滞后的组件，使力图克服误差的作用，其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使克服误差的作用的变化有些“超前”，即在误差接近零时，克服误差的作用就应该是零。这就是说，在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例加微分的控制器，就能够提前使克服误差的控制作用等于零，甚至为负数，从而避免了被控制量的严重的冲过头。所以对于有较大惯性和滞后的被控对象，比例加微分（PD）的控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。

由于PID 控制器具有原理简单、易于实现、适用范围广等优点，在本设计中对于电烤箱的温控系统我们选择PID进行控制。

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第三章PID最佳调整法与系统仿真

PID作为经典控制理论，其关键问题在于PID参数的设定。在实际应用中，许多被控过程机理复杂，具有高度非线性、时变不确定性和纯滞后等特点。在噪声、负载扰动等因素的影响下，过程参数甚至模型结构均会随时间和工作环境的变化而变化。故要求在PID控制中不仅PID参数的整定不依赖与对象数学模型，并且PID参数能够在线调整，以满足实时控制要求。

3.1 PID参数整定法概述

3.1.1 PID参数整定方法

1. Relay feedback ：利用Relay 的on-off 控制方式，让系统产生一定的周期震荡，再用Ziegler-Nichols调整法则去把PID值求出来。

2. 在线调整：实际系统中在PID控制器输出电流信号装设电流表，调P值观察电流表是否有一定的周期在动作，利用Ziegler-Nichols把PID求出来，PID值求法与Relay feedback一样[9]。

3. 波德图&跟轨迹：在MATLAB里的Simulink绘出反馈方块图。转移函数在用系统辨识方法辨识出来，之后输入指令算出PID值。

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3.1.2 PID调整方式

图3-1 PID调整方式

如图3-2所示PID调整方式分为有转函数和无转移函数，一般系统因为不知转移函数，所以调PID值都会从Relay feedback和在线调整去着手。波德图及根轨迹则相反，一定要有转移函数才能去求PID值，那这技巧就在于要用系统辨识方法，辨识出转移函数出来，再用MATLAB里的Simulink画出反馈方块图，调出PID值。

所以整理出来，调PID值的方法有在线调整法、Relay feedback、波德图法、根轨迹法[11]。前提是要由系统辨识出转移函数才可以使用波德图法和根轨迹法，如下图3-2所示。

图3-2 由系统辨识法辨识出转移函数

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3.2针对无转移函数的PID调整法

在一般实际系统中，往往因为过程系统转移函数要找出，之后再利用系统仿真找出PID值，但是也有不需要找出转移函数也可调出PID值的方法，以下一一介绍。

3.2.1Relay feedback调整法

图3-3 Relay feedback调整法

如上图3-3所示，将PID控制器改成Relay，利用Relay的On-Off控制，将系统扰动，可得到该系统于稳定状态时的震荡周期及临界增益（Tu及Ｋu），在用下表3-1的Ziegler-Nichols第一个调整法则建议PID调整值，即可算出

该系统之Ｋp、T i、T v之值。

表3-1 Ziegler-Nichols第一个调整法则建议PID调整值

3.2.2Relay feedback 在计算机做仿真

Step 1:以MATL AB里的Simulink绘出反馈方块，如下图3-4示。

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图3-4 Simulink绘出的反馈方块图

Step 2:让Relay做On-Off动作，将系统扰动（On-Off动作，将以±１做模拟），如下图3-5所示。

图3-5 参数设置

Step 3:即可得到系统的特性曲线，如下图3-6所示。

图3-6 系统震荡特性曲线

Step 4:取得Tu及a，带入公式3-1，计算出Ｋu。以下为Relay feedback临界震荡增益求法

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a

d

Ku ?

=π

4

（3-1） ａ：振幅大小 ｄ：电压值 3.2.3在线调整法

图3－7在线调整法示意图

在不知道系统转移函数的情况下，以在线调整法，直接于PID 控制器做调整，亦即PID 控制器里的I 值与D 值设为零，只调P 值让系统产生震荡，这时的P 值为临界震荡增益Ｋv ，之后震荡周期也可算出来，只不过在线调整实务上与系统仿真差别在于在实务上处理比较麻烦，要在PID 控制器输出信号端在串接电流表，即可观察所调出的P 值是否会震荡，虽然比较上一个Relay feedback 法是可免除拆装Relay 的麻烦，但是就经验而言在实务上线上调整法效果会较Relay feedback 差，在线调整法也可在计算机做出仿真调出PID 值，可是前提之下如果在计算机使用在线调整法还需把系统转移函数辨识出来，但是实务上与在计算机仿真相同之处是PID 值求法还是需要用到调整法则Ziegler-Nichols 经验法则去调整，与Relay feedback 的经验法则一样，调出PID 值。

3.2.4在线调整法在计算机做仿真

Step 1:以MATLAB 里的Simulink 绘出反馈方块，如下图3-8所示

图3-8反馈方块图

PID方块图内为：

图3-9 PID方块图

Step 2:将Td调为0，Ti无限大，让系统为P控制，如下图3-10所示：

图3-10 PID方块图

Step 3：调整K P使系统震荡，震荡时的K P即为临界增益K U，震荡周期即为T V。（使在线调整时，不用看a求K U），如下图3-11所示：

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图3-11 系统震荡特性图

Step 4：再利用Ziegler-Nichols调整法则，即可求出该系统之Ｋp、T i，T d之值。

3.3 针对有转移函数的PID调整方法

3.3.1系统辨识法

图3-12由系统辨识法辨识出转移函数

系统反馈方块图在上述无转移函数PID调整法则有在线调整法与Relay feedback 调整法之外，也可利用系统辨识出的转移函数在计算机仿真求出PID值，至于系统辨识转移函数技巧在第三章已叙述过，接下来是要把辨识出来的转移函数用在反馈控制图，之后应用系统辨识的经验公式Ziegler-Nichols第二个调整法求出PID值，如下表3-2所示。

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表3-2 Ziegler-Nichols 第二个调整法则建议PID 调整值

为本专题将经验公式修正后之值 上表3-2为延迟时间。 上表3-2解法可有以下2种：

解一：如下图3-13中可先观察系统特性曲线图，辨识出a 值。 解二：利用三角比例法推导求得

T ”

