电阻炉温度控制.
电阻炉温度控制器使用说明书-原上海试验电炉厂
1
3
1
BGVP-0.5AΦ50×20
1
3
1700 卷
1
3
H1
互感器
LM-0.5 50/5
1
B1
变压器
隔离变压器
1
1
J
继电器
J27-62
1
WT 温度指示仪
1
1
LA19-11D
按钮
信号灯式
2
2
六、 工作原理
1
1
自制
1
KSY-8D/ 12D-18
（自
1
制）
1
红绿各 2
一只
本 系 列 温 度 控 制 器 是 由 主 回 路 和 控 制 回 路 组 成 。主 回 路 是 由 可 控 硅 管 、 过 电 流 保 护 快 速 熔 丝 、 过 电 保 护 RC ， KSY-8D-18 型 和 KSY-12D-18 型 还 有 隔 离 抽 头 变 压 器 等 部 分 组 成 。 控 制 回 路 是 由 直 流 信 号 电 源 、直 流 工 作 电 源 、电 流 反 馈 环 节 、同 步 信 号 环 节 、触 发 脉 冲 产生器和温度检测器等部分组成，集成于温度调节仪内。
KSY-24-16 型 、KSY-8D-18 型 、KSY-12D-18 型 可 控 硅 温 度 控 制器为立式
结构。
台 式 结 构 可 控 硅 温 度 控 制 器 罩 壳 、底 座 均 采 用 薄 钢 板 经 折 边 焊 接 制 成 ，罩 壳 由 固 定 在 底 座 两 侧 的 前 后 紧 固 螺 钉 固 定 于 底 座 上 ，并 能 绕 后 紧 固 螺 钉 开 启 成 90° 便 于 安 装 和 维 修 。 面 板 上 面 装 有 电 流 表 、 电 压 表、开 关及 温 度指 示 调 节仪 。控 制器 内 部装 有 接 线板 、熔 丝、可 控 硅管等电器零部件。
电阻炉炉温计算机控制
电阻加热炉温度控制系统设计 引言在工农业生产或科学实验中，温度是极为普遍又极为重要的热工参数之一．为了保证生产过程正常安全地进行，提高产品的质量和数量，以及减轻工人的劳动强度，节约能源，对加热用的各种电炉要求在一定条件下保持恒温，不能随电源电压波动或炉内物体而变化；或者有的电炉的炉温根据工艺要求按照某个指定的升温或保温规律而变化等。
因此，在工农业生产或科学试验中常常对温度不仅要不断地测量，而且还进行控制．电阻炉炉温的控制.根据工艺的要求不同而有所变化.一.设计说明书1.设计的初步分析 1.1设计要求对象模型：1)(+=-s T e K s G d sd τ，T d =350s ，K d =50，τ=10s电阻加热炉功率800w ，220v 交流供电。
控温范围：50℃～350℃；保温阶段控制精度：±1℃。
1.2炉温变化过程大体上可归纳为以下几个过程：(1)自由升温段，即根据电阻炉自身条件对升温速度没有控制的自然升温过程。
(2)恒速升温段，即要求炉温上升的速度按某一斜率进行。
(3)保温段，即要求在这一过程中炉温基本保持不变。
(4)慢速降温段，即要求炉温下降的速度按某一斜率进行。
(5)自由降温段。
而每一段都有时间的要求，如图1所示。
图1 炉温变化过程1.3炉温控制要求要求电阻炉炉内的温度，应按图2所示的规律变化。
图2 炉温控制要求从室温T 0开始到a 点为自由升温段，当温度一旦到达a 点(即他t 0点)，就进入系统调节。
从b 点到c 点为保温段，要始终在系统控制之下，以保证所需的炉内温度的精度．加工结束，即由c 点到d 点为自然降温段．炉温变化曲线对各项品质指标的要求如下：● 过渡过程时间：即从升温开始到进入保温段的时间t 1≤15s ．● 超调量：即升温过程的温度最大值(T M )与保温值(T k )之差与保温值之比 kk10%T M T T σ-=≤ ● 静态误差：即当温度进入保温段后的实际温度值(T)与保温值(T k )之差与保温值之比。
