电加热器控制原理图(050716-PR41保护) 重庆合川)
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关于电加热器的控制程序的编写参考
之前讨论过关于电加热器控制的一次回路的配置问题，使我有重新整理该加热控制的想法。该设备为西门子840D系统，实际应用时，加热器由于国内好几家电加热器生产厂家无法达到加热外形尺寸精度及单位空间功率的限制，境外订购时间周期长等原因，最后，只能被放弃使用该电加热控制单元，改电加热方式为天然气加热方式。 使用至今已经有10多年时间了。另外一个放弃的原因是由于模具事先需要掏空处理（均分在底模18个直径40*200mm的加热器安装孔），且需要分多层安装（主要是预埋连接铜排，高温导线层面，耐高温绝缘处理），其中还需要有隔热板处理与主轴的连接，模具总装后，对同心度±0.05mm的要求，在实际操作起来也具有一定的加工、安装难度。 为说明该控制原理，先上一张电加热一次侧控制图： 一次侧回路由电源总开关（断路器3RV1031-4FA10），及漏电保护器（5SM3846-8 63/1000mA）、交流接触器（3RT1036-1BB40）、加热驱动器单元组成对加热总功率18KW的温度控制，其中，温度反馈传感器采用PT100热电阻，需要事先预埋在模具内部并连接好端子。 加热工作原理： 当需要实现主轴设备模具加热或者保温时，先让主轴运行主轴定位步骤（NCK的spos（角度）指令完成定位），完成主轴定位后，加热器通过气动单元将三相加热电源插入到模具加热端子上，一种带弹性（紫铜结构件）的环氧材料连接器，同时，将热电阻PT100一起插入到对应的端子上进行模具的加热和保温，加热器分6组（3KW/组）中心点不接地方式连接。另外，加热控制单元由3个电流变送器检测三相工作电流，控制器的输入为模拟量控制方式。控制程序：图示部分程序段 三相输入电流检测： L 695 T #Korr_Faktor_Stromistwert //将常数695装入数据块DB106.DBD72中。 //Stromaufnahme Phase 1 L "Analogeing.Heizstrom Ph1" //A相输入电流值。
电加热炉温度控制系统设计
湖南理工学院南湖学院 课程设计 题目：电加热炉温度控制系统设计专业:机械电子工程 组名：第三组 班级：机电班 组成员:彭江林、谢超、薛文熙
目录 1 意义与要求 (2) 1.1 实际意义 (2) 1.2 技术要求 (2) 2 设计内容及步骤 (2) 2.1 方案设计 (2) 2.2 详细设计 (3) 2.2.1 主要硬件介绍 (3) 2.2.2 电路设计方法 (4) 2.2.3 绘制流程图 (7) 2.2.4 程序设计 (8) 2.3 调试和仿真 (8) 3 结果分析 (9) 4 课程设计心得体会 (10) 参考文献 (10) 附录............................................................ 10-27
1 意义与要求 1.1 实际意义 在现实生活当中，很多场合需要对温度进行智能控制，日常生活中最常见的要算空调和冰箱了，他们都能根据环境实时情况，结合人为的设定，对温度进行智能控制。工业生产中的电加热炉温度监控系统和培养基的温度监控系统都是计算机控制系统的典型应用。通过这次课程设计，我们将自己动手设计一个小型的计算机控制系统，目的在于将理论结合实践以加深我们对课本知识的理解。 1.2 技术要求 要求利用所学过的知识设计一个温度控制系统，并用软件仿真。功能要求如下： （1）能够利用温度传感器检测环境中的实时温度； （2）能对所要求的温度进行设定； （3）将传感器检测到得实时温度与设定值相比较，当环境中的温度高于或低于所设定的温度时，系统会自动做出相应的动作来改变这一状况，使系统温度始终保持在设定的温度值。 2 设计内容及步骤 2.1 方案设计 要想达到技术要求的内容，少不了以下几种器件：单片机、温度传感器、LCD显示屏、直流电动机等。其中单片机用作主控制器，控制其他器件的工作和处理数据；温度传感器用来检测环境中的实时温度，并将检测值送到单片机中进行数值对比；LCD显示屏用来显示温度、时间的数字值；直流电动机用来表示电加热炉的工作情况，转动表示电加热炉通电加热，停止转动表示电加热炉断
电加热器功率计算
一、一般按以下三步进行电加热器的设计计算： 1.计算维持介质温度不变的前提下，实际所需要的维持温度的功率 2.计算从初始温度在规定的时间内加热至设定温度的所需要的功率 3.根据以上两种计算结果，选择加热器的型号和数量。总功率取以上二种功率的最大值并考虑系数。公式： 1.维持介质温度抽需要的功率 KW=C2M3△T/864+P 式中：M3每小时所增加的介质kg/h 2.初始加热所需要的功率 KW = ( C1M1△T + C2M2△T )÷ 864/P + P/2 式中：C1C2分别为容器和介质的比热（Kcal/Kg℃） M1M2分别为容器和介质的质量（Kg） △T为所需温度和初始温度之差（℃） H为初始温度加热到设定温度所需要的时间（h） P最终温度下容器的热散量（Kw） 二、电加热性能曲线下面是一些在电加热计算中经常要用到的性能曲线。
