双热电偶外热式坩埚盐浴炉温度自动控制系统设计
电炉温度控制系统方案
引言前言：电阻炉在国民经济中有着广泛的应用，而大功率的电阻炉则应用在各种工业生产过程中。
然而，大多数电阻炉存在着各种干扰因素。
一直以来，人们采用了各种方法来进行温度控制，都没有取得很好的控制效果。
起先由于电阻炉的发热体为电阻丝，传统方法大多采用仪表测量温度，并通过控制交流接触器的通断时间比例来控制加热功率。
电阻炉微机自动程序温度控制系统就是通过单片机对加热炉的升、降温速率和保温时间进行严格控制的装置，它将温度变送、显示和数字控制集于一体，以微机控制为基础，以A/D转换器为核心，并配以适当的外围接口电路，实现对电阻炉温度自动控制。
摘要：自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用，温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。
随着单片机技术的飞速发展，通过单片机对被控对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向。
1. 电加热炉温度控制系统的特性温控系统主要由温度传感器、温度调节仪、执行装置、被控对象四个部分组成，其系统结构图如图1.1所示。
彳抗肓鬟■■桂时录匸兰'I ■■ ■ ■ ■ • ■ ■ ■ * •图1.1被控制对象是大容量、大惯性的电热炉温度对象，是典型的多阶容积迟后特性，在工程上往往近似为包含有纯滞后的二阶容积迟后；由于被控对象电容量大，通常采用可控硅作调节器的执行器，其具体的电路图如图 1.2所示。
如图1.3所示，设周期T c 内导通的周期的波数为n ,每个周波的周期为T ,则调功器的输 出功率为P=n x T XP n /T c , P n 为设定周期T c 内电压全通过时候装置的输出功率。
执行器的特性：电炉的温度调节是通过调节剂(供电能源)的断续作用，改变 电炉丝闭合时间T b 与断开时间T k 的比值a , a =T b /T k 。
调节加热炉的温度，在工业上是通过在设定周期范围内， 将电路接通几个周 波，然后断开几个周波，改变晶闸管在设定周期内通断时间的比例， 来调节负载 两端交流平均电压即负载功率，这就是通常所说的调功器或周波控制器； 调功器 是在电源电压过零时触发晶闸管是导通的，所以负载上得到的是完整的正弦波， 调节的只是设定周期T c 内导通的电压周波。
电炉温度过程控制系统设计
新疆工业高等专科学校毕业设计（论文)电炉温度过程控制系统设计包晓倩系别：电气与信息工程专业班级：生产过程自动化08—23（2）班指导教师: 魏成伟完成日期：2011 -09—11毕业设计（论文)任务书一、题目：电炉温度过程控制系统设计二、指导思想和目的：通过毕业设计，培养学生综合运用所学的知识和技能解决问题的本领,巩固和加深对所学知识的理解;培养学生调查研究的习惯和工作能力;培养学生建立正确的设计和科学研究的思想，树立实事求是、严肃认真的科学工作态度。
三、设计任务或主要技术指标：四、设计进度与要求：1）:布置设计任务，深入了解设计内容，阅读参考资料，学习有关内容.2）：调研与电炉温度控制有关的实际情况，确定芯片的型号数目及分布。
3）：进行单片机选型，提出电炉温度系统的控制策略。
4）：修改完善设计方案并绘制必须的图纸草图，编写设计说明书。
5）:修改、打印设计说明书.总结，准备毕业答辩，完成答辩。
五、主要参考书及参考资料：［1］刘夏华主编《单片机及其应用设计》,清华大学出版社出版社，1998年第1版。
[2］赵文忠主编《微机控制技术》,中国电力出版社，1987年第2版。
［3］陈福祥主编《预测控制及应用》，华中理工大学出版社,1995年第 2 版。
专业班级：生产过程自动化08—23(2）学生:包晓倩指导教师：魏成伟年月日教研室主任（签名）：系(部）主任（签名）：年月日毕业设计（论文)评定意见书设计（论文）题目：电炉温度过程控制系统设计专题：单片机的应用设计者：姓名包晓倩专业生产过程自动化班级08—23(2）设计时间：2011年06月15 日—2011 年9 月10日指导教师：姓名魏成伟职称副教授单位新疆工业高等专科学校评阅人：姓名职称单位评定意见:评定成绩：指导教师（签名）: 年月日评阅人（签名）：年月日答辩委员会主任(签名)：年月日（上页背面）毕业设计评定意见参考提纲1。
