炉温控制系统课程设计

目录

第一章 绪论 ...................................................................................... 3 1.1 课题的背景 ................................................................................... 3 1.2 模糊控制的现状及原理 ................................................................. 4 1.3 本文的设计思路 ............................................................................ 5 第二章 系统硬件................................................................................. 6 2.1凌阳单片机的特点 .......................................................

基于单片机水温控制系统的设计

摘要

本文介绍了基于AT89S52单片机水温测量及控制系统的设计。系统硬件部分由单片机电路、温度采集电路、键盘电路、LED显示电路、继电器控制电路等组成。软件从设计思路、软件系统框图出发，逐一分析各模块程序算法的实现，通过C语言编写出满足任务需求的程序。本系统采用数字式温度传感器DS18B20作为温度传感器，简易实用，方便拓展。单片机以此对水的温度进行有效检测与报警，并以此进行水温的控制。基于单片机水温控制系统采用多电源供电，降低了系统各个模块间的干扰，还保证了电源能为各部分提供足够的工作电流，提高系统的可靠性。

关键词：水温控制 AT89S52 DS18B20

i

湖南科技大学课程设计

目录

摘要 ...................................................... i 第一章 绪论 ............................................... 1

1.1水温控制系统设计的背景 ............................. 1 1.2水温控制系统设计的意义 .............................

目录

一、绪论 ..................................................................................................... 2 1.1 课程设计背景及目的 ................................................................... 2 1.2 课程设计任务与要求 ................................................................... 2 二、系统设计过程 .................................................................................... 4 2.1 系统理论分析方法 ....................................................................... 4 2.2 控制器设计过程 ......................................................

一．概述

温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。本设计的控制对象为一电加热炉，输入为加在电阻丝两断的电压，输出为电加热炉内的温度。输入和输出的传递函数为：G(s)=2/(s(s+1))。控温范围为100~500℃，利用PID控制算法进行温度控制。

二．温度控制系统的组成框图

采用典型的反馈式温度控制系统，组成部分见下图。其中数字控制器的功能由单片机控制实现。

图1..1温度控制系统的组成框图

三．温度控制系统结构图及总述

图1.2温度控制系统结构图

图中由4~20mA变送器，I/V，A/D转换器构成输入通道，用于采集炉内的温度信号。其中，变送器选用XTR101，它将热电偶信号（温度信号）变为4~20mA电流输出，再由高精密电流/电压变换器RCV420将4~20mA电流信号变为0~5V标准电压信号，以供A/D转换用。转换后的数字信号送入AT89C51单片机中与与

炉温的给定值进行比较，即可得到实际炉温和给定炉温的偏差，其偏差被PID程序计算出输出控制量。由AT89C51输出电信号送至SC

目录

1. 摘要 2

2. 目的 3

3. 内容 3

4. 原理 3

5. 思想 6

6. 平台 8

7. 心得 11

摘要

集散控制系统（Distributed control system），是以多个微处理机为基础利用现代网络技术、现代控制技术、图形显示技术和冗余技术等实现对分散控制对象的调节、监视管理的控制技术。其特点是以分散的控制适应分散的控制对象，以集中的监视和操作达到掌握全局的目的。系统具有较高的稳定性、可靠性和可扩展性。该系统将若干台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控，实现最优化控制，整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一，人-机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。DCS系统在现代化生产过程控制中起着重要的作用。

集散控制

课 程 设 计 用 纸

目录 第一章 绪论 - - - - - - - - - - - - - - - - -1 1.1 XDPS400简介 1.2汽温调节的概念 1.2.1从蒸汽侧调节气温 1.2.2从烟气侧调节气温 第二章 过热汽温控制系统的设计 - - - - - - - - -4 2.1 过热汽温系统的串级控制方案 2.2 具体设计方案 2.2.1执行器的选择 2.2.2变送器的选择 2.2.3控制器的选择 2.3 总体方案 2.4 仿真运行 第三章 总结 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 17

1

教师批阅 课 程

设 计 用 纸

300MW火力发电机组再热汽温仪表控制系统设计 第一章 绪论 1 1XDPS400简介 新华分散型控制系统XDPS-400是一套融计算机、网络、数据库和自动控制技术为一体的工业信息技术系列产品，可以构成各种独立的控制系统、分散控制系统DCS、监控和数据采集系统（SCADA），能满足各种工业领域对过程控制和信息管理的需求。系统的模块化设计、合理的软、硬件功能配置和易于扩展的能力，能广泛用于各种大、

课 程 设 计 用 纸

目录 第一章 绪论 - - - - - - - - - - - - - - - - -1 1.1 XDPS400简介 1.2汽温调节的概念 1.2.1从蒸汽侧调节气温 1.2.2从烟气侧调节气温 第二章 过热汽温控制系统的设计 - - - - - - - - -4 2.1 过热汽温系统的串级控制方案 2.2 具体设计方案 2.2.1执行器的选择 2.2.2变送器的选择 2.2.3控制器的选择 2.3 总体方案 2.4 仿真运行 第三章 总结 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 17

1

教师批阅 课 程

设 计 用 纸

300MW火力发电机组再热汽温仪表控制系统设计 第一章 绪论 1 1XDPS400简介 新华分散型控制系统XDPS-400是一套融计算机、网络、数据库和自动控制技术为一体的工业信息技术系列产品，可以构成各种独立的控制系统、分散控制系统DCS、监控和数据采集系统（SCADA），能满足各种工业领域对过程控制和信息管理的需求。系统的模块化设计、合理的软、硬件功能配置和易于扩展的能力，能广泛用于各种大、

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

锅炉温度系统的设计

综述

锅炉汽包燃烧系统是工业蒸汽锅炉安全、稳定运行的重要指标，温度过高，会使蒸汽带水过多，汽水分离差，使后续的过热器管壁结垢，传热效率下降，过热蒸汽温度下降，严重时将引起蒸汽品质下降，影响生产和安全；温度过低又将破坏部分水冷壁的水循环不能满足工艺要求，严重时会发生锅炉爆炸。尤其是大型锅炉，一旦控制不当，容易使汽包满水或汽包内的水全部汽化，造成重大事故。因此，在锅炉运行中，保证温度在正常范围是非常重要的。

本文设计了一种数字式锅炉温度控制系统，并给出了硬件原理图。该控制系统是用MCS-51系列单片机及其相关硬件来实现，利用传感器测量温度数据、CPU循环检测传感器输出状态，并用光柱和LED指示温度的高度。当锅炉温度低于用户设定的值时，系统自动打开燃料通道，当温度到达设定值时，系统自动关闭燃料通道。通过定量的计算表明该控制系统设计合理、可行。

一.系统总体设计

1．1 系统总体设计方案

设计框图如下所示：

温 度 信 号 采 集 电 路 计算机控制 温度控制接口电路 继电器控制 与加热电路 继电器控制 与降温电路

图1-1系统框图

1．2 单元电路方案的论证与选择

1

锅炉温度系统的设计

硬件电路的设计是整个实验的关

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

- 1 -

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………………………………………………………