加热炉的设计应用课程设计

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加热炉控制系统课程设计

加热炉控制系统课程设计

第1章加热炉控制系统1.1加热炉控制系统工程背景及说明加热炉自动控制(automatic control of reheating furnace),是对加热炉的出口温度、燃烧过程、联锁保护等进行的自动控制。

早期加热炉的自动控制仅限控制出口温度,方法是调节燃料进口的流量。

现代化大型加热炉自动控制的目标是进一步提高加热炉燃烧效率,减少热量损失。

为了保证安全生产,在生产线中增加了安全联锁保护系统。

影响加热炉出口温度的干扰因素很多,炉子的动态响应一般都比较迟缓,因此加热炉温度控制系统多选择串级和前馈控制方案。

根据干扰施加点位置的不同,可组成多参数的串级控制。

使用气体燃料时,可以采用浮动阀代替串级控制中的副调节器,还可以预先克服燃料气的压力波动对出口温度的影响。

这种方案比较简单,在炼油厂中应用广泛。

这种控制的主要目的是在工艺允许的条件下尽量降低过剩空气量,保证加热炉高效率燃烧。

简单的控制方案是通过测量烟道气中的含氧量,组成含氧量控制系统,或设计燃料量和空气量比值调节系统,再利用含氧量信号修正比值系数。

含氧量控制系统能否正常运行的关键在于检测仪表和执行机构两部分。

现代工业中都趋向于用氧化锆测氧技术检测烟道气中的含氧量。

应用时需要注意测量点的选择、参比气体流量和锆管温度控制等问题。

加热炉燃烧控制系统中的执行机构特性往往都较差,影响系统的稳定性。

一般通过引入阻尼滞后或增加非线性环节来改善控制品质。

在加热炉燃烧过程中,若工艺介质流量过低或中断烧嘴火焰熄灭和燃料管道压力过低,都会导致回火事故,而当燃料管道压力过高时又会造成脱火事故。

为了防止事故,设计了联锁保护系统防止回火和温度压力选择性控制系统防止脱火。

联锁保护系统由压力调节器、温度调节器、流量变送器、火焰检测器、低选器等部分组成。

当燃料管道压力高于规定的极限时,压力调节系统通过低选器取代正常工作的温度调节系统,此时出料温度无控制,自行浮动。

压力调节系统投入运行保证燃料管道压力不超过规定上限。

扬州大学加热炉课程设计

扬州大学加热炉课程设计

扬州大学加热炉课程设计一、课程目标知识目标:1. 掌握加热炉的基本结构、工作原理及在工业生产中的应用;2. 了解加热炉的温度控制、热量传递与能量平衡的基本知识;3. 掌握加热炉操作与维护的基本方法。

技能目标:1. 能够运用所学知识分析和解决加热炉操作过程中出现的问题;2. 学会使用相关设备进行加热炉的温度控制与热量传递实验;3. 培养学生的实际操作能力,使其能够熟练操作加热炉。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对加热炉及热能工程领域的兴趣,激发其学习热情;2. 培养学生的团队合作精神,使其在课程实践过程中学会相互协作;3. 增强学生的环保意识,使其认识到节能减排在加热炉操作中的重要性。

课程性质:本课程为实践性较强的专业课程,旨在帮助学生掌握加热炉的基本理论、操作方法及维护技能。

学生特点:学生具备一定的热力学基础,对实际操作和实验有较高的兴趣。

教学要求:结合课程性质和学生特点,注重理论联系实际,强化实践操作训练,提高学生的综合应用能力。

通过本课程的学习,使学生能够达到上述课程目标,为后续相关课程的学习和工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 加热炉的基本结构与原理- 加热炉的组成部分及其功能- 加热炉的工作原理及热能传递方式2. 加热炉的温度控制与热量传递- 温度控制系统的组成及工作原理- 热量传递的基本理论及在加热炉中的应用3. 加热炉的操作与维护- 加热炉的启动、运行及停止操作步骤- 加热炉的日常维护与故障排除方法4. 实验教学- 加热炉温度控制实验- 热量传递实验5. 加热炉在工业生产中的应用- 加热炉在不同行业的应用案例- 加热炉在节能减排中的作用及措施教学内容安排与进度:第一周:加热炉的基本结构与原理第二周:加热炉的温度控制与热量传递第三周:加热炉的操作与维护第四周:实验教学(加热炉温度控制实验、热量传递实验)第五周:加热炉在工业生产中的应用教材章节及内容:第一章:加热炉概述第二章:加热炉的结构与原理第三章:加热炉的温度控制与热量传递第四章:加热炉的操作与维护第五章:加热炉的应用实例教学内容依据课程目标进行选择和组织,注重科学性和系统性,结合实验操作,使学生在掌握理论知识的同时,提高实际操作能力。

