电阻炉微型计算机温度控制系统

电阻炉温度控制系统

专 业： 电气工程及其自动化 姓 名： 王鹏旭 学 号： B11040322 班 级： B110403班 设计时间： 2014. 5. 1

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目录

第1章 系统的描述与分析 ????????????3 1.1 系统的介绍?????????????????3 1.2 技术指标??????????????????3 第2章 设计方案?????????????????4 第3章 控制算法?????????????????4 第4章 系统软硬件设计??????????????4 4.1 总体设计 ??????????????????4 4.2 温度检测电路 ????????????????7 4.3 温度控制电路 ????????????????8 4.4 人机对话电路 ????????????????9 4.4.1 键盘管理 ????????????????9 4.4.2 数码显示????????????????10 4.4.3

0121011360504

课 程 设 计

题 目 电阻炉温度控制系统设计

学 院 自动化学院 专 业 自动化专业 班 级 自动化1005班

姓 名 柳元辉 指导教师

刘小珠

2014 年 1 月 10 日

学 号：

课程设计任务书

学生姓名： 柳元辉 专业班级： 自动化1005 指导教师： 刘小珠 工作单位： 自动化学院

题 目: 电阻炉温度控制系统设计 初始条件：

1. 课程设计辅导资料：“过程控制系统和应用”、“过程控制系统与仪表”、“过程控制仪表及控制系统”、“过程控制系统”等； 2. 先修课程：仪表与过程控制系统等。 3. 主要涉及的知识点：

过程控制仪表、控制系统、被控过程等

要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具

体要求）

1. 课程设计时间：1.5周；

2. 课程设计内容：根据指导老师给定的题目，按规定选择其中1套完成；

本课程设计统一技术要求：研读辅导资料对应章节，对选定的设计题目所涉及的生

1. 微型计算机系统由 微型计算机 ； I/O设备 ；和 系统软件和应用软件 等组成。 2. 8086CPU中的指令队列可存储 6 个字节的指令代码，当指令队列至

少空出 2 个字节时，BIU单元便自动将指令取到指令队列中；8088CPU中的指令队列可存储 4 个字节的指令代码，当指令队列空出 1 个字节时，BIU单元便自动将指令取到指令队列中。 3. 8086系统中，1MB的存储空间分成两个存储体： 偶地址 存储体

和 奇地址 存储体，各为 512K 字节。

4. 设DS=1000H，ES=2000H，SS=3000H，SI=0010H，DI=0050H，BX=0100H，BP=0200H，数据段中变量名为VAL的偏移地址值为0030H，写出下列指令源操作数字段的寻址方式和物理地址值： MOV AX，VAL 寻址方式 直接寻址方式 ，物理地址 10030H 。 MOV AX，ES:[BX]寻址方式 寄存器间接寻址 ，物理地址 20100H 。 MOV AX，VAL[BP][SI] 寻址方式 相对基址变址寻址 ，物理地址 30240H 。

5. 用2K×8

摘要

随着科学技术的迅猛发展，各个领域对温度控制系统的精度、稳定性等要求越来越高，控制系统也千变万化。电阻炉广泛应用于各行各业， 其温度控制通常采用模拟或数字调节仪表进行调节，但存在着某些固有的缺点。而采用单片机进行炉温控制，可大大地提高控制质量和自动化水平， 具有良好的经济效益和推广价值。

本设计以89C51单片机为核心控制器件，以ADC0809作为A/D转换器件，采用闭环直接数字控制算法，通过控制可控硅来控制热电阻，进而控制电炉温度，最终设计了一个满足要求的电阻炉微型计算机温度控制系统。

关键字：电阻炉 89C51单片机 温度控制 A/D转换

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目录

摘要………………………………………………………………………………………1

电阻炉温度控制系统……………………………………………………………………2

方案的比较和确定………………………………………………………………………4

控制算法…………………………………………………………………………………4

系统软硬件设计…………………………………………………………………………7

基MATLAB仿真被控对象………………………………………………………

电阻炉炉温自动控制系统的设计

摘要

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各样的干扰因素，将会给工业生产带来极大的不变。因此，在电阻炉温度控制系统的设计中，应尽量考虑到如何有效地避免各种干扰因素而采用一个较好的控制方案，选择合适的芯片及控制算法是非常有必要的。本设计要求用单片机设计一个能在多种领域得到广泛应用的电阻炉温度控制系统的硬件部分。以单片机为控制核心，外配置时钟电路、温度检测电路、温度控制电路、报警电路的硬件电路设计。实现了处理，存储，报警等功能。

关键字：电阻炉 单片机 报警

ABSTRACT

Resistance furnace in the national economy has a broad application,and power of the resistance furnace is used in various industrial processes.However,most resistance furnace there are all kinds of disturbances which will be to the