三、设计计算举例： 有一只开口的容器，尺寸为宽500mm，长1200mm，高为600mm，容器重量150Kg。内装500mm高度的水，容器周围都有50mm的保温层，材料为硅酸盐。水需3小时内从15℃加热至70℃，然后从容器中抽取20kg/h 的70℃的水，并加入同样重量的水。需要多大的功率才能满足所要的温度。 技术数据： 1、水的比重：1000kg/m3 2、水的比热：1kcal/kg℃ 3、钢的比热：kg℃ 4、水在70℃时的表面损失4000W/m2 5、保温层损失（在70℃时）32W/m2 6、容器的面积：
7、保温层的面积： 初始加热所需要的功率： 容器内水的加热：C1M1△T = 1×（×××1000）×(70－15) = 16500 kcal 容器自身的加热：C2M2△T = ×150×(70－15) = 990 kcal 平均水表面热损失：× 4000W/m2 × 3h × 1/2 × 864/1000 = kcal 平均保温层热损失：× 32W/m2 × 3h × 1/2 × 864/1000 = kcal (考虑20%的富裕量) 初始加热需要的能量为：（16500 + 990 + + ）× = kcal/kg℃ 工作时需要的功率： 加热补充的水所需要的热量：20kg/H × (70－15)×1kcal/kg℃ = 1100kcal 水表面热损失：× 4000W/m2 × 1h × 864/1000 = kcal 保温层热损失：× 32W/m2 × 1h × 864/1000 = kcal （考虑20%的富裕量） 工作加热的能量为：（1100 + + ）× = kcal/kg℃ 工作加热的功率为：÷864÷1 = kw 初始加热的功率大于工作时需要的功率，加热器选择的功率至少要。 最终选取的加热器功率为35kw。
电磁加热器结构及工作原理
电磁加热器结构及工作原理 目录： 一、电磁加热器结构 二、电磁加热器工作原理 三、电磁加热器操作与调试 一、电磁加热器结构 井口加热器主体为棒式往复式管状结构，由铁磁性热载棒体和钢套管与高强度法兰组合焊接加工制成。经先进的焊接工艺处理，加热器的主体具有高强耐压、坚固密封、热应变能力强和抗腐蚀等特点，能承受足够的机械压力和强度。 电磁加热器外观：
电磁加热器安装示意图 115 1213 进油口法兰 出油口法兰 传感器安装孔 温控器防爆接线盒 温控器电缆引线咀引线） 6.加热器控制柜 控制柜开关门锁 加热器铭牌 加热器防爆接线盒 过热保护电缆引线咀（KT1引线） 加热器电源电缆引线咀 加热器棒体 加热器安装支架 出油口截门 旁通截门 16.进油口截门 连接短节（便于维修或更换） 14 15 16 1 23 4 7 6 10 9817 电磁加热器结构图
与井口加热器配套使用的电热控制柜，为柜式防护结构，由优质厚钢板弯制焊接而成。壳体采用静电喷涂防腐工艺处理。柜内由漏电式空气开关，交流接触器、温控仪表、无功补偿元件、过热保护继电器等器件组成。控制电路装置有主令开关，可以人工投入和切除控制回路电源。 井口加热器根据使用场所，配套使用的电热控制柜分为：一般防护型和防爆型两种规格；加热方式又分为工频电热型和恒温变频电热型两种，可适用于不同的加热工艺和使用场所。 防爆控制柜
温控仪表 接线箱 防爆配电控制柜示意图 控制开关 电源开关 仪表观察窗 防爆接线箱
一般防护型控制柜示意图 井口加热器结构与安装示意图
进油口法兰 出油口法兰 传感器安装孔 温控器防爆接线盒 温控器电缆引线咀 6.加热器控制柜 控制柜开关门锁 加热器铭牌 加热器防爆接线盒 过热保护电缆引线咀 加热器电源电缆引线咀 加热器棒体 加热器安装支架 出油口截门 旁通截门 16.进油口截门 结构：主体为棒式往复式管状结构，配套使用防爆控制柜，井口来液低进高出通 过腔体进行加热。 二、电磁加热器工作原理 1.电磁加热器热载体由高温热缆缠绕在铁磁性钢管棒芯上，并结构套入护套 钢管内形成磁场闭合回路。由于铁磁性钢管的自身特性，电流通过高温电缆回路 作用于电磁热载棒体上，使铁磁性钢管迅速产生强烈的磁滞涡流及磁阻热效应， 而热载体释放的杂散磁场经外套钢管屏蔽吸收并产生圆环内集肤效应热，用来直 接加热石油。而电磁加热器消耗的无功电力通过无功功率就地补偿后，其功率因 数则达到0.95以上，其所消耗的无功电能而直接转换为热能，一并用来加热石 油介质，因此，其热效率高达98%以上。与阻性加热器相比，在同等加热工艺条 件下其平均节电率达10-21%。
电加热器说明书范文
电加热器说明书
DRK型空气电加热器 DRK Electric Air Heater 使用说明书 Operating Instruction Manual 江苏国能环保设备有限公司 Jiangsu Guoneng Environment Protection Equipment Co., Ltd.