加热炉课程设计说明书

加热炉课程设计说明书
t中1= t表1–Δt1=671.46-110.19=561.27℃
⑨计算金属热焓值
当t1均=610℃时,查表得cp= 0.5887 kJ/(kg.℃)
所以,i预=610×0.5887 = 359kJ/kg;Δi预=359-20×0.4773=349.6kJ/kg
注:与假设所得Δi预相差很小,故计算正确,不必重新校核,i预=610×0.5887 = 359kJ/kg。
4总加热时间
5单位加热时间
符合连续加热炉加热中碳钢时间要求。
2.4
1.炉子长度计算
①有效炉长:
②预热段长度:
③加热段双面加热长度:
④加热段单面加热长度:
⑤炉子总长:L总=L效+A=28517+1600=30117mm
2.炉门数量和尺寸确定
①进料炉门:炉门宽度B进= B=3.132m;炉门高度H进=3×0.11=0.330m;进料炉门数量:1个(炉尾端部)。
3.耐火材料和尺寸确定
本炉采用砌砖结构:拱顶(60度拱顶):加热段用一级硅砖300mm+硅藻土砖120mm;预热段用一级粘土砖300mm+硅藻土砖120mm;炉墙用一级粘土砖348mm+硅藻土砖120mm;
4.炉底水管布置及规格确定
①纵水管:最大中心距 ,取a实=1600mm;根数n=3132/1600=1.96,取n=2根;纵水管规格Ф121×20mm(横水管中心距b=2320mm条件下)。
②由k=0.977可计算天然气湿成分,计算结果列入下表
成分
CH4
C2H6
C3H8
H2
CO
CO2
N2
H2O
总和
天然气(%)
88.55
1.57

毕业设计_加热炉温度控制器设计课程设计

毕业设计_加热炉温度控制器设计课程设计

辽宁工业大学单片机原理及接口技术课程设计(论文)题目:加热炉温度控制器设计课程设计(论文)任务及评语院(系):电气工程学院 教研室:注:成绩:平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算学 号学生姓名专业班级电气122课程设计(论文)题目加热炉温度控制器设计课程设计(论文)任务高温加热炉利用煤气加热,通过传感器测量温度,四相5V 、1A 步进电机调节阀门来调节进气量。

温度控制范围0~1800℃。

设计任务:1. CPU 最小系统设计(包括CPU 选择,晶振电路,复位电路)2. 温度传感器及接口电路设计3. 步进电机驱动电路设计4. 程序流程图设计及程序清单编写 技术参数:1.温度控制范围:0-1800℃ 2.工作电源220V 设计要求:1、分析系统功能,尽可能降低成本,选择合适的单片机、AD 转换器、输出电路等;2、应用专业绘图软件绘制硬件电路图和软件流程图;3、按规定格式,撰写、打印设计说明书一份,其中程序开发要有详细的软件设计说明,详细阐述系统的工作过程,字数应在4000字以上。

进度计划第1天 查阅收集资料 第2天 总体设计方案的确定 第3-4天 CPU 最小系统设计第5天 温度传感器及接口电路设计 第6天 步进电机驱动电路设计 第7天程序流程图设计第8天 软件编写与调试 第9天 设计说明书完成 第10天答辩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 日摘要随着计算机技术、控制理论和控制技术的发展,电加热炉的温度控制技术日趋成熟,已经成为工业生产中的一个重要部分。

本设计为基于单片机的电加热炉温度控制系统,通过控制电阻丝两端电压的工作时间,来控制电阻丝的输出平均功率,从而实现对电加热炉温度的自动控制。

系统分为温度测量、A/D转换、单片机系统、键盘操作系统、温度显示电路、D/A 转换等若干个功能模块。

该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。

课程设计--加热炉温度串级控制系统(设计部分)

课程设计--加热炉温度串级控制系统(设计部分)