学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。
电加热炉温度控制系统的设计
电加热炉温度控制系统的设计目录引言 (6)1 模糊控制器的设计 (13)1.1 模糊逻辑基础 (13)1.1.1 模糊集合的概念和基本运算 (13)1.1.2 模糊关系 (14)1.1.3 模糊规则 (15)1.2 模糊控制系统 (17)1.2.1 模糊控制的基本思想 (18)1.2.2 模糊控制系统的组成 (18)1.3 基本模糊控制器的设计 (20)1.3.1 精确量的模糊量化处理 (20)1.3.2 模糊推理 (23)1.3.3 反模糊化处理 (24)2 MATLAB下的仿真实验 (26)2.1 PID控制仿真实验 (26)2.2 基本模糊控制仿真实验 (27)3 电加热炉控制系统监控程序的设计 (31)3.1 组态王简介 (31)3.1.1 概述 (31)3.1.2 组态王与I/O设备 (31)3.1.3 组态王的开放性 (32)3.1.4 建立应用工程的一般流程 (32)3.1.5 如何得到组态王的帮助 (33)3.2 组态王的设计 (33)3.2.1 设计画面 (33)3.2.2 动画连接 (36)3.3 电加热炉控制监控画面 (42)结论 (47)参考文献 (48)摘要在冶金、化工，机械等各类工业控制中，电加热炉都得到了广泛的应用。
目前国内的电加热炉温度控制器大多还停留在国际60年代水平，仍在使用继电—接触器控制或常规PID控制，自动化程度低，动态控制精度差，满足不了日益发展的工艺技术要求。
电加热炉的温度是生产工艺的一项重要指标，温度控制的好坏将直接影响产品的质量。
电加热炉由电阻丝加热，温度控制具有非线性、大滞后、大惯性、时变性、升温单向性等特点。
而且，在实际应用和研究中，电加热炉温度控制遇到了很多困难：第一，很难建立精确的数学模型；第二，不能很好地解决非线性、大滞后等问题。
以精确数学模型为基础地经典控制理论和现代控制论在解决这些问题时遇到了极大地困难，而以语言规则模型(IF-THEN)为基础的模糊控制理论却是解决上述问题的有效途径和方法。
课程设计炉温控制系统的设计
课程设计--炉温控制系统的设计二○一三～二○一四学年第一学期信息科学与工程学院课程设计报告书课程名称：计算机控制与接口技术课程设计班级：学号：姓名：指导教师：二○一三年十一月一、 设计题目和设计要求1.设计题目炉温控制系统的设计2.设计任务和要求设计一个炉温控制系统，对象的传递函数： s e s s G 021158)(-+=，炉子为电炉结构，单相交流220V 供电。
温度设定值：室温~100℃，可以任意调节。
要求： (1) 画出电路原理图，包括：给定值、反馈、显示的电路及主电路； (2) 阐述电路的工作原理；(3) 采用对象为大滞后的算法，求出u(k); (4) 定出闭环数学控制的程序框图。
二、 设计任务分析（一）系统设计：在工业化生产中，需要有大量的加热设备，如用于熔化金属的坩埚炉、用于热处理的加热炉，以及各种不同用途的反应炉，加热炉，温度控制成为制约工业发展的重要环节。
随着计算机技术的不断发展，用于工业生产中炉温控制的微机控制系统更加成熟。
实践证明，它具有功能强、精度高，经济性好的特点，无论在提高产品质量还是产品数量，能源环保，还是改善劳动条件等方面都显示出无比的优越性。
该系统以MCS-51单片机为核心构成一个炉温控制系统，该系统具有对电炉温度的实时控制，定时检测和调节，温度数据显示并打印，存储必要的信息等功能。
由外部操作键盘，输入给定数值，进行相应的参数设定，并可以根据需要进行手动、自动之间的切换。
本系统主要由单片机应用系统主机板、晶闸管主电路及电气控制、温度检测与信号放大模块、数字控制与同步触发模块等部分组成。
单片机应用系统主机板采用模块式结构，功口线和各信号设计成总线形式，应用系统的各部分都通过总线插座方便地与单片机接口。