一、前言Preface DRK型空气电加热器是我厂近年来研制成功的专门供燃煤发电厂除灰系统使用的新型加热设备，该设备由空气电加热器和控制系统两个部分组成。发热元件采用1Cr18Ni9Ti不锈钢无缝管作保护套管，0Cr27A17MO2高温电阻合金丝、结晶氧化镁粉，经压缩工艺成型，使电加热元件的使用寿命得以保证。控制部分采用先进的数字电路、集成电路触发器、高反压可控硅等组成可调测温、恒温系统，保证了电加热器的正常运行。 DRK electric air heater, the new type heating equipment special for coal-fired power plant ash collection system, is successfully made by our company recent years. This equipment consists of electric air heater and control system. Heating unit adopts 1Cr18Ni9Ti seamless steel tube as the protective case. After compression craft formation, 0Cr27A17MO2 high temperature resistance alloy wire and crystal magnesia powder could make sure the life of electric heating element. Control part uses advanced digital circuit, IC trigger and high counter voltage SCR to compose adjustable thermometer and thermostat system, which insure the normal working of heater.
课程设计--电加热水温控制系统
湖南文理学院课程设计报告 课程名称：自动化专业控制系统课程设计课题名称：电加热水温控制系统 系部：电气和信息工程学院 专业班级：自动化09103班 学生姓名：何国敏 指导教师：陈日新老师 完成时间：2012年12月18日 报告成绩： 评阅意见： 评阅教师日期
目录 摘要 (2) Abstract (3) 第一章系统设计 (4) 1.1项目概要 (4) 1.2设计任务和要求 (4) 第二章硬件设计 (5) 2.1 硬件设计概要 (5) 2.2信息处理模块 (5) 2.3温度采集模块 (6) 2.3.1传感器DS18B20简介 (6) 2.3.2实验模拟电路图 (6) 2.3.3程序流程图 (7) 2.4控制调节模块 (9) 2.4.1升温调节系统 (10) 2.4.2温度上下限调节系统 (10) 2.5显示模块 (12) 第三章仿真显示成果 (13) 实习总结 (15) 致谢 (16) 参考文献 (17) 附录 (18) 1、原理图 (18) 2、源程序 (19)
摘要：在现代工业生产中，温度是常用的测量被控因素。本设计是基于51单片机控制，将DS18b20温度传感器实时温度转化，并通过1602液晶对温度实行实时显示，并通过加热片（PWM波，改变其占空比）加热和步进电机降温逐次逼近的方式，将温度保持在设定温度，通过按键调节温度报警区域，实现对温度在0℃-99℃控制的自动化。实验结果表明此结构完全可行，温度偏差可达0.1℃以内。关键字：单片机；传感器；温控；DS18b20 Abstract: In modern industrial production, the temperature is
加热器功率计算
三、电加热器设计计算举例： 有一只开口的容器，尺寸为宽500mm，长1200mm，高为600mm，容器重量150Kg。内装500mm高度的水，容器周围都有50mm的保温层，材料为硅酸盐。水需3小时内从15℃加热至70℃，然后从容器中抽取20kg/h的70℃的水，并加入同样重量的水。需要多大的功率才能满足所要的温度。 技术数据： 1、水的比重：1000kg/m3 2、水的比热：1kcal/kg℃ 3、钢的比热：0.12kcal/kg℃ 4、水在70℃时的表面损失4000W/m2 5、保温层损失（在70℃时）32W/m2 6、容器的面积：0.6m2 7、保温层的面积：2.52m2 初始加热所需要的功率： 容器内水的加热：C1M1△T = 1×（0.5×1.2×0.5×1000）×(70－15) = 16500 kcal 容器自身的加热：C2M2△T = 0.12×150×(70－15) = 990 kcal 平均水表面热损失：0.6m2 ×4000W/m2 ×3h ×1/2 ×864/1000 = 3110.4 kcal 平均保温层热损失：2.52m2 ×32W/m2 ×3h ×1/2 ×864/1000 = 104.5 kcal (考虑20%的富裕量)