图3-13利用三角比例法求出a 值

a K a T L +=" a

a K a

L T L -+=-)("

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K a L T L =-"L

T L

K a -?=" （3-2） 用Ziegler-Nichols 第一个调整法则求得之PID 控制器加入系统后，一般闭环系统阶跃响应最大超越的范围约在10%~60%之间。

所以PID 控制器加入系统后往往先根据Ziegler-Nichols 第二个调整法则调整PID 值，然后再微调PID 值至合乎规格为止。 3.3.2波德图法及根轨迹法

利用系统辨识出来的转移函数，使用MATLAB 软件去做系统仿真。由于本设计中PID 参数的整定主要是基于系统辨识及Ziegler-Nichols 调整法则，所以在此不用波德图法及根轨迹法。 3.4 仿真结果及分析

以下就是在Simulink 中创建的用 PID 算法控制电烤箱温度的结构图：

3-14 电烤箱PID 控制系统仿真结构图

在图中的PID 模块中对三个参数进行设定，在Transport Delay 模块中设定滞后时间30秒。通过不断调整PID 三参数，得到最佳仿真曲线，其中K P =3，K I =0.02，K D =0

当给定值为100和150时，得到仿真结果分别如下：

3-15 给定值为100时的响应曲线

3-16 给定值为150时的响应曲线

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图3-15为给定值为100时的响应曲线，图3-16为给定值为150时的响应曲线，

=200s，超调量σ%约为10%，由这两个图可以计算出可见性能指标为: 调节时间t

s

= 0。

稳态误差 e

ss

在本设计中， 400秒到430秒之间加入一个+50的干扰（暂态干扰），如下图所示：

3-17 干扰曲线

图3-18是在Simulink中创建的带干扰的电烤箱 PID控制系统的仿真结构图：

3-18 带干扰的电烤箱的PID控制系统结构图

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3-19 带干扰的电烤箱的PID控制响应曲线

上图为带干扰的电烤箱的PID控制响应曲线，从图中可以看到再加入干扰后系统的PID控制能较好的抑制这种干扰，在干扰过后，很快就能恢复到目标值。

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烤箱温度控制系统设计.doc

苏州市职业大学2014─2015学年第1学期试卷 《MATLAB 工程应用》 （分散 A 卷 开卷 设计） 出卷人 宋秦中 出卷人所在学院 电子信息工程学院 使用班级 12电子1,12电子2 班级 12 应用电子技术1 学号 127303110 姓名 施晓蓉 第1页，共21页 一、设计题（满分100分） 请在以下题目中任选一项完成设计 1. 汽车运动控制系统设计； 2. 电烤箱温度控制系统设计 3. 汽车减震系统建模仿真； 4. 汽车自动巡航控制系统的PID 控制； 5. 汽车怠速系统的模糊PID 控制； 6. 双闭环直流调速系统的设计与仿真 7. 自选测控项目（给出你自选的题目） 8. 本份试题选取项目为： 电烤箱温度控制系统设计 附评分细则：

《MATLAB工程应用》期末考试设计报告 第一章概述 本次课题的主要内容是通过对理论知识的学习和理解的基础上，自行设计一个基于MA TLAB 技术的PID控制器设计，并能最终将其应用于一项具体的控制过程中。以下为此次课题的主要内容： (1) 完成PID控制系统及PID调节部分的设计 其中包含系统辨识、系统特性图、系统辨识方法的设计和选择。 (2) PID最佳调整法与系统仿真 其中包含PID参数整过程，需要用到的相关方法有： b.针对有转移函数的PID调整方法 主要有系统辨识法以及波德图法及根轨迹法。 (3) 将此次设计过程中完成的PID控制器应用的相关的实例中，体现其控制功能（初步计划为温度控制器） 第2页，共21页

第二章调试测试 2.1进度安排和采取的主要措施： 前期：1、对于MA TLAB的使用方法进行系统的学习和并熟练运用MA TLAB的运行环境，争取能够熟练运用MA TLAB。 2、查找关于PID控制器的相关资料，了解其感念及组成结构，深入进行理论分析，并同步学习有关PID控制器设计的相关论文，对其使用的设计方法进行学习和研究。 3、查找相关PID控制器的应用实例，尤其是温度控制器的实例，以便完成最终的实际应用环节。 中期：1、开始对PID控制器进行实际的设计和开发，实现在MATLAB的环境下设计PID控制器的任务。 2、通过仿真实验后，在剩余的时间内完成其与实际工程应用问题的结合，将其应用到实际应用中（初步计划为温度控制器）。 后期：1、完成设计定稿。 2、打印以及答辩工作地准备。 2.2被控对象及控制策略 2.2.1被控对象 本文的被控对象为某公司生产的型号为CK-8的电烤箱，其工作频率为50HZ，总功率为600W，工作范围为室温20℃-250℃。设计目的是要对它的温度进行控制，达到调节时间短、超调量为零且稳态误差在±1℃内的技术要求。 在工业生产过程中，控制对象各种各样。理论分析和实验结果表明:电加热装置是一个具有自平衡能力的对象，可用二阶系统纯滞后环节来描述。然而，对于二阶不振荡系统，通过参数辨识可以降为一阶模型。因而一般可用一阶惯性滞后环节来描述温控对象的数学模型。 所以，电烤箱模型的传递函数为： 第3页，共21页

基于-单片机电烤箱温度控制设计

. 辽宁工业大学 单片机原理及接口技术课程设计（论文）题目：基于单片机的电烤箱温度控制设计 院（系）： 专业班级： 学号： 学生： 指导教师：（签字） 起止时间：

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 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20%

摘要 温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制，有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。本设计是利用单片机的控制功能来设计一种智能的电烤箱系统，保证使用安全又达到节能的作用。 本文介绍了以AT89C51单片机为核心的电烤箱温度控制系统。电烤箱的温度控制系统有两部分组成：硬件部分和软件部分。其中硬件部分包括：单片机最小系统、驱动电路、报警电路、温度检测电路、以及键盘电路。软件部分包括：主程序、运算控制程序、以及各功能实现模块的程序。温度采集由DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器DS18B20采集。DS18B20测温围为-55°C～+125°C，测温分辨率可达0.0625°C，被测温度用符号扩展的16位补码形式串行输。CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。 关键词: 温度控制；电烤箱；单片机