电阻炉温度控制系统
电阻炉温度控制系统摘要: 1. 确定总体方案在某煤气/焦碳生产企业中，为了把握工艺规律和控制参数，按比例制作了一台模拟炼焦炉，其中的煤炭采用电阻丝进行加热。
要求控制电阻炉中A 点的温度按预定的规律变化，同时监测B 点的温度，一旦...1. 确定总体方案在某煤气/焦碳生产企业中，为了把握工艺规律和控制参数，按比例制作了一台模拟炼焦炉，其中的煤炭采用电阻丝进行加热。
要求控制电阻炉中A 点的温度按预定的规律变化，同时监测B 点的温度，一旦B 点温度超过允许值，就应该发出报警信息、并停止加热。
根据设计任务的要求，采用8031 单片机系统组成的数字控制器代替常规模拟调节器。
整个系统在规定的采样时刻经过A/D 转换采集由温度传感器反馈回来的温度反馈测量值，并和给定值进行比较，将经过控制运算后的控制量输出给执行元件控制电阻丝的加热过程。
此外，系统还应实现人机接口功能。
系统总体框图如图1 所示。
图1 模拟炼焦炉温度控制系统总体框图2. 系统硬件设计按前面的总体设计方案，该系统硬件的设计包括以下几个部分。
⑴人机接口电路本系统允许用户根据需要随时改变系统的工作状态和控制参数，为此设置了4 位LED 显示和相应的操作键盘，并由专用控制芯片8279 实现与CPU 的接口。
采用8279 后，可以节省CPU 用于查询键盘输入和管理显示输出的时间，降低了对CPU 处理速度的要求，同时也减少了软件工作量。
⑵温度测量电路热电偶用来检测炉温，将温度值转换为毫伏级的电压信号。
为便于信号远距离传送，采用温度变送器，把热电偶输出信号转换为4～20 毫安的电流信号，在接收端再经I/V 变换使之变成适于A/D 转换的电压信号。
在系统中，采用多路复用方式对两路热电偶信号、冷端补偿信号和标准电压信号进行A/D 转换。
系统运行过程中，定期对标准电压进行采样，以修正A/D 转换器的灵敏度、保证测控精度。
为提高系统抗干扰能力，在多路转换开关的控制电路A/D 转换电路的数字部分中还采用了光电隔离措施。
电阻炉温度控制系统的设计
电阻炉温度控制系统的设计在许多工业生产过程中，电阻炉被广泛应用于各种材料的加热和熔炼。
为了确保产品质量和工艺稳定性，电阻炉温度控制系统应满足以下需求：控制精度高：温度波动范围应在±1℃以内，以确保工艺稳定性和产品的一致性。
响应时间快：系统应能迅速跟踪设定温度，减小加热过程的时间误差，提高生产效率。
安全可靠：系统应具备过载保护、短路保护、过热保护等安全措施，确保设备和人身安全。
可扩展性：系统应便于扩展和升级，以适应不同工艺需求和技术发展。
电阻炉温度控制系统的电路设计是整个系统的核心部分。
加热器功率控制、温度传感器选择和电路保护等关键环节直接关系到系统的性能和稳定性。
以下是电路设计的重点：加热器功率控制：一般采用PID控制器来实现加热器功率的调节。
PID 控制器可以根据温度误差来自动调节加热器的功率，减小温度波动。
温度传感器选择：常用的温度传感器有热电偶和红外测温仪。
选择合适的传感器对提高系统的测量精度至关重要。
电路保护：为防止系统故障对设备和人身造成伤害，电路应设计多种保护措施。
例如，加热器应配备熔断器、过载保护器和短路保护器等。
电阻炉温度控制系统的软件设计是实现整个系统智能化的关键。
软件应包括输入输出端口设置、算法实现等关键模块。
以下是软件设计的要点：输入输出端口设置：软件应设置必要的输入输出端口，以便于用户对系统进行控制和监视。
例如，软件应支持通过界面设置加热器的启动/停止、温度设定值等。
算法实现：系统软件应实现高效的温度控制算法，如PID控制算法，以实现精确的温度控制。
算法应具有自适应性，能够根据环境条件和材料属性等变化进行自我调整，提高控制效果。