初始加热需要的能量为：（16500 + 990 + 3110.4 + 104.5）×1.2 = 70258.8 kcal/kg℃ 工作时需要的功率： 加热补充的水所需要的热量：20kg/H ×(70－15)×1kcal/kg℃= 1100kcal 水表面热损失：0.6m2 ×4000W/m2 ×1h ×1/2 x 864/1000 = 1036.8kcal 保温层热损失：2.52m2 ×32W/m2 ×1h ×1/2 x864/1000 = 34.84 kcal （考虑20%的富裕量） 工作加热的能量为：（1100 +1036.8 + 34.84）×1.2 = 2605.99 kcal/kg℃工作加热的功率为：2605.99÷864÷1 = 3.02kw 初始加热的功率大于工作时需要的功率，加热器选择的功率至少要27.1kw。 最终选取的加热器功率为35kw。
电加热器工作原理
电加热器工作原理 电加热器主要产品有：电热热炉、高密度单端加热管、锅炉用电热管、烘箱用电热管、翅片电加热管、汽车电加热器、电热管、电力电加热器、防爆电加热器、合成电加热器、贮罐电加热器、高温陶瓷电加热器、分子筛电加热器、循环式电加热器、哈夫式电加热器、履带式电加热器、热水电加热器、流体循环式电加热器。 1.电加热器性能电加热器（电加热管）是以金属管为外壳，沿管内中心轴向均布螺旋电热合金丝（镍铬，铁铬合金）其空隙填充压实具有良好绝缘导热性能的氧化镁砂，管口两端用硅胶或陶瓷密封，这种金属铠装电热元件可以加热空气，金属模具和各种液体。 2.电加热器结构电加热器（电加热管）是以金属管为外壳，沿管内中心轴向均布螺旋电热合金丝（镍铬，铁铬合金）其空隙填充压实具有良好绝缘导热性能的氧化镁砂，管口两端用硅胶或陶瓷密封，这种金属铠装电热元件可以加热空气，金属模具和各种液体。 3.电加热器使用电加热器是专门将电能转化为热能的电器元件,由于其价格便宜，使用方便,安装方便,无污染,被广泛使用在各种加热场合,电加热管的使用寿命都很长，一般设计使用寿命有10000多小时． 4.电加热管用途电加热器的分类：烘箱用散热片电加热器，桑拿浴电加热器，蒸饭机水箱用电加热器，紧固件安装电热锅炉用电加热器，法兰安装电热锅炉用电加热器，空气电加热器，液体电加热器，锅炉电加热器 …等等 电加热器类各种产品及性能参数 1.钢制卡套式电加热器钢制卡套式电加热器具有连接牢靠、耐压能力高、密封性和反复性好、安装检修方便、工作安全可靠等特点。 2.钢制扩口式电加热器扩口式电加热器是以油、水、气和各种腐蚀性材料为介质的管路系统中的一种连接件。 3.焊接式电加热器焊接式电加热器适用介质：油、水、气等非腐蚀性或腐蚀性介质焊接式电加热器适用温度：由使用介质和选用垫片而定t≤450℃制造材料：20#，35#，1Crl8Ni9Ti,0Crl8Ni-12M02Ti, 316L 配管要求：￠6—￠50普通级精度无缝钢管 4.轴封电加热器（蒸汽电加热器）蒸汽电加热器（电加热蒸汽炉）:在用户低温
电加热炉温度控制系统讲解
设计说明书 设计题目电加热炉温度控制系统 完成日期2013 年7 月12 日 专业班级自动化12本 设计者 指导教师
课程设计成绩评定
目录 前言 (1) 第一章设计方案概述 (2) 1.1设计内容 (2) 1.2设计方案 (2) 第二章硬件部分设计 (2) 2.1温度检测电路 (2) 2.2单片机连接电路 (3) 2.3 LCD显示部分 (4) 2.4按键与报警电路 (5) 2.5加热控制电路部分 (5) 第三章软件部分设计 (6) 3.1周期采样程序 (6) 3.2数字滤波程序 (6) 3.3 PID程序 (7) 3.4总程序 (9) 心得与体会 (10) 参考文献 (11)
前言 温度是工业对象中一种重要的参数，特别在冶金、化工、机械各类工业中，广泛使用各种加热炉、热处理炉和反应炉等。由于炉子的种类不同，因此所采用的加热方法及燃料也不同，如煤气、天然气、油和电等。但是就其控制系统本身的动态特性来说，基本上属于一阶纯滞后环节，因而在控制算法上亦基本相同。 本次设计是电加热炉温度自动控制系统。该系统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，送入计算机中，与设定值比较出偏差。对偏差按PID规律进行调整，得出对应的控制量来控制固态续电器、调节电炉的加热功率，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。在设计中应该注意，采样周期不能太短，否则会使调节过程过于频繁，这样，不但执行机构不能反应，而且计算机的利用率也大为降低；采样周期不能太长，否则会使干扰无法及时消除，使调节品质下降。
老电工教你快速看懂电气控制原理图!