目录 第1章绪论1 第2章课程设计的方案1 2.1概述1 2.2系统组成总体结构2 第3章硬件设计3 3.1单片机最小系统的设计3 3.1.1时钟电路设计6 3.1.2复位电路设计7 3.2温度检测模块的设计8 3.2.1 DS18B20芯片的部结构8 3.2.2 DS18B20的测温原理9 3.2.3 DS18B20数据处理10 3.2.4 DS18B20温度检测电路设计11 3.3报警电路的设计11 3.4按键电路的设计12 3.5驱动模块的设计12 第4章软件设计13 4.1主程序流程图13 4.2温度检测模块15 第5章课程设计总结17 参考文献18

计算机控制课程设计电阻炉温度控制系统

计算机控制课程设计 报告 设计题目：电阻炉温度控制系统设计 年级专业：09级测控技术与仪器 化工、机械、食品等领域。温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制，有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量。因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。本设计就是利用单片机来控制高温加热炉的温度，传统的以普通双向晶闸管（SCR）控制的高温电加热炉采用移相触发电路改变晶闸管导通角的大小来调节输出功率，达到自动控制电加热炉温度的目的。这种移相方式输出一种非正弦波，实践表明这种控制方式产

生相当大的中频干扰，并通过电网传输，给电力系统造成“公害”。采用固态继电器控温电路，通过单片机控制固态继电器，其波形为完整的正弦波，是一种稳定、可靠、较先进的控制方法。为了降低成本和保证较高的控温精度，采用普通的ADC0809芯片和具有零点迁移、冷端补偿功能的温度变送器桥路，使实际测温范围缩小。 1.1电阻炉组成及其加热方式 电阻炉是工业炉的一种，是利用电流通过电热体元件将电能转化为热能来加热或者熔化元件或物料的热加工设备。电阻炉由炉体、电气控制系统和辅助系统组成，炉体由炉壳、加热器、炉衬（包括隔热屏）等部件组成。由于炉子的种类不同，因而所使用的燃料和加

热方法也不同;由于工艺不同，所要求的温度高低不同，因而所采用的测温元件和测温方法也不同;产品工艺不同，对控温精度要求不同，因而控制系统的组成也不相同。电气控制系统包括主机与外围电路、仪表显示等。辅助系统通常指传动系统、真空系统、冷却系统等，因炉种的不同而各异。电阻炉的类型根据其热量产生的方式不同，可分为间接加热式和直接加热式两大类。间接加热式电阻炉，就是在炉子内部有专用的电阻材料制作的加热元件， （4）电阻炉温度按预定的规律变化，超调量应尽可能小，且具有良好的稳定性; （5）具有温度、曲线自动显示和打印功能，显示精度为±1℃; （6）具有报警、参数设定、温度曲线修改设置等功能。

完成版基于单片机的锅炉温度控制系统的设计.

1.1 课题背景及研究意义 锅炉是一种热能转换设备，由锅和路两大主体和保证其安全经济连续运行的附件，仪表附属设备，自控和保护系统组成，水在锅（锅筒）中不断被炉里燃料燃烧释放出来的能量加热，温度升高并产生带压蒸汽，由于水的沸点随压力的升高而升高，锅是密封的，水蒸气在里面的膨胀受到限制而产生压力形成热动力（严格的说锅炉的水蒸气是水在锅筒中定压加热至饱和水再汽化形成的）作为一种能源广泛使用。锅炉广泛用于生产和生活之中。中小型锅炉作为供暖设备用于提供热水，取暖方面得到了广泛应用。目前，取暖多采用集中供暖方式。集中供暖，一般都是按一个采暖季每平方（建筑面积）来收费的，对北方地区来说，天气比较冷，需要供暖时间长，应该集中供暖省钱。指集中集团式供暖的一种形式。从能源利用方面讲，集中供暖一次性投资大，运行费用高，无论是否需要，暖气始终全天供热，因楼层不同而造成温度不均，若遇到供暖偏热，居民只有开窗降温，使宝贵的能源白白浪费。这种供暖方式从原理上而言，效率较高。集中供暖的锅炉大多数是燃媒锅炉，锅炉燃烧时污染大，已经带来了严重的环境污染问题。由于这些用户采用集中取暖，给个别用户带来不便的缺陷。 基于这种情况，近年来采用以天然气，液化石油气为燃料的中小型燃气锅炉具有高效、环境污染小，发热量大甚至无污染等特点，受到普遍欢迎。尤其在国外，燃气锅炉目前已得到了普遍应用。家用燃气锅炉常见的是套管式燃气锅炉、板换式燃气锅炉、冷凝式燃气锅炉。随着科技的发展以及各种客观条件的具备，生活采暖用燃气锅炉的应用也必将得到进一步的发展与推广。随着燃料不断补给，燃料充足，城市燃气管网逐步完善，燃气使用率逐步会提高。市场经济的发展与开放，国有企业享受国家能源补贴的取消，住房逐渐私有化，供热管网费、采暖费全部由个人支付。会有越来越多的人放弃集中供热方式而采用分散采暖方式。而小型家用燃气锅炉的使用作为集中供暖的一个很好补充或替代它必将被越来越多的人关注和选用成为趋势。 目前市场上家用燃气锅炉为进口，价格高，售后服务不够完善，不利于燃气锅炉的推广使用，研制燃气锅炉的公司亦相对较少。因此研制开发小型家用燃气锅炉就具有现实的意义与客观的市场价值。 本设计将结合小型家用燃气锅炉实际的需要，利用MCS-51系列单片机为核心器件组成温度控制系统，采用温度采集技术，通过运行和分析研究，以期正确认识和全面理解利用单片机实现温度采集技术在过程控制中的应用。 1.2 系统的总体设计思想 目前，世界计算机市场上出现了专门用于工业控制的单片机系列产品，单片机以其体积小、重量轻、功耗低、价格便宜、功能强的特点，在工业控制的实践中得到越来越广泛的应用单片机不仅可以实现各种常规的控制，还可以根据被控对象

烤箱温度控制系统设计

一、设计题（满分100分） 请在以下题目中任选一项完成设计 1.汽车运动控制系统设计； 2.电烤箱温度控制系统设计 3.汽车减震系统建模仿真； 4.汽车自动巡航控制系统的控制； 5.汽车怠速系统的模糊控制； 6.双闭环直流调速系统的设计与仿真 7.自选测控项目（给出你自选的题目） 8.本份试题选取项目为：电烤箱温度控制系统设计 附评分细则： 《工程应用》期末考试设计报告