在完成电阻炉温度控制系统的设计和调试后，需要对系统进行严格的测试与结果验证，以确保系统的性能和稳定性达到预期要求。
测试应包括以下步骤：测试环境搭建：搭建测试平台，选择合适的电阻炉、温度传感器、控制系统等设备进行联调测试。
空载测试：在无负载的情况下，测试系统的加热速度、稳定性和精度等指标。
电阻炉 温度
电阻炉温度电阻炉是一种加热设备，其工作原理是利用电流在电阻体中产生热量。
电阻体通常由具有较高电阻率的材料制成，如镍铬合金、铬铁合金等。
电流通过电阻体时，电阻体会产生热量，使工件或介质达到所需的温度。
电阻炉的温度控制系统是保证加热过程稳定和精确的关键。
常见的温度控制系统有PID控制系统和PLC控制系统。
PID控制系统是一种经典的温度控制方案，它包括三个主要组件：比例(P)控制、积分(I)控制和微分(D)控制。
比例控制根据温度误差与设定值之间的比例关系对输出信号进行调节。
积分控制根据温度误差随时间的积分计算，对输出信号进行调节，以消除稳态误差。
微分控制根据温度误差的变化率对输出信号进行调节，以提高系统的动态响应。
PID控制系统可以根据实际需求进行参数调整，以实现精确的温度控制。
PLC控制系统是一种更高级的温度控制方案，它基于可编程逻辑控制器(PLC)实现。
PLC控制系统利用逻辑编程语言对温度控制过程进行编程，可以实现多种复杂控制策略。
例如，可以根据设定的温度曲线进行温度升降控制，可以根据不同工艺阶段的要求进行温度切换控制，还可以配合其他传感器对加热过程进行监控和保护。
PLC控制系统通常具有较高的安全性和可靠性，但相对来说也更加复杂，需要专业的编程和调试。
在电阻炉的温度控制中，还需要考虑温度传感器的选择和安装。
常用的温度传感器有热电偶和热电阻。
热电偶是利用两种不同金属的热电势产生电压信号，根据热电势的变化来测量温度。
热电偶具有广泛的测量范围和较快的响应速度，但相对来说精度较低。
热电阻是利用电阻体在温度变化下的电阻值变化来测量温度。
热电阻精度较高，但响应时间较长。
选择合适的温度传感器需要考虑测量范围、精度要求、环境条件等因素。
此外，电阻炉的温度控制还需要考虑加热功率的调节和热量分布的均匀性。
加热功率的调节可以通过控制电流、电压或脉冲宽度进行。
热量分布的均匀性可以通过优化电阻体的设计和布局，以及加热时间和温度的控制来实现。
电阻炉温控制课程设计
电阻炉温控制课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握电阻炉温控制的基本原理、方法和技巧。
通过本课程的学习，学生将能够：1.理解电阻炉温控制的基本概念和原理，如PID控制、模糊控制等。
2.掌握电阻炉温控制系统的搭建、调试和优化方法。
3.能够运用所学知识分析和解决实际工程中的电阻炉温控制问题。
4.培养学生的动手能力、创新意识和团队协作精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.电阻炉温控制的基本原理：介绍电阻炉的工作原理、温度控制的重要性及其相关概念。
2.电阻炉温控制技术：讲解电阻炉温控制系统的组成、工作原理及各种控制算法。
3.电阻炉温控制系统的设计与实现：介绍电阻炉温控制系统的设计方法、调试技巧及优化策略。
4.电阻炉温控制工程应用案例分析：分析实际工程中的电阻炉温控制案例，让学生学会如何运用所学知识解决实际问题。
5.电阻炉温控制实验：让学生通过实验操作，加深对电阻炉温控制原理和方法的理解。
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教学：1.讲授法：讲解电阻炉温控制的基本原理、控制算法和工程应用。