老电工教你快速看懂电气控制原理图！ 看电气控制电路图一般方法是先看主电路，再看辅助电路，并用辅助电路的回路去研究主电路的控制程序。 电气控制原理图一般是分为主电路和辅助电路两部分。其中的主电路是电气控制线路中大电流流过的部分，包括从电源到电机之间相连的电器元件。而辅助电路是控制线路中除了主电路以外的电路，其流过的电流比较小。 电气控制原理图 分析主电路：无论线路设计还是线路分析都是先从主电路入手。主电路的作用是保证机床拖动要求的实现。从主电路的构成可分析出电动机或执行电器的类型、工作方式，起动、转向、调速、制动等控制要求与保护要求等内容。 分析控制电路：主电路各控制要求是由控制电路来实现的，运用“化整为零”、“顺藤摸瓜”的原则，将控制电路按功能划分为若干个局部控制线路，从电源和主令信号开始，经过逻辑判断，写出控制流程，以简便明了的方式表达出电路的自动工作过程。 分析辅助电路：辅助电路包括执行元件的工作状态显示、电源显示、参数测定、照明和故障报警等。这部分电路具有相对独立性，起辅助作用但又不影响主要功能。辅助电路中很多部分是受控制电路中的元件来控制的。 分析联锁与保护环节：生产机械对于安全性、可靠性有很高的要求，实现这些要求，除了合理地选择拖动、控制方案外，在控制线路中还设置了一系列电气保护和必要的电气联锁。在电气控制原理图的分析过程中，电气联锁与电气保护环节是一个重要内容，不能遗漏。 总体检查：经过“化整为零”，逐步分析了每一局部电路的工作原理以及各部分
之间的控制关系之后，还必须用“集零为整”的方法检查整个控制线路，看是否有遗漏。特别要从整体角度去进一步检查和理解各控制环节之间的联系，以达到正确理解原理图中每一个电气元器件的作用。 1看主电路的步骤 第一步：看清主电路中用电设备。用电设备指消耗电能的用电器具或电气设备，看图首先要看清楚有几个用电器，它们的类别、用途、接线方式及一些不同要求等。 第二步：要弄清楚用电设备是用什么电器元件控制的。控制电气设备的方法很多，有的直接用开关控制，有的用各种启动器控制，有的用接触器控制。 第三步：了解主电路中所用的控制电器及保护电器。前者是指除常规接触器以外的其他控制元件，如电源开关（转换开关及空气、万能转换开关。后者是指短路保护器件及过载保护器件，如空气断路器中电磁脱扣器及热过载脱扣器的规格、熔断器、热继电器及过电流继电器等元件的用途及规格。一般来说，对主电路作如上内容的分析以后，即可分析辅助电路。 第四步：看电源。要了解电源电压等级，是380V还是220V，是从母线汇流排供电还是配电屏供电，还是从发电机组接出来的。 2看辅助电路的步骤 辅助电路包含控制电路、信号电路和照明电路。分析控制电路。根据主电路中各电动机和执行电器的控制要求，逐一找出控制电路中的其他控制环节，将控制线路化整为零，按功能不同划分成若干个局部控制线路来进行分析。如果控制线路较复杂，则可先排除照明、显示等与控制关系不密切的电路，以便集中精力进行分析。 第一步：看电源。首先看清电源的种类。是交流还是直流。其次。要看清辅助电路的电源是从什么地方接来的，及其电压等级。 电源一般是从主电路的两条相线上接来，其电压为380V.也有从主电路的一条相
电加热炉温度控制系统设计
电加热炉温度控制系统设计
电加热炉温度控制系统设计 1.设计的意义： 在现实生活当中，很多场合需要对温度进行智能控制，日常生活中最常见的要算空调和冰箱了，他们都能根据环境实时情况，结合人为的设定，对温度进行智能控制。工业生产中的电加热炉温度监控系统和培养基的温度监控系统都是计算机控制系统的典型应用。 2.方案的设计： 要求利用所学过的知识设计一个温度控制系统,加热炉温度检测，到设定温度后，进行保温控制. 要想达到技术要求的内容，用到的器件有：单片机、温度传感器、LCD显示屏、直流电动机等。其中单片机用作主控制器，控制其他器件的工作和处理数据；温度传感器用来检测环境中的实时温度，并将检测值送到单片机中进行数值对比；LCD显示屏用来显示温度、时间的数字值；直流电动机用来表示电加热炉的工作情况，转动表示电加热炉通电加热，停止转动表示电加热炉断电停止加热。原理图如下图1： 图1 电加热炉温度控制系统原理图
2.1硬件选择： 1.单片机 这里选用AT89C52单片机作为控制系统的处理器。AT89C52是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS 8位微处理器。 2.温度传感器 温度传感器有很多种型号，这里我选用DS18B20温度传感器。数字温度传感器DS18B20具有独特的单总线接口方式，支持多节点，使分布式温度传感器设计大为简化。测温时无需任何外围原件，可以通过数据线直接供电，具有超低功耗工作方式。测温范围为-55到+125摄氏度，可直接将温度转换值以16位二进制数字码的方式串行输出，因此特别适合单线多点温度测量系统。由于传输的是串行数据，可以不需要放大器和A/D转换器，因而这种测温方式大大提高了各种温度测控系统的可靠性，降低了成本，缩小了体积。 3．开关器件 由于单片机与电动机之间需要用开关器件连接，并且前者用弱电控制，后者由强电控制，这就尤其需要注意安全问题。于是我想到了在课本中学过的高性能安全开关器件光电耦合器。光电耦合器是由一个发光器件和和一个光电转换器件组成，这里所用的光电耦合器OPTOCOUPLER-NPN是由一个发光二极管和一个光敏晶体管所组成。当发光二极管发光，就会使得光敏晶体管导通，继电器通电动作，将开关吸合，电动机回路断开。 2.2 电路设计方法： 1．显示部分电路 显示电路截图如下图所示： 图2 显示部分电路图