加热炉温度串级控制系统设计摘要:生产自动控制过程中 ,随着工艺要求 ,安全、经济生产不断提高的情况下 ,简单、常规的控制已不能适应现代化生产。

传统的单回路控制系统很难使系统完全抗干扰。

串级控制系统具备较好的抗干扰能力、快速性、适应性和控制质量,因此在复杂的过程控制工业中得到了广泛的应用.对串级控制系统的特点和主副回路设计进行了详述,设计了加热炉串级控制系统,并将基于MATLAB的增量式PID算法应用在控制系统中.结合基于计算机控制的PID参数整定方法实现串级控制,控制结果表明系统具有优良的控制精度和稳定性.关键词:串级控制干扰主回路副回路Abstract:Automatic control of production process, with the technical requirements, security, economic production rising cases, simple, conventional control can not meet the modern production. The traditional single-loop control system is difficult to make the system completely anti-interference. Cascade control system with good anti-jamming capability, rapidity, flexibility and quality control, and therefore a complex process control industry has been widely used. Cascade co ntrol system of the characteristics and the main and sub-loop design was elaborate, designed cascade control system, furnace, and MATLA B-based incremental PID algorithm is applied in the control system. Combination of computer-based control method to achieve PID parameter tuning cascade control, control results show that the system has excellent control accuracy and stabilityKeywords:Cascade control, interference, the main circuit, the Deputy loop目录1.前言 (2)2、整体方案设计 (3)2.1方案比较 (3)2.2方案论证 (5)2.3方案选择 (5)3、串级控制系统的特点 (6)4. 温度控制系统的分析与设计 (7)4.1控制对象的特性 (7)4.2主回路的设计 (8)4.3副回路的选择 (8)4.4主、副调节器规律的选择 (8)4.5主、副调节器正反作用方式的确定 (8)5、控制器参数的工程整定 (10)6 、MATLAB系统仿真 (10)6.1系统仿真图 (11)6.2副回路的整定 (12)6.3主回路的整定 (14)7.设计总结 (16)【参考文献】 (16)1.前言加热炉是炼油、化工生产中的重要装置之一。

加热炉自动上料控制电路设计课程设计

加热炉自动上料控制电路设计课程设计

目录一、前言 (2)二、课程设计课题任务的内容和要求 (3)三、设计思路 (4)四、设计过程及相关说明 (5)五、电路图 (6)六、工作原理 (7)七、实训总结 (7)八、参考文献 (8)一、前言随着现代工业设备的自动化越来越来多的工厂设备采用PLC,变频器,人机界面自动化器件来控制,因此自动化程度越来越高。

电器控制技术是随着科学技术的不断发展,生产工艺不断提出新的要求而得到迅速发展的。

在现代化工业生产中,为了提高劳动生产率,降低成本,减轻工人的劳动负担,要求整个工艺生产过程全盘自动化,这就离不开控制系统。

控制系统使整个生产线的灵魂,对整个生产线起着指挥的作用。

一旦控制系统轻者影响整个生产的继续运行,重者甚至发生人工安全事故,这样给企业造成重大损失。

自动化加工工艺基本与特点:(1)自动化加工工艺基本内容,随着机械加工自动化程度的发展,自动化加工的工艺范围也在不断的扩大,自动化加工的工艺的基本内容已包括大部分切削加工,如钻孔、扩孔、车削、滚压等(2)自动化加工工艺的特点 1)自动化加工中的工件毛坯精度比普通加工要求高,并且在结构工艺上要考虑适应自动化加工需要。

2)自动化加工的生产率比采用万能机床的普通加工一般要高几倍到几十倍。

3)自动化加工中的工件加工精度稳定,受人为因素影响小。

4)自动化加工中切削用量的选择,以及刀具尺寸控制系统的应用,是以保证加工进度,满足一定的刀具耐用度,提高劳动生产率为目的的。

5)在多种小批量的自动化加工中,在工艺方案上考虑以成组技术为基础,充分发挥数控机床等技工设备在适应加工品种改变方面的优势。

加热炉自动上料系统是基于PLC控制系统设计的,控制系统的每一部动作都直接作用直接自动上料系统的运行,因此自动上料系统的小车性能的好坏与控制系统性能的好坏有着直接的关系。