温度是工业生产中常见的工艺参数,温度控制在工业实践和科学研究中具有极大意义,因此,温度控制是生产自动化的重要任务。采用直接数字控制(DDC)中的最小拍控制来控制一电加热炉,输入为加在电阻丝两端的电压,电加热炉的炉内温度作为输出,系统输出输入的传递函数为：G(s)=2/(s(s+1)),要实现的温控范围为100-500℃。系统采用的控制方案以及抗干扰设计使其达到了较好的控制效果。

电阻炉温度控制系统总体设计

郭焕刚 侯力 李东占

（四川大学制造科学与工程学院，成都 610065）

[摘要]：温度是工业生产中常见的工艺参数，温度控制在工业实践和科学研究中具有极大意义，因此，温度控制是生产自动化的重要任务。采用直接数字控制（DDC）中的最小拍控制来控制一电加热炉，输入为加在电阻丝两端的电压，电加热炉的炉内温度作为输出，系统输出输入的传递函数为：G(s)=2/(s(s+1))，要实现的温控范围为100-500℃。系统采用的控制方案以及抗干扰设计使其达到了较好的控制效果。

关键词：温度控制；电阻炉；直接数字控制；最小拍控制；热电偶

中图分类号：TP273 文献识别码：A

General design of the resistance furnace temper

微型计算机控制技术

实验指导书

王新江 编

济南大学

自动化与电气工程学院

二0一五年四月

目 录

前 言 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅3 第一部分 THBDC-1信号与系统·自控理论·计算机控制技术实验平台

使用说明

第一章 系统概述 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅4 第二章 硬件的组成及使用┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅5 第三章 THBDC-1软件使用说明┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅8 第一节 THBDC-1软件的使用说明 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 8 第二节Bode 软件的使用说明┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 34 第二部分 THBCC-1信号与系统·控制理论及计算机控制技术实验平台

实验指导书（下） — 微型计算机控制技术

实验一、数字PID调节器算法的研究┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅43 实验二、最少拍控制算法研究┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅48 实验三、直流电机PID控制┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅53 实验四、步进电机转速控制┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅57 实验五、温度PID控制

中原工学院信息商务学院《微机控制》课程设计说明书

摘要

温度控制是工业对象中主要的控制参数之一，其控制系统本身的动态特性属于一阶纯滞后环节，象冶金、机械、食品、化工各类工业中，广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等，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。以8031单片机为核心，采用温度变送器桥路和固态继电器控温电路，实现对电炉温度的自动控制。该控制系统具有硬件成本低、控温精度较高、可靠性好、抗干扰能力强等特点。电阻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。

关键词：电炉 温度控制系统 ADC0809AD转换器

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中原工学院信息商务学院《微机控制》课程设计说明书

目 录

1 控制方案总述 ....................................................................................................... 1 2 硬件电路设计 ............................

《微型计算机原理》课程标准

课程编码：B060104 总 学 时：86学时 学 分：5学分

课程类别：必修课

授课单位：计算机与信息工程系

编写执笔人及编写日期：董国增 2010.08.03 审定负责人及审定日期：

适用专业：计算机控制专业

1．课程定位和课程设计

1. 1课程性质与作用

《微型计算机原理》是计算机类各专业的一门必修的专业基础课程。

本课程介绍微型计算机8086/8088 CPU的逻辑结构、工作模式、指令系统、汇编语言程序设计方法、中断系统、存储器组织及与CPU的连接方法、I/O接口的组成、串并行通信等知识。

通过本课程的学习，使学生理解计算机的组成方法、理解计算机的工作过程，从而为计算机专业知识的学习打下坚实基础。学生在学完本课程以后，具有阅读各类微机硬件技术资料的自学能力和进行微机应用系统设计的开发能力。

本课程的前导课程是《计算机电学基础》、《C++程序设计》，后继课程有《微机接口技术》、《智能仪器仪表技术实训》、《嵌入式系统原理及设计》、《VC++程序设计》

1.2课程设计理念

本课程着重培养学生对于微型计算机系统的概念、原理、结构、设计的理解和认识，以及对现有的主流集散控制系统的学习与应用，坚持“理论指导实践、实践强化理论”的教学

中原工学院信息商务学院《微机控制》课程设计说明书

摘要

温度控制是工业对象中主要的控制参数之一，其控制系统本身的动态特性属于一阶纯滞后环节，象冶金、机械、食品、化工各类工业中，广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等，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。以8031单片机为核心，采用温度变送器桥路和固态继电器控温电路，实现对电炉温度的自动控制。该控制系统具有硬件成本低、控温精度较高、可靠性好、抗干扰能力强等特点。电阻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。

关键词：电炉 温度控制系统 ADC0809AD转换器

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中原工学院信息商务学院《微机控制》课程设计说明书

目 录

1 控制方案总述 ....................................................................................................... 1 2 硬件电路设计 ............................