1、 1 毕业论文毕业论文 论 文 题 目 ： 温 度 控 制 系 统 专 业 领 域 ： 应 用 电 子 技 术 二 零 一 四 年 九 月 一 八 日 2 摘 要 本文介绍基于 PLC 的温度控制系统的设计， 包括 A/D 转换、标度变换、 温度检测环节、积分分离 PID 算法以及过零数字触发电路的设计。主要内 容：实际温度经温度传感器检测，得到模拟电压值，模拟量再经 A/D 转换 和标度变换后得到实际炉温。数字控制器根据恒温给定值与实际温度的偏 差 e（k）按积分分离 PID 控制算法，得到输出控制量 u（k） ，控制可控硅 导通时间，调节炉温的变化使之与给定恒温值一致。达到恒温控制目的。
2、本系统对温度检测和调节环节做了进一步的优化设计，使该系统更实用、 易行和可靠，同时也提高了产品质量和减轻人工劳力负担。它在实际应用 中具有一定参考价值。 关键词：关键词：温度检测；温度传感器；A/D 转换；PID 3 目 录 第一章第一章 设计背景及设计意义 2 第二章第二章 系统方案设计 3 第三章第三章 硬件.5 3.1 温度检测和变送器5 3.2 温度控制电路6 3.3 A/D 转换电路 7 3.4 报警电路 8 3.5 看门狗电路 8 3.6 3.6 显示电路显示电路 10 3.7 电源电路12 第四章第四章 软件设计 14 4.1 软件实现方法 14 4.2 总体程序流程图 15 4
3、.3 程序清单 19 第五章第五章 设计感想 29 第六章第六章 参考文献30 第七章第七章 附录 31 7.1 硬件清单 31 7.2 硬件布线图 31 4 第一章 设计背景及研究意义 机械制造行业中，用于金属热处理的加热炉，需要消耗大量的电能，而且温 度控制是纯滞后的一阶惯性环节。现有企业多采用常规仪表加接触器的断续控 制，随着科技进步和生产的发展，这类设备对温度的控制要求越来越高，除控温 精度外，对温度上升速度及下降速度也提出了可控要求，显而易见常规控制难于 满足这些工艺要求。随着微电子技术及电力电子技术的发展，采用功能强、体积 小、价格低的智能化温度控制装置控制加热炉已成为现实。 自动
4、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。 在现代 化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主 要被控参数。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和 食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中 的温度进行检测和控制。对工件的处理温度要求严格控制，计算机温度控制系统 使温度控制指标得到了大幅度提高。采用MCS-51单片机来对温度进行控制，不仅 具有控制方便、组态简单
5、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，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题 是一个工业生产中经常会遇到的问题。 ， 5 第二章 系统方案的设计 这次课程设计题目为热电偶构成的热处理炉的温度控制系统， 技术要求：1.设定温度范围为0999 2.温度显示为0999 3.到设定温度报警 热处理炉炉温控制系统的控制过程是：单片机定时对炉温进行检测，经A/D 转换芯片得到相应的数字量，经过计算机进行数据转换，得到应有的控制量，去 控制加热功率，从而实现对温度的控制。如下图所示： 进行系统设计时应考虑如下问题： 1.炉温变化规律的控制，即炉温按预定的温度时间关系变化。 2.温度控制范围：如01000，这就涉及到测温元件、电炉功率的选择等。 3.控制精度、超调量等指标