第一章概述 本次课题的主要内容是通过对理论知识的学习和理解的基础上，自行设计一个基于技术的控制器设计，并能最终将其应用于一项具体的控制过程中。以下为此次课题的主要内容： (1) 完成控制系统及调节部分的设计 其中包含系统辨识、系统特性图、系统辨识方法的设计和选择。 (2) 最佳调整法与系统仿真 其中包含参数整过程，需要用到的相关方法有： b.针对有转移函数的调整方法 主要有系统辨识法以及波德图法及根轨迹法。 (3) 将此次设计过程中完成的控制器应用的相关的实例中，体现其控制功能（初步计划为温度控制器） 第二章调试测试 2.1进度安排和采取的主要措施： 前期：1、对于的使用方法进行系统的学习和并熟练运用的运行环境，争取能够熟练运用。 2、查找关于控制器的相关资料，了解其感念及组成结构，深入进行理论分析，并同步学习有关控制器设计的相关论文，对其使用的设计方法进行学习和研究。 3、查找相关控制器的应用实例，尤其是温度控制器的实例，以便完成最终的实际应用环节。 中期：1、开始对控制器进行实际的设计和开发，实现在的环境下设计控制器的任务。 2、通过仿真实验后，在剩余的时间内完成其与实际工程应用问题的结合，将其应用到实际应用中（初步计划为温度控制器）。 后期：1、完成设计定稿。 2、打印以及答辩工作地准备。 2 / 20

基于-单片机的烘箱温度控制器设计

基于单片机的烘箱温度控制器设计 目录 1.项目概述 (1) 1.1.该设计的目的及意义 (1) 1.2.该设计的技术指标 (2) 2.系统设计 (3) 2.1.设计思想 (3) 2.2.方案可行性分析 (4) 2.3.总体方案 (5) 3.硬件设计 (6) 3.1.硬件电路的工作原理 (6) 3.2.参数计算 (7) 4.软件设计 (8) 4.1.软件设计思想 (8) 4.2.程序流程图 (9) 4.3.程序清单 (10) 5.系统仿真与调试 (11) 5.1.实际调试或仿真数据分析 (11) 5.2.分析结果 (13) 6.结论 (12) 7.参考文献 (13) 8.附录 (14)

1.项目概述： 1.1．该设计的目的及意义 温度的测量及控制，随着社会的发展，已经变得越来越重要。而温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数，准确测量和有效控制温度是优质，高产，低耗和安全生产的重要条件。在工业的研制和生产中，为了保证生产过程的稳定运行并提高控制精度，采用微电子技术是重要的途径。它的作用主要是改善劳动条件，节约能源，防止生产和设备事故，以获得好的技术指标和经济效益。 而本设计正是为了保证生产过程的稳定运行并提高控制精度，采用以51系列单片机为控制核心，对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标。 通过本设计的实践，将以往学习的知识进行综合应用，是对知识的一次复习与升华，让以往的那些抽象的知识点在具体的实践中体现出来，更是对自己自身的挑战。 1.2．该设计的技术指标 设计并制作一个基于单片机的温度控制系统，能够对炉温进行控制。炉温可以在一定围由人工设定，并能在炉温变化时实现自动控制。若测量值高于温度设定围，由单片机发出控制信号，经过驱动电路使加热器停止工作。当温度低于设定值时，单片机发出一个控制信号，启动加热器。通过继电器的反复开启和关闭，使炉温保持在设定的温度围。 （1） 1KW 电炉加热(电阻丝)，最度温度为120℃(软件实现) （2）恒温箱温度可设定，温度控制误差≦±2℃（软件实现PID） （3）实时显示温度和设置温度，显示精度为1℃(LED)。 （4）温度超过设置温度±5℃，发出超限报警，升温和降温过程不作要求。 （5）升温过程采用PID算法，控制器输出方式为PWM输出方式，降温采用自然冷却。 （6）功率电路220 VAC供电，强弱电气电隔离 2.系统设计 2.1.设计思想 以87C51单片机为整个温度控制系统的核心，为解决系统出现一时的死机的问题，需构建复位电路，来重新启动整个系统。要想控制温度，首席必须能够测量温度，就需要一温度传感器，将测量得到的温度传给单片机，经单片机处理后，去控制继电器等器件实现电炉的断与通来达到温度期望值，当温度超过设定上下限值时，可以通过中断信号，控制指示灯的亮灭，来提醒温

烤箱温度控制设计

烤箱温度控制系统的设计 （计算机控制技术基础课程设计）专业：自动化 组员：吴传林唐思黄定肖骁重庆大学自动化学院 2013年9月

目录 摘要 0 序言 0 1.设计内容 0 1.1已知参数和设计要求 0 1.2实现方法 0 2.组员分工 0 3. 硬件部分组成 (1) 3.1硬件连接 (1) 3.2.1 AD574 (1) 3.2.2 PT100 (1) 3.2.3 芯片8255 (2) 4.操作说明 (2) 5.设计总体思路 (2) 5.1设计步骤 (2) ....................................................................................................................... 错误！未定义书签。 ....................................................................................................................... 错误！未定义书签。 ....................................................................................................................... 错误！未定义书签。 ....................................................................................................................... 错误！未定义书签。 (3) 5.2原理分析 (3) 6.实验结果 (3) 7.原程序清单 (3) 8.设计感想 (3) 8.1吴传林感想 (3) 8.2唐思感想 (4) 8.3肖骁感想 (5) 附录 (7) 系统框图 (7) 程序代码： (11)