2.讨论法：学生针对实际案例进行分析讨论，培养学生的创新意识和团队协作精神。
3.案例分析法：分析实际工程中的电阻炉温控制案例，让学生学会如何运用所学知识解决实际问题。
4.实验法：让学生通过动手实验，加深对电阻炉温控制原理和方法的理解。
四、教学资源为了保证教学效果，本课程将充分利用校内外教学资源，包括：1.教材：选用国内知名出版社出版的电阻炉温控制相关教材，保证课程内容的科学性和系统性。
2.参考书：提供一批电阻炉温控制领域的经典参考书籍，供学生深入学习。
3.多媒体资料：制作精美的PPT课件，辅助学生理解电阻炉温控制的基本原理和工程应用。
4.实验设备：为学生提供电阻炉温控制实验所需的设备，让学生能够亲自动手操作，提高实践能力。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用以下评估方式：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积极性。
电阻加热炉温度控制
一、摘要温度是工业对象中主要的被控参数之一。
特别是在冶金、化工、机械各类工业中，广泛使用各种加热炉、热处理炉、反应炉等。
由于炉子的种类不同，所采用的加热方法及燃料也不相同，如煤气、天然气等。
但就控制系统本身的动态特性而言，均属于一阶纯滞后环节，在控制算法上基本相同，可采用PID控制或其他纯滞后补偿算法。
为了保证生产过程正常安全地进行，提高产品的质量和数量，以及减轻工人的劳动强度，节约能源，对加热用的各种电炉要求在一定条件下保持恒温，不能随电源电压波动或炉内物体而变化，或者有的电炉的炉温根据工艺要求按照某个指定的升温或保温规律而变化，等等。
因此，在工农业生产或科学实验中常常对温度不仅要不断地测量，而且要进行控制。
二、总体方案设计设计任务用一台计算机及相应的部件组成电阻炉炉温的自动控制系统，并使系统达到工艺要求的性能指标。
1、设计内容及要求电阻加热炉用于合金钢产品热力特性实验，电加热炉用电炉丝提供功率，使其在预定的时间内将炉内温度稳定到给定的温度值。
在本控制对象电阻加热炉功率为8KW，有220V 交流电源供电，采用双向可控硅进行控制。
系统模型：2、工艺要求按照规定的曲线进行升温和降温，温度控制范围为50—350℃，升温和降温阶段的温度控制精度为+5℃，保温阶段温度控制精度为+2℃。
3、要求实现的系统基本功能微机自动调节：正常工况下，系统投入自动。
模拟手动操作：当系统发生异常，投入手动控制。
微机监控功能：显示当前被控量的设定值、实际值，控制量的输出值，参数报警时有灯光报警。
4、对象分析在本设计中，要求电阻炉炉内的温度，按照上图所示的规律变化，从室温开始到50℃为自由升温阶段，当温度一旦到达50℃，就进入系统调节，当温度到达350℃时进入保温段，要始终在系统控制下，一保证所需的炉内温度的精度。
加工结束，要进行降温控制。
保温段的时间为600—1800s。
过渡过程时间：即从开始控制到进入保温阶段的时间要小于600s。
8031单片机实现电阻炉温度的控制 -接口电路设计
摘要本文用8031单片机实现电阻炉温度的控制，重点介绍接口电路的设计。
电阻炉是一类使用非常广泛的工业设备，利用单片机实现温度的实时控制，对提高劳动生产率和产品质量，节约能源都有着积极意义。
本控制系统是对水加热的控制过程，工作时水的温度由数字温度计和精密放大器放大至0~5v电压信号，由ADC0809转换成单片机所能接受的数字信号，此信号与温度的给定值比较得到温度偏差，通过PID 控制算法运算得到控制量，此控制量通过对可控硅触发角的控制，来调节加在电阻炉上的电压的通断时间以达到控温的目的。
系统的给定值等参数可由键盘输入，并可以随时修改，给定温度和PID的参数可显示在LED上。