电加热炉温度控制
基于单片机的电加热炉温度控制系统设计 王丽华1郑树展2 （1、天津职业大学，天津300402；2、天津航空机电有限公司，天津300123） 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。以8051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。 关键词：电加热炉控温固态继电器飞升曲线 0引言 传统的以普通双向晶闸管（SCR）控制的高温电加热炉采用移相触发电路改变晶闸管导通角的大小来调节输出功率，达到自动控制电加热炉温度的目的。这种移相方式输出一种非正弦波，实践表明这种控制方式产生相当大的中频干扰，并通过电网传输，给电力系统造成“公害”。采用固态继电器控温电路，通过单片机控制固态继电器，其波形为完整的正弦波，是一种稳定、可靠、较先进的控制方法。为了降低成本和保证较高的控温精度，采用普通的ADC0809芯片和具有零点迁移、冷端补偿功能的温度变送器桥路，使实际测温范围缩小。 1电加热炉温度控制系统的硬件设计 电加热炉温度控制系统的硬件由图1所示各部件组成，它以8051单片机为核心，外扩键盘输入和LED显示温度。电加热炉炉内的实际温度由热电偶测量并转换成毫伏级的电压信号，通过温度变送器桥路实现零点迁移和冷端补偿，经运算放大器7650放大到0～5V，再经过有源低通滤波器滤波后，由A/D转换成数字量。此数字量经数字滤波、标度转换后，一方面通过LED将炉温显示出来；另一方面，将该温度值与被控温度值进行比较，根据其偏差值的大小，采用PID控制，通过PWM脉冲调宽功率放大器控制SSR固态继电器来控制电加热炉炉丝的导通时间，就可以控制电炉丝的加热功率大小，从而控制电炉的温度及升温速度，使其逐渐趋于给定值且达到平衡。 1.1 热电偶的选取 热电偶是温度测量传感器，对它的选择将直接影响检测误差的大小。目前多选K型或S 型（镍铬-镍硅）热电偶。两者相比，K型有较好的温度—热电势的线性度，但它不适宜于长时间在高温区适用；S型有高的精度，但温度—热电势的线性度较差。 A/D转换器 图1中A/D转换芯片采用ADC0809，其转换精度是1/256。若电加热炉工作温度是256℃，这样在（0～256）℃范围A/D的转换精度为256℃/256＝1℃/bit，即一个数字量表示1℃，这显然不能满足控制精度为±0.5℃要求。为了提高控制精度，可以选用更高位的A/D转换器，如10位、12位、16位A/D转换器，其控值精度均能满足要求。然而根据实际需要温度控制情况，也可以通过具有零点迁移和冷端补偿功能的温度变送桥路，缩小测温的范围，如
电加热炉温度控制系统设计
武汉华夏理工学院 信息工程课程设计报告书
课程名称计算机控制技术课程设计 课程设计总评成绩 学生姓名、学号 自动化学生专业班级1142 指导李文彦教师姓名 课程设计起止日期2017.06.12-2016-6.23 课程设计基本要求 课程设计是工科学生十分重要的实践教学环节，通过课程设计，培养学生综合运用先修课程的理论知识和专业技能，解决工程领域某一方面实际问题的能力。课 程设计报告是科学论文写作的基础，不仅可以培养和训练学生的逻辑归纳能力、综 合分析能力和文字表达能力，也是规范课程设计教学要求、反映课程设计教学水平 的重要依据。为了加强课程设计教学管理，提高课程设计教学质量，特拟定如下基
本要求。 1.课程设计教学一般可分为设计项目的选题、项目设计方案论证、项目设计结果分析、答辩等4个环节，每个环节都应有一定的考核要求和考核成绩。 2.课程设计项目的选题要符合本课程设计教学大纲的要求，该项目应能突出学生实践能力、设计能力和创新能力的培养；该项目有一定的实用性，且学生通过努 力在规定的时间内是可以完成的。课程设计项目名称、目的及技术要求记录于课程 设计报告书一、二项中，课程设计项目的选题考核成绩占10%左右。 3.项目设计方案论证主要包括可行性设计方案论证、从可行性方案中确定最佳方案，实施最佳方案的软件程序、硬件电路原理图和PCB图。项目设计方案论证内 容记录于课程设计报告书第三项中，项目设计方案论证主要考核设计方案的正确性、 可行性和创新性，考核成绩占30%左右。 4.项目设计结果分析主要包括项目设计与制作结果的工艺水平，项目测试性能指标的正确性和完整性，项目测试中出现故障或错误原因的分析和处理方法。项目 设计结果分析记录于课程设计报告书第四项中，考核成绩占25%左右。 5.学生在课程设计过程中应认真阅读与本课程设计项目相关的文献，培养自己的阅读兴趣和习惯，借以启发自己的思维，提高综合分和理解能力。文献阅读摘要 记录于课程设计报告书第五项中，考核成绩占10%左右。 6.答辩是课程设计中十分重要的环节，由课程设计指导教师向答辩学生提出2～3个问题，通过答辩可进一步了解学生对课程设计中理论知识和实际技能掌握的 程度，以及对问题的理解、分析和判断能力。答辩考核成绩占25%左右。 7.学生应在课程设计周内认真参加项目设计的各个环节，按时完成课程设计报告书交给课程设计指导教师评阅。课程设计指导教师应认真指导学生课程设计全过 程，认真评阅学生的每一份课程设计报告，给出课程设计综合评阅意见和每一个环 节的评分成绩（百分制），最后将百分制评分成绩转换为五级分制（优秀、良好、中等、及格、不及格）总评成绩。 8.课程设计报告书是实践教学水平评估的重要资料，应按课程、班级集成存档交实验室统一管理。．