小车能否正常运行、工作效率的高低都与控制系统密不可分。

二、课程设计课题任务的内容和要求(包括原始数据、技术参数、设计要求等):加热炉自动上料控制电路具体完成加热炉门自动打开与闭合,燃料的自动填装,炉门的开到位和关到位分别有两个相应的行程开关控制,送料机到达和退出到预定位置也分别有另外两个行程开关控制,其过程为:送料机的电机功率为5.5kw。

材料加热炉课程设计

材料加热炉课程设计

材料加热炉课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解材料加热炉的基本原理,掌握加热炉的构造及其功能。

2. 学生能掌握材料加热过程中温度控制的重要性,了解不同材料加热的温度范围。

3. 学生能了解加热炉在工业生产中的应用,掌握相关安全操作知识。

技能目标:1. 学生能够独立操作加热炉,进行简单的材料加热实验。

2. 学生能够根据实验数据,分析加热炉的加热效果,并提出优化方案。

3. 学生能够运用所学知识,解决实际生产中与加热炉相关的问题。

情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到加热炉在材料加工中的重要性,培养对工业生产的兴趣。

2. 学生能够树立安全意识,养成良好的实验操作习惯。

3. 学生能够学会团队合作,培养沟通、协作能力,增强集体荣誉感。

课程性质:本课程为实践性课程,结合理论知识与实际操作,培养学生动手能力。

学生特点:学生具备一定的物理知识基础,但对实际操作相对陌生,好奇心强,但安全意识较弱。

教学要求:注重理论知识与实践操作的相结合,强调安全操作,引导学生主动参与,培养解决问题的能力。

通过课程学习,使学生达到上述知识、技能和情感态度价值观目标,为后续相关课程和未来职业发展打下基础。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 加热炉的基本原理:讲解加热炉的工作原理,包括热传递、加热方式等,对应教材第二章第一节。

2. 加热炉的构造与功能:详细介绍加热炉的各部分构造,如加热器、温控系统、炉膛等,并说明其功能,对应教材第二章第二节。

3. 加热过程温度控制:讲解温度控制的重要性,介绍温度控制的方法和设备,对应教材第二章第三节。

4. 不同材料的加热温度范围:分析各类材料加热的温度要求,列举具体实例,对应教材第二章第四节。

5. 加热炉在工业生产中的应用:介绍加热炉在工业生产中的实际应用,如金属加工、陶瓷烧结等,对应教材第二章第五节。

6. 安全操作知识:强调加热炉操作的安全注意事项,教授安全操作方法,对应教材第二章第六节。

步进式加热炉课程设计

步进式加热炉课程设计

步进式加热炉课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握步进式加热炉的基本原理、结构、工作流程及其在工业中的应用。

通过本课程的学习,学生应能够:1.描述步进式加热炉的原理和结构;2.解释步进式加热炉的工作流程和操作方法;3.分析步进式加热炉的优缺点及应用场景;4.设计简单的步进式加热炉控制系统。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.步进式加热炉的基本原理:介绍步进式加热炉的工作原理,包括炉膛、加热器、步进式送风系统等;2.步进式加热炉的结构与特点:讲解步进式加热炉的各个组成部分及其结构特点;3.步进式加热炉的工作流程:详细介绍步进式加热炉的工作流程,包括送风、加热、排烟等;4.步进式加热炉的应用:分析步进式加热炉在工业中的应用场景及其优势;5.步进式加热炉的控制系统:讲解步进式加热炉的控制系统及其工作原理。

三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行授课:1.讲授法:通过讲解步进式加热炉的基本原理、结构、工作流程等知识点,使学生掌握基本概念;2.案例分析法:分析实际案例,使学生更好地理解步进式加热炉的应用及其优势;3.实验法:学生进行步进式加热炉的实验操作,提高学生的实践能力;4.讨论法:学生进行小组讨论,培养学生的团队协作能力和解决问题的能力。

四、教学资源为了支持本课程的教学,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的教材,为学生提供系统的学习资料;2.参考书:提供相关的参考书籍,丰富学生的知识体系;3.多媒体资料:制作精美的PPT、视频等多媒体资料,提高学生的学习兴趣;4.实验设备:准备步进式加热炉实验设备,为学生提供实践操作的机会。

