计算机控制课程设计--电阻炉温度控制系统的设计

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1、 计算机控制设计计算机控制设计 课程设计报告课程设计报告 班级班级 B 电气电气 084 姓名姓名 学号学号 1 课程课程设计设计题目：题目：电阻炉温度控制系统的设计电阻炉温度控制系统的设计 本课程设计要求设计以电阻炉为被控对象，由镍铬/镍硅热电耦测量被控对 象的温度，通过滤波、放大，送至 A/D 转换器。这样通过采样和 A/D 转换，就 将所检测的炉温对应的电压信号转换成数字量送入计算机模糊控制器， 计算出该 电压信号对应的温度值与给定温度进行比较，得到偏差，计算机由偏差信号计算 出相应的控制量控制可控硅的导通角，从而调节电阻丝两端的电压，进而控制对 象的温度，使得对象的实际温度最终达到给定

2、的温度。 技术参数和技术参数和设计任务设计任务： 1、要求电阻炉温度保持在 95-100，最高温度不得超过 100，最低温度 不能低于 95； 2、温度控制采用数字控制算法，参数检测值不能保证在所要求温度范围时， 进行报警； 3、由加热元件实现加温； 4、对电阻炉的温度参数进行检测并要求实时显示锅炉温度，显示位数 4 位； 5、温度参数由传感器进行检测，经变送器处理后，转换成 05V 标准信号， 送 A/D 转换器进行 A/D 转换，计算机每隔一定时间采样一次，采满 5 次后进行 中值滤波，经数据变换后，显示参数的实际值； 6、以 LCD 实现显示； 7、将温度检测值与给定值进行比较，得到偏差

3、，将偏差经数字 PID 运算得 到输出控制值，经转换后输出控制电压或电流，以控制电阻炉温度； 8、从 P1 口各引脚输出报警信号，点亮发光二极管，实现报警。 2 一、一、本课程本课程设计设计系统概述系统概述 1、系统系统原理原理 在系统中，利用传感器测得电阻炉实际温度并转换成毫伏级电压信号，该电 压信号经过温度检测电路转换成与炉温相对应的数字信号进入单片机， 单片机进 行数据处理后，通过液晶显示器显示温度，同时将温度与设定温度进行比较并判 断是否报警，然后由设定的控制算法计算出控制量，根据控制量，通过控制双向 晶闸管的导通和关断从而控制电阻丝的导通时间，以实现对炉温的控制。 2、系统结构图、系

4、统结构图 AT89C51 单片机 键盘 报警电路 液晶显示 温度控制 电阻炉 温度检测 电路 传感器 图 1-1 电阻炉温度控制系统总体结构框图 3、文字说明控制方案、文字说明控制方案 本课题方案采用 STC89C51 单片机为主控芯片， 电阻炉温度控制系统由单片 机、温度检测电路、键盘、显示、保护及报警电路和温度控制电路等部分组成， 利用单片机可以方便地实现对 PID 参数的选择与设定，实现工业过程中 PID 控 制。它采用温度传感器热电偶将检测到的实际炉温进行 A/D 转换，再送入计算 机中，与设定值进行比较，得出偏差。对此偏差按 PID 规律进行调整，得出对 应的控制量来控制驱动电路，调节电阻炉的加热功率，从而实现对炉温的控制。 利用单片机实现温度智能控制，能自动完成数据采集、处理、转换、并进行 PID 控制和键盘终端处理（各参数数值的修正）及显示。 3 二、硬件设计二、硬件设计 1、单片机的选型、单片机的选型 由于单片机技术在各个领域正得到越来越多的应用， 世界上许多集成电路生 产厂家相继推出了各种类型的单片机。1980年，Inter公司推出MCS-51型系列单