锅炉内胆温度控制系统设计

锅炉内胆温度控制系统设计 一．引言 过程控制是自动化的重要分支，其应用范围覆盖石油、化工、制药、生物、医疗、水利、电力、冶金、轻工、建材、核能、环境等许多领域，在国民经济中占有极其重要的地位。无论是在现代复杂工业生产过程中还是在传统生产过程的技术改造中，过程控制技术对于提高劳动生产率、保证产品质量、改善劳动条件以及保护生态环境、优化技术经济指标等方面都起着非常重要的作用。 过程控制的主要任务是对生产过程中的有关参数(温度、压力、流量、物位、成分、湿度、PH值和物性等)进行控制，使其保持恒定或按一定规律变化，在保证产品质量和生产安全的前提下，是连续型生产过程自动的进行下去。实际的生产过程千变万化，要解决生产过程的各种控制问题必须采用有针对性的特殊方法与途径。这就是过程控制要研究和解决的问题。二．任务和要求 任务：设计锅炉内胆温度控制系统，选择合适的传感器、控制器和执行器，使其满足一定的控制要求。 要求：本系统的控制对象为锅炉内胆的水温，要求锅炉内胆的温度的稳定值等于给定值，误差保持在 5%的误差带以内。 三．总体方案 系统组成：本实验装置由被控对象和控制仪表两部分组成。系统动力支路分两路:一路由三相(380V交流)磁力驱动泵、电动调节阀、直流电磁阀、涡轮流量计及手动调节阀组成;另一路由日本三菱变频器、三相磁力驱动泵(220V变频)、涡轮流量计及手动调节阀组成。1．原理框图 图1

2．简要原理 单闭环锅炉水温定值控制系统的结构示意如课程设计指导书所示，图1为其结构框图。其中锅炉内胆为动态循环水，磁力泵、电动调节阀、锅炉内胆组成循环供水系统。而控制参数为锅炉内胆的水温，即要求锅炉内胆的水温等于设定值。先通过变频器-磁力泵动力支路给锅炉内胆打满水，然后关闭锅炉内胆的进水阀。待系统投入运行后，再打开锅炉内胆的进水阀，允许变频器-磁力泵以固定的小流量使锅炉内胆的水处于循环状态。在锅炉内胆水温的控制过程中，由于锅炉内胆由循环水，因此锅炉内胆循环水水温控制相比于内胆静态水温控制时更充分，因而控制速度有较大的改善。 在结构原理框图中可以清楚的看出，我们给定温度的设定值，将温度传感器的值与设定值相比较，把偏差值送入PID调节器，PID调节器的输出信号送入可控硅调压装置，经调压装置输出的电压信号来控制加热装置的阻值，从而控制锅炉内胆的水温。此控制系统为单闭环反馈系统，只要PID参数设置的合理，就能够使系统达到稳定。 3．优缺点分析 优点：单闭环系统结构简单，稳定性好、可靠性高，在工业控制中得到广泛的应用。 缺点：对动态特性复杂、存在多种扰动或扰动幅度很大，控制质量要求高的生产过程，简单控制系统难以满足要求 四．元器件的选择与参数整定 1．元器件的选择： (1)被控对象 由不诱钢储水箱、4.5千瓦电加热锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒构成)、冷热水交换盘管和敷朔不锈钢管道组成。 模拟锅炉：本装置采用模拟锅炉进行温度实验，此锅炉采用不锈钢精制而成，设计巧妙。 管道：整个系统管道采用不诱钢管组成，所有的水阀采用优质球阀，彻底避免了管道系统生锈的可能性。有效提高了实验装置的使用年限。其中储水箱底有一个出水阀，当水箱需要更换水时，将球阀步打开直接将水排出。 (2)检测装置 变送器：采用工业用的扩散硅压力变送器，含不诱钢隔离膜片，同时采用信号隔离技术，对传感器温度漂移跟随补偿。 温度传感器：本装置采用六个Pt100传感器，分别用来检测上水箱出口、锅炉内胆、锅炉夹套以及盘管的水温。经过调节器的温度变送器，可将温度信号转换成4~20mA DC电流信

电烤箱温度控制器的设计--微机原理与接口技术课程设计

合肥学院 计算机科学与技术系 微机原理与接口技术 课程设计 课程设计科目电烤箱温度控制器的设计 学生姓名 学号 班级 指导教师 时间2017年02月25日

电烤箱温度控制器的设计 一、需求背景 温度控制是工业生产过程中经常遇到的控制，有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品质量，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。烤箱是热处理生产中应用最广的加热设备，它通过电流元件产生热量，借助辐射和对流的传递方式，将热量传递给所要加热的物品，使其加热到所需求的温度。采用烤箱的温度控制可以为我们的生活提供很多便利。它的适用范围也非常广泛，如工厂、餐厅、家庭，其适用的场合根据它的规格、功率及功能不同进行选择。 对于家庭自用，一般选择功率较小500-1000W左右，烤箱的功能只要能满足基本的加热即可，容量也比较小：9-12L基本满足家用；但对于餐厅、工厂这些人流量比较大、对烤箱要求比较高的地方，一般会选择功率很大、功能齐全（比如控温定时型、三控自动型）而且容量也相对很大的电烤箱。 二、题意与需求分析 在STAR ES598ＰＣＩ单板机开发机上实现对电烤箱温度和时间的控制功能。1.设计要求： （１）通过键盘设定温度和加热时间 （２）使用DS18B20采集温度，采用七段数码管显示当前温度和剩余时间，并和设置的温度进行比较。 （3）当温度低于设定值时，通过DAC0832输出电压供给发热电阻RT1,使其温度升高。 （4）使温度恒定在设定温度附近，时间到了停止加热，并提示操作完毕 2.提出问题 （1）如何设置时间界限和目标温度 （2）如何通过DS18B20读出环境温度并显示在LED上 （3）当温度低于设定温度时，如何实现加热 （4）DAC0832输出电压加热效果较弱，如何提高加热强度 三、解决问题的方法与思路 根据上面提出的问题，给出如下解决方法： （１）硬件部分 ①选择8279芯片和七段LED显示器与键盘相连，设置矩阵键盘的功能，0-9数字键输入温度值，D键位启动键，F键位复位键。 ②DS18B20与8255的PC0口相连，通过软件向PC0发出读命令，将温度从DS18B20读出，并通过8279芯片显示在数码管上。 ③DAC0832输出的电压加热效果过弱，考虑添加一个功能放大器PW(实验板上为E2区)来提高加热效果。

(毕业论文)基于单片机的电烤箱温度控制设计

本科毕业论文开题报告 拟定论文题目:基于单片机的电烤箱温度控制设计学院: 专业：班级：学号: 学生姓名：物理学 物理与电子工程学院凯里学院教务处制 2013年9月9 日填写