Ⅰ.典型的反馈式温度控制系统通常由下图（a ）所示的几部分组成，其中调节器 由微型机来完成。
图a 单片机炉温控制系统结构图Ⅱ.给定信号如何给计算机温度给定值可以通过计算机键盘输入（键盘与单片机连接），也可以通过数学表达式由程序自动设定，还可以用拨码盘，一般拨码盘常用于过程控制的控制柜（化工企业）。
电炉温度控制系统的PLC设计
攀枝花学院本科毕业设计摘要电炉温度控制系统的PLC设计院讲师I摘要温度是工业生产对象中主要的被控参数之一，本文通过设计温度控制系统，体现PLC在模拟量信号检测与控制中应用的优越性。
本文中被控对象是电炉，在炉温自动控制系统中，炉温经过热电偶检测和温度变送器的转换，变为相应的电压信号，送往PLC控制器，再经过模拟量输入/输出模块（A/D）转换为数字量，并由程序将给定的温度值与测量值比较，然后根据偏差大小按比例调节规律，计算出校正量。
通过模拟量输入/输出模块的输出控制作用，消除炉温的偏差，从而使炉温达到并稳定在给定的数值上。
关键词PLC，温度控制，比例调节ABSTRACTThe temperature is a primarily being controlled parameter in the object of the industry production ,this text is an example of the temperature monitors and control system , and explains the PLC applied problem in imitate deal signal to monitor with the control . The electricity heat furnace is controlled object in this text ,in the automatic control system of the heat furnace temperature ,the temperature is examined by thermocouple and transformed by the thermostat , changed into the relevant electric voltage signal ,send to PLC controller ,and being transformed into arithmetic figure deal by imitate deal signal input/output the mold piece(A/D) ,given temperature will be compared to measured value from procedure , then according to the deviation size and inverse proportion regulates regulation ,and compute out to correct the deal .According to output control function of imitate deal signal input/output the mold piece ,eliminating warp of the heat furnace temperature ,accordingly the heat furnace temperature make attain stable and at the deviation size.Key Words PLC, Temperature control, Proportion adjust目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1课题背景、目的及意义 (1)1.1.1 课题背景 (1)1.1.2 课题的目的及意义 (1)1.2本文内容介绍 (1)2 可编程控制器（PLC）概况 (3)2.1可编程控制器的概述 (3)2.2 PLC的定义 (3)2.3 PLC的特点 (3)2.4 PLC的发展 (4)2.5PLC的基本组成及各部分作用 (4)2.5.1中央处理单元(CPU) (4)2.5.2存储器 (5)2.5.3 I/0单元 (6)2.5.4电源部分 (6)2.5.5扩展接口 (6)2.5.6通信接口 (6)2.5.7编程器 (6)2.6PLC的应用领域 (7)3 可编程控制器的编程语言 (9)3.1梯形图语言 (9)3.1.1梯形图与继电控制的区别 (9)3.1.2梯形图的格式 (10)3.2助记符语言 (10)3.3基本逻辑指令系统 (10)3.3.1逻辑取与输出线圈驱动指令 (10)3.3.2单个触点串联指令 (10)3.3.3触点并联指令 (10)3.3.4串联电路块的并联指令 (11)3.3.5并联电路块的串联指令 (11)3.3.6置位与复位指令 (11)3.3.6移位指令 (11)4 模块方案的选择与论证 (12)4.1总体方案的选择 (12)4.2各独立模块方案论证 (13)4.2.1 温度检测模块 (13)4.2.2 变频调速模块 (14)4.2.3 主控模块PLC (15)4.2.4 功率输出电路及其控制原理的分析 (17)4.2.5 显示电路设计 (17)4.2.6 按键接入 (17)4.2.7 报警电路设计 (18)4.2.8 温度调节模块 (18)4.2.9 硬件总框图 (18)5 系统软件设计 (19)5.1主要的工作流程图 (19)5.2PID控制器的参数整定 (20)5.3程序设计 (21)结论 (24)参考文献 (25)致谢 (26)IV1 绪论1.1 课题背景、目的及意义1.1.1 课题背景随着电子行业的飞速发展，IC技术的不断提高，PLC在国民经济生产各行业发挥了重要作用。
电加热炉控制系统设计-大学毕业(设计)论文
密级：NANCHANG UNIVERSITY学士学位论文THESIS OF BACHELOR（2006 —2010 年）题目锅炉控制系统的设计学院：环境与化学工程系化工专业班级：测控技术与仪器南昌大学学士学位论文原创性申明本人郑重申明：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。
对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。
本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：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。
本人授权南昌大学可以将本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。
保密□，在年解密后适用本授权书。
本学位论文属于不保密□。
（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：导师签名：日期：锅炉控制系统设计专业：测控技术与仪器学号：5801206025学生姓名：魏彩昊指导教师：杨大勇摘要温度是流程工业中极为常见的热工参数，对它的控制也是过程控制的一个重点。
由于加热过程、加热装置特殊结构等具体原因，使得过程对象经常具有大时滞、非线性、难以建立精确数学模型等特点，利用传统的PID控制策略对其进行控制，难以取得理想的控制效果，而应用数字PID控制算法能得到较好的控制效果。
本文主要阐述了一种改进型的加热炉对象及其工艺流程，采用了PLC控制装置设计了控制系统，使加热炉的恒温及点火实现了自动控制，从而使加热炉实现了全自动化的控制。
此种加热炉可广泛应用于铝厂、钢厂等金属冶炼、金属加工行业以及化工行业。
此设计以工业中的电加热炉为原型，以实验室中的电加热炉为实际的被控对象，采用PID控制算法对其温度进行控制。
炉窑温度控制系统设计 PLC课程设计 (2)1
PLC课程设计设计题目：炉窑温度控制系统设计学院：职业技术学院专业：自动化班级： 081班学号： ************学生姓名：***指导教师：***2011年6月 15日前言可编程控制器是60年代末在美国首先出现的，当时叫可编程逻辑控制器PLC（ProgrammableLogicController），目的是用来取代继电器。
