kW电加热炉温控制系统设计(计算机控制蔡林志).docVIP

辽 宁 工 业 大 学 计算机控制技术 课程设计（论文） 题目： 8kW电加热炉温度控制系统设计 院（系）： 电气工程学院 专业班级： 自动化091 学 号： 090302020 学生姓名： 蔡林志 指导教师： （签字） 起止时间： 2012.12.19-2012.12.28 课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电气工程学院 教研室：自动化 学 号 090302020 学生姓名 蔡林志 专业班级 自动化091 课程设计（论文）题目 8kW电加热炉温度控制系统设计 课程设计（论文）任务 实现功能 电加热炉用电炉丝提供功率，使其在预定时间内将炉内温度稳定在给定值上。本控制对象电阻加热炉功率为8kW，由220V交流电源供电。本设计以单片机为控制核心，加上相应的输入输出通道，采用达林算法，将温度控制在规定范围内，并要求实时显示当前温度值，用三位LED显示。被控对象为，仿真研究时用近似。 设计任务及要求 1、确定系统设计方案，包括单片机的选择，输入输出通道，键盘显示电路； 2、建立被控对象的数学模型； 3、推导控制算法，设计算法的程序流程图或程序清单； 4、仿真研究，验证设计结果； 5、撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上。 技术参数 温度控制范围：50～350℃ 控制精度小于±5% 进度计划 1、 布置任务，查阅资料，确定系统方案（1天） 2、 被控对象建模（1天） 3、 算法推导，程序设计（3天） 4、 仿真研究（2天） 5、 撰写、打印设计说明书（2天） 6、 答辩（1天） 指导教师评语及成绩 平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算 摘 要 电加热炉随着科学技术的发展和工业生产水平的提高，已经在冶金、化工、机械等各类工业控制中得到了广泛应用，并且在国民经济中占有举足轻重的地位。对于这样一个具有非线性、大滞后、大惯性、时变性、升温单向性等特点的控制对象，很难用数学方法建立精确的数学模型，因此用传统的控制理论和方法很难达到好的控制效果。 电加热炉加热温度的改变是由上、下两组炉丝的供电功率来调节的，它们分别由两套晶闸管调功器供电。调功器的输出功率由改变过零触发器的给定电压来调节，本设计以AT89C51单片机为控制核心，输入通道使用AD590传感器检测温度，测量变送传给ADC0809进行A/D转换，输出通道驱动执行结构过零触发器，从而加热电炉丝。本系统采用达林控制算法，将温度控制在50～350℃范围内，并能够实时显示当前温度值。 关键词：温度；AT89C51；达林控制算法；AEDK-labACT 目 录 第1章 绪论 1 第2章 课程设计的方案 2 2.1 概述 2 2.2 系统组成总体结构 2 第3章 硬件设计 3 3.1 器件选择 3 3.2 控制器 3 3.3 电源部分 3 3.4 输入通道设计 4 3.4.1 温度检测电路 4 3.4.2 A/D转换电路 4 3.5 输出通道设计 4 3.6 显示电路及按键电路 5 3.7 电加热炉温度控制系统原理图 5 第4章 软件设计 7 4.1 系统的软件设计 7 4.2 达林控制算法设计 8 4.3 温度与电压关系 10 4.4达林控制算法程序 10 第5章 系统测试与分析/实验数据及分析 13 第6章 课程设计总结 15 参考文献 16 绪论 随着微电子技术和微型计算机的迅猛发展，微机测量和控制技术以其逻辑简单、控制灵活、使用方便及性能价格比高的优点得到了广泛的应用。它不仅在航空、航天、铁路交通、冶金、电力、电讯、石油化工等领域得到了广泛应用，而且在日常生活中诸如电梯、微波炉、电冰箱、电视机等高科技产品中也有广阔的使用前景，为工业生产的自动化、智能控制奠定了坚实的技术基础。 加热炉作为一种应用广泛的热工设备之一。尽管它使用的加热方法不同， 或工艺要求不同，温度有高低、精度也有差异，但作为被控参数之一的温度总是可用不同的测温元件和方法来获得，并通过微型计算机加以处理和控制，并按一定温度曲线工作，以满足生产需要。 电加热炉以其无污染、操作方便、自动化程度高、可调范围大、节省基建投资等诸多优点逐渐受到人们的欢迎。但这其中对温度的控