填表须知 、本表从凯里学院教务处下载专区下载，不得随意改变表格结构。 二、开题人应逐项认真填写，各部分如不够填写，可自行加页。 三、文字输入部分，一律五号字、宋体、单倍行间距编排。 四、本表以A4 纸单面打印，于左侧装订成册。 五、本表一式三份，学生自存一份，教学单位存档一份，教务处存档一份。

一、选题背景及研究意义（选题背景应对该选题的国内外研究现状进行综述，研究意义应从理论 和实践两个方面进行阐述。要 1 2 3求字数在800字左右） （一）选题背景 国内外温度控制系统发展迅速，并在智能化、自适应、参数自整定等方面取得很大的成果。 目前温度控制大多数采用智能调节器，国内生产调节器分辨率和精度都较低，温度控制效果不是很理想，但价格便宜；国外生产调节器分辨率和精度都比较高，但价格昂贵。美国、德国、瑞典、日本等国家技术领先，都各自生产了一批商品化的性能优异的温度控制器及仪器仪表，并在各个行业都得到了广泛的应用。其主要特点为：一是用于大惯性、大滞后等复杂温度控制系统的控制; 二是能够适应于受控系统数学模型难以建立的温度控制系统的控制；三是能够适应于受控系统复杂参数时变的温度控制系统的控制；四是温度控制系统普片采用自适应控制、自校正控制、模糊控制、人工智能等理论及计算机技术，运用先进的算法，适应的范围广泛；五是温度控制普遍具有参数自整定功能。借助计算机软件技术，温控器具有对控制对象控制参数及特性进行自动调定的功能。有的还以具有自学习功能，能够根据历史经验及控制对象的变化自动调整相关控制参数, 以保证控制效果的最优化；六是具有控制精度高、抗干扰能力强等特点。目前，国内外温度控制系统及仪表正朝着高精度、智能化、小型化等方面迅速发展。近年来，温度的检测在理论上发展比较成熟，但在实际测量和控制中，如何保证快速实时地对温度进行采样，确保数据的正确传输, 并能所测温度场进行较精确的控制，仍然是目前要解决的问题。温度控制技术包括温度测量技术和温度控制技术两个方面。在温度的测量技术中，接触式测温发展较早，这种测温方法优点是: 简单、可靠、低廉、测量精度较高，一般能够测得真实温度；但是由于检测元件热惯性的影响, 响应时间较长，对热容量小的物体难以实现精确的测量，并且该方法不适应对于腐蚀性介质测温, 不能用于超高温测量，难以测量运动物体的温度。而非接触式测温方法是通过对辐射能量的检测来实现温度测量的方法，其优点是：不破坏被测温场，可以测量热容量小的物体，适用于测量运动物体的温度，还可以测量区域的温度分布，响应速度较快；但也存在测量误差较大，仪表指示值一般仅代表物体表观温度，测温装置结构复杂，价格昂贵等缺点。 （二）研究意义 1.理论意义 本设计利用AT89C51单片机为核心的温度控制系统，主要由两部分组成：硬件部分和软件部分。其中硬件部分包括：单片机电路、传感器电路、放大电路、转换器电路、以及键盘和显示电路。软件部分包括：主程序、运算控制程序、以及各功能实现模块的程序。其中单片机电路用到了单片机基础知识，涉及到我们学过的数字电子技术、高频电子线路、电工学等的一些知识；传感器电路、转换器电路涉及到了怎样将一个非电信号转换为电信号并将其怎样转化成单片机能接收的信号的相关知识；放大电路涉及到学过的模拟电子技术的相关知识；显示电路主要涉及到数 字电子技术的相关技术。软件部分都是用C语言程序来实现对单片机的控制，主要是利用C语言 程序来控制硬件部分，从而达到控制的目的。本设计有的知识是我们已经学过的，这部分应该不是很难，通过本设计来巩固所学知识，使理论走到实际中去；有的知识是我们没有学过的，通过本设计，培养我们自己查阅资料的能力、活学活用的能力。 2.实践意义 近年来，因为人们使用电烤火箱不当发生火灾的事例经常发生，为了减少使用电烤火箱时火灾的发生，利用单片机的控制功能来设计一种智能的烤火箱系统，保证使用安全又达到节能的作用。以AT89C51单片机为控制芯片，利用电阻传感器采集温度，利用按钮调节温度。这种温度控制系统能过通过显示屏直观的来观察电烤箱温度，通过按钮也很方便的来调节温度的高低，精度也比较高；另外，单片机廉价，可以在保障安全的同时又节约成本；所以在工业上是很有生产价值的。 1说明：1.论文题目类型：A —理论研究；B —应用研究；C—设计等； 2 论文题目来源：指来源于科研项目、生产/社会实际、教师选题或其他（学生自拟）等; 3 各项栏目空格不够，可自行扩大。

电烤箱温度计算机控制系统设计

目录 第1章题意分析与解决方案.......................... . (1) 1.1 技术指标................................................................................ . (2) 1.2 控制方案.............................................................................. (2) 第2章硬件设计.............................................................................. . (3) 2.1 单片机电路设计............... . (4) 2.1.1 A T89C51A T89C51单片机引脚功能........。 (5) 2.1.2 A T89C51单片机时钟电路及时序 (5) 2.1.3 A T89C51单片机复位电路 (5) 2.2 温度检测电路设计................ . (6) 2.2.1 温度传感器 (8) 2.2.2 变送器....................................... . (8) 2.3 温度控制电路设计............. . (8) 2.4 键盘及显示电路设计............... . (10) 2.4.1 键盘电路设计 (10) 2.4.2 数码管显示电路设计 (11) 第3 章控制程序设计 (14) 3.2 功能模块 (14) 3.2 功能模块.................................................... . (14) 3.3 资源分配模块.............. ................................................. .. (14) 3.3 软件功能设计...... (14) 3.4.1 键盘管理..................... (15) 3.4.2 显示管理............ (16) 3.4.3 温度检测模块 (18) 3.4.4 温度控制模块 (19)

电烤箱温度控制系统

电烤箱温度控制系统

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电烤箱的炉温控制系统设计 作者姓名： 作者学号： 指导教师： 学院名称： 专业名称：