以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。
提出PLC概念的是美国通用汽车公司。
PLC的基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。
根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内,使控制器和被控对象连接方便。
70年代中期以后，PLC已广泛地使用微处理器作为中央处理器，输入输出模块和外围电路也都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路，这时的PLC 已不再是仅有逻辑(Logic)判断功能，还同时具有数据处理、PID调节和数据通信功能。
国际电工委员会(IEC)颁布的可编程控制器标准草案中对可编程控制器作了如下的定义：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。
它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
可编程控制器及其有关外围设备，易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的设计。
可编程控制器对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺。
目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的普及推广应用。
可编程控制器是面向用户的专用工业控制计算机，具有许多明显的特点。
①可靠性高，抗干扰能力强；②编程直观、简单；③适应性好；④功能完善，接口功能强。
从20世纪20年代起，人们把各种继电器、定时器、接触器及其触点按一定的逻辑关系连接起来组成控制系统，控制各种生产机械，这就是大家熟悉的传统控制系统。
电热炉温度控制系统的设计
电热炉温度控制系统的设计一、引言电热炉是在电能的作用下将电能转化为热能的一种热源设备。
电热炉的主要作用是把电能转化为热能，用于加热介质或加温设备，广泛应用于电子、电气、机械、化工等各个领域。
为了保证电热炉正常运行，需要对其温度进行控制，以避免过温或过冷，影响电热炉的正常工作。
电热炉控制系统的设计目的是实现对电热炉温度的控制和调节，及时反馈温度变化并进行调整，保证电热炉的正常运行。
其基本原理是根据电热炉温度变化的反馈信号，通过电路调整加热功率，控制电热炉的加热与降温，以达到预设温度的目的。
电热炉的温度控制系统主要由温度传感器、比例放大器、输出控制器、执行器、电源等组成。
其中，温度传感器用于检测电热炉内部的温度，将温度信号转换为电信号，并输出给比例放大器。
比例放大器将检测到的温度信号放大并通过输出控制器输出一个带有占空比的脉冲信号。
输出控制器通过分析带有占空比的脉冲信号，控制负载执行器的工作，实现对电热炉温度的调节。
电热炉温度控制系统的设计流程包括需求分析、系统方案设计、系统硬件设计、系统软件设计和实验测试等几个阶段。
1. 需求分析需求分析阶段主要是明确系统的功能要求和性能指标，制定系统设计方案。
根据电热炉的加热特性和控制要求，可设置设备温度范围、温度控制点、温度精度、升温/降温速率等指标，以便为系统的硬件设计和软件设计提供依据。
2. 系统方案设计在系统方案设计阶段，应该对系统设计进行整体规划，明确系统所需硬件和软件的配置。
具体的设计内容包括硬件结构选择、传感器选型、控制器选型、温度控制算法选择等方案设计，最终确定方案。
根据系统方案设计，确定相关硬件的型号、规格和数量等，设计出电热炉温度控制器的电路原理图和PCB板。
硬件设计应重点考虑信号传输的稳定性和精度以及控制器的稳定性和可靠性，提高系统的性能和稳定性。
在系统软件设计阶段，需要完成控制器的程序设计、参数调整和运行测试等工作。
具体工作包括系统软件的设计、参数设置、程序调试和测试，通过实验测试对电热炉的温度控制系统进行评估，确保系统的正确性和稳定性。
加热炉温度串级控制系统设计