关键词：单片机；电阻炉；控制; 接口电路目录第一章概述 (3)1.1 题目来源及意义 (3)1.2 电阻炉温度控制系统的结构工作原理 (3)第二章电阻炉温度控制系统的硬件设计 (6)2.1硬件电路设计原则 (6)2.2单片机的选择 (6)2.2.1 8031芯片介绍 (7)2.2.2 8031的引脚介绍 (7)2.3 单片机程序存储器的扩展 (9)2.3.1 地址译码器的选择 (9)2.3.2 程序存储器的设计 (9)2.4 温度检测接口电路设计 (10)2.4.1 数字温度计的选择 (10)2.4.2 AD转换器的接口电路设计 (12)2.5键盘、显示器接口电路 (15)2.5.1 显示器接口电路 (15)2.5.2 键盘接口电路 (17)2.6报警接口电路 (18)2.7 电阻炉温度控制执行机构的设计 (19)第三章温度控制算法 (21)3.1 温度控制算法 (21)3.2 采样周期T的确定 (24)第四章软件设计 (25)4.1接口软件设计 (25)4.2 PID程序设计 (26)第五章结论 (33)第一章概述1.1 题目来源及意义热处理设备是实现热处理工艺的基础和保证，直接关系到热处理技术水平的高低和工件质量的好坏。
对热处理技术的基本要求是：先进、可靠、经济、安全，能满足热处理工艺的要求，并保证工艺的稳定和再现性，节省能源，保护环境，改善劳动环境，降低生产成本，提高机械化和自动化水平。
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项目九电阻炉温度控制
项目内容：
在现代化的工业生产中，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。
例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。
采用MCS-51单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。
因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。
温度采集采用热电偶，经过变送器后转换为电信号。
经过A/D转换器ADC0809转变为数字量。
8031对温度的控制是通过D/A转换实现的。
双向可控硅管和加热丝串接在交流220V、50Hz市电回路。
在给定周期T内，8031只要改变可控硅管的接通时间即可改变加热丝的功率，以达到调节温度的目的。
通常，电阻炉炉温控制都采用偏差控制法。
偏差控制的原理是先求出实测炉温对所需炉温的偏差值，然后对偏差值处理获得控制信号去调节电阻炉的加热功率，以实现对炉温的控制。
在工业上，偏差控制又称PID控制，这是工业控制过程中应用最广泛的一种控制形式，一般都能收到令人满意的效果。
能力目标：
课题1 A-D转换接口技术
课题2 ADC0809的应用技术
课题3 D-A转换接口技术
课题4 TLC5615的应用技术
实践演练：
1．亲手设计调试电阻炉的温度，对炉温的采集，与预设值相比较，对偏差值处理获得控制信号去调节电阻炉的加热功率，以实现对炉温的控制。
2．动手设计采集A/D转换温度对电炉丝进行控制，从而实现温度的调节。
3．通过该项目的训练，提高学生的实际动手操作能力，养成学生的工程道德观念，建立工程敬业精神和团队合作精神。
项目九课题4 TLC5615的应用技术
一、知识要点
掌握TLC5615与单片机的接口以及应用程序。
二、能力训练
1．通过上机[实践，掌握TLC5615与单片机的接口以及应用程序。
2．会编制相应的接口程序。
三、项目内容
1、接口电路如图所示。
（1）TLC5615简介