摘要 PID控制用途广泛、使用灵活，已有系列化产品，使用中只需设定三个参数（Kp，Ti和Td）即可。在很多情况下，并不一定需要全部三个单元，可以取其中的一到两个单元，但比例控制单元是必不可少的。 在工厂，总是能看到许多回路都处于手动状态，原因是很难让过程在“自动”模式下平稳工作。由于这些不足，采用PID的工业控制系统总是受产品质量、安全、产量和能源浪费等问题的困扰。PID参数自整定就是为了处理PID参数整定这个问题而产生的。现在，自动整定或自身整定的PID控制器已是商业单回路控制器和分散控制系统的一个标准 单回路温度控制系统主要由计算机，采样板卡，控制箱，加热炉体组成。是由计算机完成温度采样，控制算法，输出控制，监控画面等主要功能。控制箱装有温度显示与变送仪表，控制执行机构，控制量显示，手控电路等。加热炉体由烤箱改装，较为美观适合实验室应用。 计算机控制系统一般由控制计算机、A/D与D/A接口、执行机构、被控对象、检测元件和变送器组成。本实验控制系统主要由计算机、电烤箱、智能控制仪表、固态继电器、通讯模块、电压数显表等构成，其中智能控制仪表、固态继电器、通讯模块、电压数显表安装于控制箱上。本设计通过调节PID参数来实现炉温系统的控制。 关键词：单回路温度控制系统，PID控制，加热炉体，智能控制仪表，温度变送器， 热电阻，可控硅

W电烤箱温度控制电路

辽宁工业大学 电力电子技术课程设计＜论文）题目：2000W电烤箱温度控制电路 院＜系）：电气工程学院 专业班级：电气093班 学号：0903030** 学生姓名：***** 指导教 师： ＜签字）

起止时间： 2018-12-26至2018-1-5

课程设计＜论文）任务及评语 院＜系）：电气工程学院教研室：电气教研室 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20%以百分制计算

摘要 本文设计地是2000W电烤箱温度控制电路，实现温度控制地方法有很多，例如：通过晶闸管等电力电子器件对输入输出之间地交流电能进行变换与控制地电路形式，其常用地控制方式有四种：① 相位控制；② 周期控制；③ 通断控制；④ 斩波控制等?根据不同地控制方式可以将交流电力控制系统分为以下几种基本类型.b5E2RGbCAP <1）交流调压电路<2）交流电力电子开关<3）交流斩波调压电路交流电力控制系统中，交流调压电路应用最为广泛，本文采取地就是单相交流调压电路? 交流调压电路是利用两个晶闸管反并联后串联在交流电路中，通过对晶闸管 地控制来控制交流输出.在每半个周波内通过对晶闸管开通相位地控制，可以方便地调节输出电压地有效值.plEanqFDPw 电路控制：用晶闸管触发电路来有效地控制晶闸管地导通与截止，来完成对 电烤箱交流调压电路地工作控制. 电路保护：用阻容吸收网络和快速熔断器来防止晶闸管因过电压或过电流造成地损坏. 器件选择：通过计算对晶闸管、触发电路、阻容吸收网络、快速熔断器各个器件进行选择. 关键词：交流调压电路；晶闸管；晶闸管触发电路；阻容吸收网络；快速熔断器

电炉温度控制系统

引言 前言：电阻炉在国民经济中有着广泛的应用，而大功率的电阻炉则应用在各种工业生产过程中。然而，大多数电阻炉存在着各种干扰因素。一直以来，人们采用了各种方法来进行温度控制，都没有取得很好的控制效果。起先由于电阻炉的发热体为电阻丝，传统方法大多采用仪表测量温度，并通过控制交流接触器的通断时间比例来控制加热功率。电阻炉微机自动程序温度控制系统就是通过单片机对加热炉的升、降温速率和保温时间进行严格控制的装置，它将温度变送、显示和数字控制集于一体，以微机控制为基础，以A/D转换器为核心，并配以适当的外围接口电路，实现对电阻炉温度自动控制。 摘要：自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用，温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。随着单片机技术的飞速发展，通过单片机对被控对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向。 1.电加热炉温度控制系统的特性 温控系统主要由温度传感器、温度调节仪、执行装置、被控对象四个部分组成，其系统结构图如图1.1所示。 图1.1 被控制对象是大容量、大惯性的电热炉温度对象，是典型的多阶容积迟后特性，在工程上往往近似为包含有纯滞后的二阶容积迟后；由于被控对象电容量大，通常采用可控硅作调节器的执行器，其具体的电路图如图1.2所示。如图1.3

所示，设周期T c 内导通的周期的波数为n，每个周波的周期为T，则调功器的输 出功率为P=n×T×P n /T c ，P n 为设定周期T c 内电压全通过时候装置的输出功率。 图1.2 图1.3 执行器的特性：电炉的温度调节是通过调节剂(供电能源)的断续作用，改变 电炉丝闭合时间T b 与断开时间T k 的比值α,α=T b /T k 。 调节加热炉的温度，在工业上是通过在设定周期范围内，将电路接通几个周波，然后断开几个周波，改变晶闸管在设定周期内通断时间的比例，来调节负载两端交流平均电压即负载功率，这就是通常所说的调功器或周波控制器；调功器是在电源电压过零时触发晶闸管是导通的，所以负载上得到的是完整的正弦波，调节的只是设定周期T c 内导通的电压周波。 2.电炉的电加热原理及方式 当电流在导体中流过时，因为任何导体均存在电阻，电能即在导体中形成损耗，转换为热能，按焦耳楞次定律：Q＝0．2412Rt，Q代表热能，单位卡；I代表电流，单位安9；R代表电阻，单位欧姆；t代表时间，单位秒。 按上式推算，当1千瓦小时的电能，全部转换为热能时Q＝(0．24×1000×36000)／1000=864千卡。 在电热技术上按l千瓦小时＝860千卡计算。电炉在结构上是使电能转换为热能的设备，它能有效地用来加热指定的工件，并保持高的效率。 电阻炉按热量产生的方法不同，可分为间接加热式和直接加热式二大类。间接加热式电阻炉、就是在炉子内部有专用的电阻材料做的发热元件。电流通过加热元件时产生热量，再通过热的传导、对流、辐射而使放置在炉中的炉料被加热。