加热炉温度串级控制系统设计引言：加热炉是工业生产中常用的设备之一，用于加热物体到目标温度。
为了确保加热炉的温度能够稳定地达到所需温度并且尽量减小温度误差，本文将就一种串级控制系统的设计进行阐述。
串式控制系统使用了两组控制器，一个主控制器 (Master Controller) 和一个从控制器 (Slave Controller)，通过对系统的不同层次进行控制，实现了温度的快速、准确地调节。
本文将针对主控制器和从控制器的设计进行详细说明。
一、主控制器设计：主控制器的作用是通过对从控制器的输出进行调节，以实现加热炉温度的稳定。
主控制器采用PID控制算法，其中P代表比例控制，I代表积分控制，D代表微分控制。
PID控制算法充分考虑了温度调节系统的动态和静态特性，并能够在不同的工作条件下自动调整参数，以保证系统的稳定性和快速响应。
在主控制器设计中，首先需要确定温度传感器的位置，将温度传感器安装在加热炉的合适位置，以获取准确的温度信息。
接下来，需要对主控制器的参数进行设置。
主控制器的参数设置对系统的稳定性和响应时间有着重要影响。
在设置主控制器的参数时，可以采用经验法或者试探法。
经验法是根据历史数据和经验对主控制器参数进行初始化，然后通过不断实际运行和调节参数，直到系统达到理想状态。
试探法则是在实际运行过程中，逐步调节参数，观察系统响应并作出相应调整。
两种方法都可以达到主控制器参数的最优化，但试探法的调试过程可能会相对较长。
二、从控制器设计：从控制器的作用是根据主控制器的输出对加热炉的加热功率进行调节。
从控制器也采用PID控制算法来实现。
从控制器的设计需要考虑如下因素：1.从控制器对主控制器的输出进行调节，以实现稳定的加热功率控制。
根据实际需要和经验，设置从控制器的参数，使得从控制器能够快速、准确地响应主控制器的输出。
2. 考虑到加热炉的动态特性，可以利用先进的控制算法，如模型预测控制 (Model Predictive Control)等，将从控制器的参数调整为非线性和时变的。
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 学 生 专 业 班级 自动化1142 指 导 教 师 姓名 李文彦 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。 --
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
的 ＰＤ算法计算 出控 制量 ， Ｉ 继而控 制可控 硅 的导 通角来 改
变 电 流 大小 ， 实现 炉膛 温 度 和盐 浴 温 度 的 控 制 。 此 外 ， 以 可 以 通 过液 晶显 示 器 显 示 温 度 ， 通 过报 警 电 路 报 警 ， 钟 电 并 时 路起 到 了根 据 要 求 准 确计 时 的功 能 。
度控制系统的控制精度较低， 温度过冲现象较严重。该 系统 提 高了温度控制精度 ， 使得最终的加热温度保持在小 范围波
动 ， 制 质 量 大 大提 高 。 控 此外 ， 浴 的升 温过 程 需 要遵 循 一 定 的加 热 曲 线 ， 得 盐 使 加 热 过程 便 于 控 制 和调 整 ， 高加 热 效 率 和精 度 。控 制 系 统 提
关键 词 ： 自动 化 ； 温度 控 制 ； 片 机 ； 浴 单 盐 中 图分 类 号 ： Ｇ１５ １ Ｔ ５． 文 献标 识 码 ： Ａ
０ 引 言
随着科学技术 的快速发展 ， 各个领域对温度控制系统 的 自动化 、 稳定性等有 了更 高的要 求 ， 控制 系统逐 渐多样 化 。
在 热 处理 中 ， 盐浴 炉 是 对 金 属 进 行 加 工 的重 要 设 备 ， 温 度 其 控 制 的调 节 多 采用 模 拟 、 字仪 表 等 方式 ｌ 。在 各 种 盐 浴 炉 数 ＿ １ ］
由 于外 热 式坩 埚 盐 浴 炉 的 大 滞 后 性 ， 线 性 ， 统 的 温 非 传
择温度信号 ， 两路温度信号分 时选通输入到热电偶数字转化
器 ＭＡＸ ６ ５ ６ ７ 后转化成数字 信号并 输人单 片机 中。单 片机