五、教学评估本课程的教学评估将采用多元化的评估方式,以全面、客观地评价学生的学习成果。

评估方式包括:1.平时表现:通过课堂参与、提问、小组讨论等环节,评估学生的学习态度和课堂表现;2.作业:布置相关的作业,评估学生的理解和应用能力;3.考试:安排期中和期末考试,评估学生对课程知识的掌握程度;4.实验报告:评估学生在实验过程中的操作技能和问题解决能力。

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本文以MCS-51系列单片机为核心,对电加热炉进行智能控制,控制器采用PID控制算法,但是对于那些结构复杂,参数时变或者根本褥不到数学模型的被控对象来说,PID控制优势还不如有经验作者手工控制效果好,而近年来得到广泛应用的PID控制技术在这方面提供了解题方法。事实上,PID控制,是有误差和误差的变化来决定控制输出量。PID控制结合了人的思维和经验,是一种用机器语言实现的同时有模拟人的思维进行判断推理来控制被控对象的智能方法。它具有高度的非线性。这样是目标系统达到非常好的控制效果,同时与其它控制方式进行比较具有过度过程短控制及时系统节能等优点。因此控制效果比较一般的控制系要好得多。
图3.1.2晶振电路
3.1.3复位电路
复位电路当AT89C51的RST引脚加高电平复位信号时,单片机内部就执行复位操纵。复位信号变低电平时,单片机开始执行程序。本设计选用上电与按键均有效的复位,电路如下图3.1.3
图3.1.3复位电路
上图输出接单片机的RST引脚。上电瞬间RST获得高电平,随着电容C1的充电,RST引脚的高电平讲逐渐下降。RST引脚的高电平只要能保持足够的时间,单片机就可以进入复位操作。
1.温度传感器的选择
由于本次设计的加热炉温度范围为400--1000℃,加热温度高,而本系统对加热炉温度控制精度的要求为±3℃,为满足设计要求选用K型热电偶温度传感器,其具体参数如下:
名称:镍鉻—镍硅型号:WRN分度号:B测温范围:0--1300℃允许偏差±3%℃偶丝直径1.2--2.5mm
此热电偶温度传感器是工业最常用温度检测元件之一。其优点是:
1.3本系统主要研究内容及要求
利用微机控制系统完成加热炉温度的检测、处理以及数字控制计算,根据数据结果或进行相应的处理或改变加热功率,达到控制温度的目的。
控制要求:1.现场温度值可处理。
2.温度范围为400-1000C。
3.系统有必要的保护盒报警
4. 温度值要有显示
5. 误差范围±3C
第2章总体方案设计
图3.1AT89C51
管脚管脚说明:
VCC:供电电压。
GND:接地。
P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时,P0口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须接上拉电阻。
XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2:来自反向振荡器的输出。
振荡器特性:XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件,XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器,因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求,但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。
3.1.2晶振电路
晶振电路晶振是为电路提供频率基准的元器件,通常分成有源晶振和无源晶振两个大类,无源晶振需要芯片内部有振荡器,并且晶振的信号电压根据起振电路而定,允许不同的电压,但无源晶振通常信号质量和精度较差,需要精确匹配外围电路(电感、电容、电阻等),如需更换晶振时要同时更换外围的电路。有源晶振不需要芯片的内部振荡器,可以提供高精度的频率基准,信号质量也较无源晶振要好。如下图18口接单片机的XTAL2口,19口接单片机的XTAL1口。
第一章前言
1.1意义及研究背景
在工业中,电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。其中温度控制也也越来越重要。在工业生产的很多领域中,人们都需要对环境中的温度进行控制。在石油工业中,加热炉尤为重要,加热炉应用非常明显。而对加热炉进行温度控制在整个工艺生产中的重要性尤为突出。
加热炉被广泛应用于工业生产和科学研究中。由于这类对象使用方便,可以通过调节输出功率来控制温度,进而得到较好的控制性能,故在冶金、机械、化工等领域中得到了广泛的应用。
P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口,如下表所示:口管脚备选功能:P3.0 RXD(串行输入口)P3.1 TXD(串行输出口)P3.2 /INT0(外部中断0)P3.3 /INT1(外部中断1)P3.4 T0(记时器0外部输入)P3.5 T1(记时器1外部输入)P3.6 /WR(外部数据存储器写选通)P3.7 /RD(外部数据存储器读选通)P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