烤箱温度控制设计概要

： 烤箱温度控制系统的设计 (计算机控制技术基础课程设计 专业:自动化 组员:吴传林唐思黄定肖骁 重庆大学自动化学院 2013年9月 吴传林唐思肖骁黄定烤箱温度控制系统的设计(采用PD-32E实验装置[ 目录 摘要 (1 序言 (1 1.设计内容 (2

已知参数和设计要求 (2 实现方法 (2 2.组员分工 (2 3. 硬件部分组成 (3 ' 硬件连接 (3 AD574 (3 PT100 (4 芯片8255 (4 4.操作说明 (5 5.设计总体思路 (5 设计步骤 (6 主程序的设计 (6 ？ 温度设定子程序 (6 读取当前温度子程序 (6 温度比较以及加热子程序 (6报警子程序 (7 原理分析 (7

6.实验结果 (7 7.原程序清单 (8 8.设计感想 (8 ' 吴传林感想 (8 唐思感想 (9 肖骁感想 (10 附录 (12 系统框图 (12 程序代码: (18 摘要 本文是对烤箱温度控制系统进行设计,在烤箱温度控制系统中,利用计算机对烤箱的继电器发出不同的信号,来控制继电器的开断,从而能够实现控制烤箱加热与否的控制。本系统采用了反馈控制,是经典控制理论在实际中成功应用的典型实例。本次采用的信号输出芯片是8255。而温度采集则是用了PT100感温电阻,将电信号送至A/D574中,利用A/D574的模数转换功能,将采集的温度模拟信号转换成计算机可以识别的电信号,进而在计算机内对这些电信号进行处理,经过反馈控制算法来输出控制烤箱的电信号。 [ 关键词:反馈控制算法,A/D574模数转换,计算机控制 序言

温度控制技术广泛应用于社会生活的各个领域,如家电、汽车、材料、电力电子等,传统的温度控制技术中最常见的是继电器调温,但由于继电器动作频繁,温度控制范围小,精度不高,可能会因触点不良而影响正常工作。最近几年快速发展的有PID 温控、模糊控制、神经网络以及遗传算法在温度控制中的应用。烤箱是热处理生产中应用最广的加热设备,它电流通过电热元件产生热量,借助辐射和对流的传递方式,将热量传递给所要加热的物品,使其加热到所要求的温度。本文设计的烤箱温度控制系统,是利用计算机对其温度进行控制,采用反馈控制算法,以实现对烤箱温度控制,达到控制性能要求的指标。 1 1.设计内容 已知参数和设计要求 1.某烤箱的温度控制要求为:控制烤箱温度从室温上升到目标温度并一直保持在该目标温度,要求控制的精度达±3%,调节时间≤20秒。 2.目标温度应可以通过键盘任意修改。 。 3.完成温度检测、温度变松,温度显示(LED和CRT曲线、温度控制、通过键盘设定上、下限温度报警值,温度超限报警(声、光等功能。 实现方法 采用PD-32E实验装置实现(限≤5人选做 2.组员分工 姓名职务负责的部分 吴传林组长键盘扫描、判断控制、显示模块程序编写,程序的编译和调

基于单片机的电烤箱温度控制设计

基于AT89C52单片机的智能电烤箱系统 此电烤箱温度控制系统利用单片机的中断功能来设计一种智能的烤箱系统，避免电烤箱加热过程中发生安全事故。本文以AT89C52单片机最小系统为主控芯片，利用DS18B20数字温度传感器采集温度。这种温度控制系统能过通过LCD1602显示屏直观的来观察电烤箱温度，通过按钮调节上限和下限温度的值。 一、系统设计 1.1系统设计思路 采用AT89C52单片机控制整个系统，温度采集由DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器DS18B20采集。DS18B20测温范围为-55°C～+125°C，测温分辨率可达0.0625°C，被测温度用符号扩展的16位补码形式串行输出。CPU 只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。 当DS18B20检测到温度超过设定的值时，发出信号到单片机AT89C52的中断端口，由AT89C52单片机控制加热系统断电，这样就能过很好的解决温度过高的问题，起到一个很好的保护的作用。当DS18B20传感器检测到温度低于设定的下限值时，又会给AT89C52单片机一个启动信号，AT89C52就又会重启加热系统开始工作，这样，就能保证电烤箱能正常加热了。当DS18B20传感器检测温度达到燃烧的临界点时，会给AT89C52输入一个预报警信号，AT89C52就会控制报警系统报警，这样，就起到一个很好的保护作用，避免了因为电烤箱温度过高而引起的火灾。 1.2方案总体框架图 系统主要包括单片机控制模块，温度采集模块，温度显示模块，温度上下限调整模块，电机驱动模块和外部存储模块等六大部分。 控制模块主要由单片机AT89C52构成，温度采集由DS18B20传感器采集。稳压电源为整个系统提供+5V的直流电压。其系统总体框架如图1.2所示:

KSY-6D-16电炉温度控制器

KSY-6D-16电炉温度控制器

目录 一、用途 (2) 二、主要技术指标和参数 (2) 三、仪器结构 (2) 四、仪器使用及注意事项 (3) 五、仪器成套及技术文件 (3) 本仪器为精密、低温制冷仪器， 使用前请详阅说明书，谨慎操作！

一、产品简介 KSY-6D-16电炉温度控制器适用于以硅碳棒（管）加热型电炉，与镍铬——镍硅热电偶配套使用，可对电炉内的温度进行测量、显示、控制，并可使炉内的温度自动保持恒温。 设计新颖，控温精度高，性能稳定易操作。 控温仪表分为指针式A：数显式AS：智能式ASP:智能多段 二、技术指标 ★输入电压（V）：220 ★输出电压（V）：50-210 ★最高温度（℃）：1600 ★最大控制功率（KW）：6

One, product introduction KSY-6D-16furnace temperature controller applied to silicon carbon rod ( tube ) heating furnace, and Ni-Cr -- nickel-silicon thermocouple supporting the use of electric furnace, temperature measurement, display, control, and can make the temperature inside the oven to keep constant temperature automatically. Novel design, high precision of temperature control, stable performance and easy to operate. Temperature control instrument for pointer type A: digital display type AS: intelligent ASP: intelligent multi segment Two, technical indicators Of the input voltage ( V ):220 Of the output voltage ( V ):50-210 Of the maximum temperature ( c ):1600 Control of maximum power ( KW ):6