进 行 数 据 处理 后 ， 温 度 与 相 应 的 设 定 温 度 比较 ， 过 设定 将到设定 温度时 ， 热 加 功率 减 小 ， 膛 温度 降 低 ， 浴温 度 不 过 冲， 证 控 制精 炉 盐 保
度 。
双热电偶外热式坩埚盐浴 炉温度 自动控制 系统的主要
技术 参 数 有 ： 温度 控 制 范 同 ：一 １Ｏ ￣ 控 制 精 度 ： ３ ；超 Ｏ ２Ｏ Ｃ， ± Ｋ，
标 准 ， 过 上 位 机 控 制下 位 机 进 行 现场 温度 采 集 。 通 下位 机 是 以单 片 机 Ａ ８ Ｃ ２为 核 心 的 系 统 ， 系 统 选 Ｔ ９５ 该
电路设计简单等优点 ， 并用软件编程 的方式来取代传统庞大
的 ＰＤ调 节 电路 ［ Ｉ 。
用 Ｋ型 热 电偶 为传 感 器 ， 采 用 高 精 度 的 数 字 转 换 器 并
１ 温 度 控 制 要 求
针 对 外 热 式 坩埚 盐 浴 炉 ， 设 计 双 热 电偶 温 度 自动 控 制 在 系统 的时 候 ， 先 要 考虑 需 要 达 到 的 控 制要 求 。 首
ＭＡ ６ ５ Ｘ６７ 来代替传统的温度检测 电路 。本 系统 由以下部分 组成 ： 电源以及看 门狗电路 ， 键盘显示 以及报警电路 ， 温度检
２１ 年 ・ ２ ０１ 第 期
技术与研究
中国材料科技与设备 （ 双月刊）
双 热 电偶 外 热 式 坩 埚 盐 浴 炉 温 度 自动 控 制 系统 设 计
王华 昌 ， 莹 ， 鹏 张 屈
（ 武汉理工大学材料 科学 与工程学院 ， 湖北 武汉 ４０７） ３０ ０
摘要： 本文提 出井设计 了一种针对外热式坩埚 盐浴炉的温度 自动控制 系统 ， 传统半 自动温控 系统 的基础上 ， 用单 片 在 利
测 电路 ， 温度 控 制 电路 ， 口通 讯 电 路 ， 钟 电路 。系 统 的 硬 串 时 件 电路 简 单 ， 制 精 度 高 。其 硬 件 原 理 图如 图 ｌ 示 。 控 所
１ １炉 膛 温度 控 制 要 求 ．
炉 膛 在加 热 时 ， 了避 免 加热 温度 过 高 ， 坏 加 热 元 件 ， 为 烧
必须将温度 控制在一定 范围内。当炉膛 的温度 等于或者 高
于 加 热 元件 所 能 承 受 的最 高 温 度 时 ， 片 机 发 出指 令 ， 小 单 减 电流 ， 炉膛 保 温 。另 外 ， 对 在保 证 炉 膛 温 度 不 至 于 过 高 的 基
图 １ 硬 件 原 理 图
Ｆ ｇ １ Ｓ ｈ ｍａ ｉ ｄ ａ ｒ ｍ ｆｈ ｒ ｗａ ｅ ｉ ． ｃ ｅ ｔ ｉｇ ａ ｏ ａ ｄ ｒ ｃ
调量 ： ｌ 。 ＜ ％
中， 双热电偶 外热式坩埚盐高一 。当 前， 大多数盐浴炉温度控制 系统 没有实现完全 的 自动化 ， 主 要表现为 ： 能耗 高， 温精度 低 ， 温和 盐浴温 度波 动幅 度 控 炉 大， 噪声大 ， 需要人为控 制， 因此温度 控制系统有 待改善＿ 。 ３ ］ 本文针对外热式坩埚盐浴炉 提出一种双热 电偶 温度 自动控
机 ＡＴ ９ ５ ８Ｃ ２作 为核 心元 件 ， 并采 用 高精 度 的数 字转 换 器 ＭＡ ６ ５来 简 化 电路 ， Ｘ６ ７ 实现 了温 度 的 自动 化 控 制 。 本 文 分 析 了该 系统硬 件 结构 ， 建 了软 件 流程 图 。该 系统 自动 化 水 平 高 ， 有 一 定 的推 广 价 值 。 构 具
制 系 统 ， 用 单 片机 进 行 温 度 控 制 ， 有 精 度 高 、 后 性 小 ， 采 具 滞
２ 整 体 设 计 及 系 统 原 理
本 设 计 运 用 主从 分 布 式 思 想 ， 由一 台上 位 机 （ Ｃ微 型 计 Ｐ
算机） 下位机 （ ， 单片机） 进行温度数据采集 ， 组成两级分布式 温度测量的巡 回检测系统 。该 系统 采用 Ｒ －２ ２串行通 讯 Ｓ ３
础上 ， 同时要尽可能的提高加热速率 ， 减少加热升温的时间 ， 进而提高生产效率 。 ］
在该系统 中， 两个 Ｋ型热 电偶分 别测量 炉膛实 际温度
和盐 浴 实 际 温 度 ， 转 化 为模 拟 信 号 ， 并 由单 片 机 ＡＴ ９ ５ 选 ８Ｃ ２
１２盐 浴 温度 控 制 要 求 ．