电加热器操作指导
电加热器操作指导书 控制原理 1、电加热器采用自动控制，操作人员只需在开机时设定好温度参数，按启动按钮之后，电加热器即可自动地进行温度控制，无需设专人值守。 2、有常规的电气保护，如短路保护、过载保护、超温保护等。 3、在控制柜面板带有电压电流显示，温度显示，指示灯，按钮等。 4、控制柜内部带有断路器，接触器，可控硅调功器，中间继电气等。 温度控制 1、本系统采用温控表ST1采集温度信号，经过PID计算，输出电压脉冲信号，由可控硅调节电加热器的功率输出（0-100%功率调节），保证了加热器的温度精度。同时将出口温度，变松给远程DCS。 2、温度报警由温控表ST2作为超温报警用，当实际温度高于报警设定值时，加热器报警并自锁，对应报警灯亮。报警条件消除后按复位按钮后才能重新启动。 3、温度开关也作为超温报警用，当实际温度高于报警设定值时，加热器报警并自锁，对应报警灯亮。报警条件消除后按复位按钮后才能重新启动。 功率控制 1、功率控制采用可控硅调功器进行整体控制，达到功率0-100%控制。 2、可控硅调功器接收出口问题控制仪表输出的电压脉冲信号，根据此信号去调节加热器的输出，实现0-100%功率无极调节，从而使介质温度得到精确控制。 3、可控硅采用周波模式，避免导通角模式所引起的电网污染。 信号往来 1、控制柜向用户的DCS系统提供加热系统处于运行、超温报警信号、同时可接受DCS到控制柜连锁停止操作命令。 运行操作说明 1、合闸断路器，电源指示灯亮，加热器处于待运行状态。 2、设定出口温度控制仪表及内部超温报警仪表温度。 3、PV为温度测量值，SV为温度设定值。
4、出口温度控制仪表可增大或减小温度设定值。内部超温报警仪表可增大或减小温度设定值，也可改变小数点的位置。 5、电加热器启动：按防爆柜面板上的停止按钮，运行指示灯灭，加热器停止。 6、加热器超温报警，如超温指示灯亮，则表示发生内部超温报警，此时加热器被切断，解除故障后按复位按钮复位，则超温指示灯灭，加热器可重新启动。 7、加热器不用时，请断开主断路器。 8、电加热器连锁停：按远程DCS的连锁停按钮，系统断电。
电加热器控制系统毕业设计论文
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
基于PID电加热炉温度控制系统设计
基于PID 电加热炉温度控制系统设计 1概述 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。 单片机以其高可靠性、高性能价格比、控制方便简单和灵活性大等优点，在 工业控制系统、智能化仪器仪表等诸多领域得到广泛应用。采用单片机进行炉温 控制，可以提高控制质量和自动化水平。 在本控制对象电阻加热炉功率为800W ，由220V 交流电供电，采用双向可 控硅进行控制。本设计针对一个温度区进行温度控制，要求控制温度范围 50~350C ，保温阶段温度控制精度为正负1度。选择合适的传感器，计算机输出 信号经转换后通过双向可控硅控制器控制加热电阻两端的电压。其对象问温控数 学模型为： 1 )(+=-s T e K s G d s d τ 其中：时间常数Td=350秒 放大系数Kd=50 滞后时间τ=10秒 控制算法选用改PID 控制
2系统硬件的设计 本系统的单片机炉温控制系统结构主要由单片机控制器、可控硅输出部分、 热电偶传感器、温度变送器以及被控对象组成。 系统硬件结构框图如下： 图2-1 系统硬件结构框图 看门狗 报警提醒 通信接口 LED 显示 键盘 微 型 控 制 机 AT89S52 温度检测PT100 驱动执行机构 8路D/A 转换器DAC0832 测量变送 8路A/D 转换器ADC0809 加热电阻 温度
电加热器设计功率计算公式与方法
电加热器设计功率计算公式与方法 一.功率计算公式： 1、初始加热所需要的功率 KW = ( C1M1△T + C2M2△T )÷ 864/P + P/2 式中：C1C2分别为容器和介质的比热（Kcal/Kg℃） M1M2分别为容器和介质的质量（Kg） △T为所需温度和初始温度之差（℃） H为初始温度加热到设定温度所需要的时间（h） P最终温度下容器的热散量（Kw） 2、维持介质温度抽需要的功率 KW=C2M3△T/864+P 式中：M3每小时所增加的介质kg/h 二、电加热器功率设计计算举例： 有一只开口的容器，尺寸为宽500mm，长1200mm，高为600mm，容器重量150Kg。内装500mm高度的水，容器周围都有50mm的保温层，材料为硅酸盐。水需3小时内从15℃加热至70℃，然后从容器中抽取20kg/h的70℃的水，并加入同样重量的水。需要多大的功率才能满足所要的温度。 