TLC5615是10位COM型电压输出低功耗的D/A转换器，和单片机的通讯方式是串行的，只需要CS、CLK、DIO三根线和单片机的I/O口相连，外围只需要一个电压基准即可工作，其输出为电压形式，因此，电路更加简单，如图7-6中所示。
可以和其它的串行通讯器件公用数据、时钟线。
外形引脚结构见图7-8所示。
TLC5615外形顶视图及与MCS-51典型接口电路
TLC5615的二进制数字与输出电压的对应关系见表7-9。
TLC5615的DOUT端为其向单片机传送的数据，可以用于校验传送到TLC5615的数据正确性，一般可不用。
TLC5615的数据格式有两种：一是12位格式，数据中的末2位添0补充；二是16位格式，高4位和低2位添0补充。
16位格式适用于采用单片机的串行通讯方式0通讯。
（2）、采用12位数据格式，通讯形式采用模拟串行协议，主要依据是串行通讯的方式0时序。
待进行D/A转换的数据在（R6R7）中，（R6）为高2位，（R7）为低8位中。
ORG 0000H
LJMP MAIN
DIO BIT P3.0 ；数据线
CLK BIT P3.1 ；时钟线
CS BIT P2.7 ；片选线
BIT_CNT DATA 32H
ORG 0030H
MAIN：MOV A，R7 ；取低位
MOV B，#0
CLR C
RLC A ；数据格式调整
XCH A，B
RLC A
XCH A，B
RLC A
XCH A，B
RLC A
SWAP A ；待发送的数据调整到高4位
SETB CLK
CLR CS ；片选中TLC5615
MOV BIT_CNT，#4 ；先发送高4位
LCALL TRN ；发送
MOV A，B ；再发送低8位
MOV BIT_CNT，#8
LCALL TRN
SETB CS ；片选结束
SJMP $
TRN：RLC A ；要发送的位→C
MOV DIO，C ；C→DIO
CLR CLK ；输出一个高电平脉冲
NOP
SETB CLK
DJNZ BIT_CNT，TRN ；判断是否发送结束
END
（3）调节加在基准电压REFIN引脚的电压为1.0V，在（R6R7）中置数，然后连续运行，用数字万用表测量TLC5615电压输出引脚OUT端电压，验证转换结果的正确性。
多修改几次（R6R7）的数据、验证；修改基准电压再进行验证。
程序二、采用16位数据格式，通讯形式采用单片机串行协议方式0。
待进行D/A转换的数据在（R6R7）中，（R6）为高2位，（R7）为低8位。
ORG 0000H
LJMP MAIN
DIO BIT P3.0 ；数据线
CLK BIT P3.1 ；时钟线
CS BIT P2.7 ；片选线
ORG 0030H
MAIN：MOV SCON，#00010000B ；方式0，禁止接收
MOV A，R7 ；取低位
MOV B，#0
CLR C
RLC A ；数据格式调整
XCH A，B
RLC A
XCH A，B
RLC A
XCH A，B
RLC A
CLR CS ；选中TLC5615
CLR CLK
MOV SBUF，A ；先发送高8位
JNB TI，$ ；等待数据传送结束
CLR TI ；清除传送完标志
XCH A，B ；传送低8位
MOV SBUF，A
JNB TI，$
SETB CS
CLR TI
SJMP $
END
（4）调节加在基准电压REFIN引脚的电压为1.0V，在（R6R7）中置数，然后连续运行，用数字万用表测量TLC5615电压输出引脚OUT端电压，验证转换结果的正确性。
多修改几次（R6R7）的数据、验证；修改基准电压再进行验证。
四、技能操作
1．亲自动手实践，掌握TLC5615与单片机的接口以及应用程序。
2．会编制、调试、运行相应的接口程序。
锻炼了学生的动手能力。