在使用热电偶温度传感器补偿导线时必须注意型号相配。极性不能接错。补偿导线与温度传感器热电偶连接端的温度不能超过100℃。
2.温度窗器信号转换设备的选择
由于温度传感器测量的温度信号为模拟信号,且测量信号比较微弱,因此必须要对此温度信号进行处理。处理过程为:首先要把温度信号经运算放大器进行放大,然后用A/D转换器八方的后的模拟信号转换为数字信号输入单片机。因此要进行温度的检测,温度传感器信号转换设备必不可少。
2.2方案设计
本系统的单片机炉温控制系统结构主要由单片机控制器、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2.2系统硬件结构框图
第3章系统硬件设计
3.1简述部分
3.1.1 AT89C51简介
硬件的设计和实现3.1 AT89C51系列基本组成及特性AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器(FPEROM—FlashProgrammable and Erasable Read Only Memory)的低电压、高性能CMOS 8位微处理器,俗称单片机。AT89C51是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
(1)检测精度高。因温度传感器热电偶直接与被检查对象接触,不受中间介质的影响。
(2)测量范围广。此热电偶温度传感器从400℃~1000℃均可测量。
(3)构造简单,使用方便。此热电偶是由两种不同的金属丝组成,而且不受大小和开头பைடு நூலகம்限制,外有保护套管,用起来非常方便。
此K型热电偶温度传感器的测温基本原理是:将两种不同的材料的导体A和B焊接起来,构成一个闭合回路,当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶温度传感器就是利用这一效应来工作的。
P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时,P1口作为低八位地址接收。
P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
21世纪是高度信息化时代,智能检测和控制已成为新的发展趋势,它不仅能完成较高层次信号的自动化检测,而且具有多种智能控制作用。所以,单片机在检测和控制系统中得到广泛的应用,在本文中主要采用的控制芯片为MCS-51,此芯片功能强大,能够满足设计要求。同时从系统的硬件和软件两方面介绍了MCS-51单片机温度控制系统的设计,对硬件原理和程序框图做了简洁的描述。通过对电路的设计,对芯片的外围扩展,来达到对电阻炉温度的控制和调节功能。
1.2目前国内外发展状况
电热炉温度控制系统在工业生产中获得了广泛的应用,在农业生产、国防、科研以及日常生活等领域占有重要的地位。电阻炉温度控制系统是人类供热、取暖的主要设备的驱动来源,它的出现迄今已有两百余年的历史。期间,从低级到高级,从简单到复杂,随着生产力的发展和对电阻炉温度控制精度要求的不断提高,电阻炉温度控制系统的控制技术得到迅速发展。当前比较流行的温度控制系统有基于单片机的温度控制系统,基于PLC的温度控制系统,基于工控机(IPC)的温度控制系统,集散型温度控制系统(DCS),现场总线控制系统(FCS)等。
2.1方案论证
随着单片机、工业控制机、可编程控制器等先进控制系统的发展,逐步取代了以前大规模的继电器,模拟式仪表。单片机也因其极高的性价比而受到人们的重视和关注,获得广泛地应用。单片机的优点是体积小、重量轻、抗干扰能力强,对环境要求不高,价格低廉,可靠性高,灵活性好,开发较为容易。它的软件编程比较简单,广大工程技术人员通过学习单片机的知识后,就能根据自己的实际需要开发、设计一个单片机系统,并可获得较高的经济小姨。正因为如此,在我国单片机已被广泛的应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪表、家用电器等各个方面。它将成为智能仪器和中、小型控制系统中应用最多的一种微型计算机。
3.热电偶传感器及其原理
热电偶温度检测原理图如下:
图3.2温度检测原理图
4.热电偶作为温度信号检测传感器,经过温度补偿,再经过桥式电路抑制工模干扰。最后经过两级放大器,将热电偶输出的毫伏信号放大为可输入A\D转换的模拟量信号。
3.3 A/D模数转换电路
ADC0809是一个典型的逐次逼近型8位A/D转换器。它由8路模拟开关、8位A/D转换器、三态输出锁存器及地址锁存译码器等组成。它允许8路模拟量分时输入,转换后的数字量输出是三态的(总线型输出),可以直接与单片机数据总线连接。ADC0809采用+5V电源供电,外接工作时钟。当典型工作时钟为500KHz时,转换时间约为128us.
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