毕业设计--温度控制系统设计

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1、 I 摘摘 要要 工业生产中，实现对加热炉炉温的精确控制对产品质量、热处理都是非常重 要的。本文以 AT89C52 单片机为控制核心，进行了加热炉炉温控制系统的总体设 计，并重点完成了温度检测电路、键盘显示电路、报警电路、时钟电路、以及温 度控制电路的设计任务。该系统功能强、精度高、硬件电路简单，且工作稳定可 靠，可实现控制的精度要求。 关键词关键词：单片机；加热炉；温度控制 II AbstractAbstract Industrial production of resistance furnace, the accurate control of temperature on produc

2、t quality, heat treatment labor intensity is very important. This system is based on AT89C52 as control core, the temperature control system of furnace, and the overall design of the temperature detection circuit, finished keyboard display circuit, alarm circuit, clocking circuit and temperature con

3、trol circuit design. This system is strong, high precision, simple, and the hardware circuit is stable and reliable, also the precision of the control can be realized. Key worKey wordsds: : Single chip；furnace；temperature control III 目目 录录 1 引言 . 1 2 温度控制系统设计方案 . 3 2.1 硬件设计方案. 3 2.2 炉温控制器模型.错误错误!未定义

4、书签。未定义书签。 2.2.1 控制器模型比较 .错误错误!未定义书签。未定义书签。 2.2.2 炉温控制器数学模型的建立 .错误错误!未定义书签。未定义书签。 3 主体硬件电路设计 . 4 3.1 STC 89C52 单片机 4 3.1.1 STC89C52 单片机的引脚及功能错误错误!未定义书签。未定义书签。 3.2. 温度测量 5 3.2.1.检测原件错误错误!未定义书签。未定义书签。 3.2.2 热电偶测温基本原理 错误错误!未定义书签。未定义书签。 3.2.3 温度变送器 错误错误!未定义书签。未定义书签。 1 1 引引 言言 温度的测量与控制是生产过程自动化的重要任务之一。温度控制

5、系统在工业 控制中应用广泛，如在电厂建设、石油化工、冶金、机械制造、食品加工等行业 中应用十分普遍。主要是通过将工业控制现场的温度模拟量通过传感器采集，再 经过 AD/转换成数字量输入计算机， 由温度控制系统软件实现数据的存储、 处理、 显示的过程。如今在很多温度控制系统中，一般是选用单片机来实现。 图 1.1 系统框图 图 1.1 中被测参数温度经热电偶 WB 测量后转换成毫伏信号， 经变送器转换 成 05V 电压信号；再经多路开关，把 8 座退火炉的温度测量信号分时地送到采 样/保持器和 A/D 转换器进行模拟/数字转换；转换后的数字量经 I/O 接口读入到 CPU,在 CPU 中经数据处

6、理（数字滤波、标度变换和数字控制计算）后，一方面 送显示，并判断是否有警报，另一方面与给定值进行比较，然后根据偏差值进行 控制计算。控制器输出经 D/A 转换器转换成 420mA 电流信号，以带动执行机 构动作。当采样值大于给定值时，把天燃气阀门关小，反之将开大阀门，这样通 过改变进入退火炉的天然气的流量，达到控制温度的目的。本系统不但可以进行 恒温控制，而且可以通过软件设计使其能按着一定的升温曲线控制。 退火炉是冷轧钢板热处理的重要热工设备,在国内广泛应用。其各个工艺段 的温度控制是影响后续钢板处理的关键因素。在经济危机的大背景下,如何实现 2 退火炉的有效温度控制,有着重要的意义。退火炉的温度控制具有升温速度快,惯 性大,时变等特点。其升温,保温是依靠其炉内的煤气空气混合燃烧来达到工艺要 求的,降温则是依靠环境自然冷却。炉温温度一旦超调就无法用控制手段使其降 温,因此对于各个温度段控制的主要控制目标就是超调量,超调量的失调会导致炉 温控制不稳定,钢卷废品率高,安全隐患大,当系统中某座退火炉发生底限或超限 报警时，将发出声光报警信号，提醒操作人员注意，并采取相应措施。 3