技术数据： 1、水的比重：1000kg/m3 2、水的比热：1kcal/kg℃ 3、钢的比热：0.12kcal/kg℃ 4、水在70℃时的表面损失4000W/m2 5、保温层损失（在70℃时）32W/m2 6、容器的面积：0.6m2 7、保温层的面积：2.52m2 初始加热所需要的功率： 容器内水的加热：C1M1△T = 1×（0.5×1.2×0.5×1000）×(70－15) = 16500 kcal 容器自身的加热：C2M2△T = 0.12×150×(70－15) = 990 kcal 平均水表面热损失：0.6m2 × 4000W/m2 × 3h × 1/2 × 864/1000 = 3110.4 kcal 平均保温层热损失：2.52m2 × 32W/m2 × 3h × 1/2 × 864/1000 = 104.5 kcal (考虑20%的富裕量) 初始加热需要的能量为：（16500 + 990 + 3110.4 + 104.5）×1.2 = 70258.8 kcal/kg℃ 工作时需要的功率： 加热补充的水所需要的热量：20kg/H × (70－15)×1kcal/kg℃ = 1100kcal 水表面热损失：0.6m2 × 4000W/m2 × 1h × 864/1000 = 2073.6 kcal 保温层热损失：2.52m2 × 32W/m2 × 1h × 864/1000 = 69.67 kcal （考虑20%的富裕量） 工作加热的能量为：（1100 + 2073.6 + 69.6）×1.2 = 6486.54 kcal/kg℃ 工作加热的功率为：6486.54 ÷864÷1 = 7.5 kw 初始加热的功率大于工作时需要的功率，加热器选择的功率至少要27.1kw。 最终选取的加热器功率为35kw。
机床电气控制原理图
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 机床电气控制原理图 机床电气第3章数控机床电气控制原理图本章主要内容：机床电机（交流电机、直流电机、步进电机）的启动、运行（调速）、制动等继电器接触器控制基本线路识图、绘图、设计等；总目录章目录返回上一页下一页 1/ 92
2.2.1 电气原理图图形符号和文字符号机床电气 1、文字符号用来表示电气设备、装置、元器件的名称、功能、状态和特征的字符代码。 例如， FR表示热继电器。 2、图形符号用来表示一台设备或概念的图形、标记或字符。 例如，“～”表示交流，R表示电阻等。 国家电气图用符号标准GB/T4728-1985规定了电气简图中图形符号的画法，该标准及国家电气制图标准GB/T6988-1986于1990年1月1日正式开始执行。 总目录章目录返回上一页下一页
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 机床电气电气控制系统图：指根据国家电气制图标准，用规定的电气符号、图线来表示系统中各电气设备、装置、元器件的连接关系的电气工程图。 电气控制系统图包括： 1、电气原理图 2、电器元件布置图 3、电气安装接线图电气原理图：用图形符号、文字符号、项目代号等表示电路的各个电气元器件之间的关系和工作原理的图。 总目录章目录返回上一页下一页 3/ 92
电加热计算公式
电加热计算公式 计量单位 1.功率：W、Kw 1Kw=3.412BTU/hr英热单位/小时=1.36(马力)=864Kcal/hr 2.重量：kg 1Kg=2.204621b(磅) 3.流速：m/min 4.流量：m3/min、kg/h 5.比热：Kcal/(kg℃)1Kcal/(Kg℃)=1BTU/hr.°F=418 6.8J/(Kg℃) 6.功率密度：W/cm2 1W/cm2=6.4516 W/in2 7.压力：Mpa 8.导热系数：W/(m℃)1 W/(m℃)=0.01J/(cm s℃)=0.578Btu/(ft.h.F) 9.温度：℃1F=9/5℃＋32 1R=9/5℃＋491.67 1K=1℃＋273.15 电加热功率计算 加热功率的计算有以下三个方面： ●运行时的功率●起动 时的 功率 ●系统中的热损失 所有的计算应以最恶劣的情况考虑： ●最低的环境温度●最短的运行周期 ●最高的运行温度●加热介质的最大重量（流动介质则为最大流量） 计算加热器功率的步骤 ●根据工艺过程，画出加热的工艺流程图（不涉及材料形式及规格）。 ●计算工艺过程所需的热量。 ●计算系统起动时所需的热量及时间。 ●重画加热工艺流程图，考虑合适的安全系数，确定加热器的总功率。 ●决定发热元件的护套材料及功率密度。 ●决定加热器的形式尺寸及数量。 ●决定加热器的电源及控制系统。 有关加热功率在理想状态下的计算公式如下： ●系统起动时所需要的功率： ●系统运行时所需要的功率：
加热系统的散热量 ●管道 ●平面 式中符号，含义如下： P功率：kW Q散热量：管道为W/m；平面为W/m2 m 1 介质重量：kg λ保温材料的导热数：W/mk c 1 介质比热：kcal/kg℃δ保温材料厚度：mm m 2 容器重量：kg d管道外径：mm c 2 介质比热：kcal/kg℃L管道长度：m m 3每小时增加的介质重量或流量： kg/h S系统的散热面积：m2 c 3 介质比热：kcal/kg℃△T介质和环境温度之差或温升：℃h加热时间：h