加热炉的智能温控仪表设计

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1、加热炉的智能温控仪表设计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。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。近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动温度控

2、制检测的日新月异。在自动控制和实时检测的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个主要部件来使用。我们设计的内容为加热炉的智能温控仪表设计。本设计介绍了采用STC89C51芯片、A/D转换、LCD显示技术以及AD590温度传感器等组成的智能电加热炉定时控制系统的设计方法和工作原理。该设计给出了单片机测量温度的基本电路，分析了测量算法，给出了软件流程图，并汇出了部分汇编的原程序。噪音小，电路简单可靠，使用效果非常好。传感器将模拟信号输送给芯片ADC0809，进行A/D转换把模拟信号转换成为数字信号,能一目了然被测物体温度的LED数码显示温度计。在当今重视环境和提高人民

3、生活水平的氛围下，温度的准确测量影响着人们的生活和生产，准确快速的测出物体温度然后对温度进行有效的控制是必要的，所以对定时控制的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。关键字：智能仪表；加热炉；温度控制系统；单片机目录第1章绪论31.1加热炉的智能温控仪表设计系统的目的和意义31.2国内外研究现状31.3研究内容及创新41.4本章小结4第2章加热炉的智能温控仪表设计硬件选择52.1设计理念与思路52.2功能及技术指标5比例控制6晶闸管移相驱动62.3选择温度传感器72.4选择A/D转换器102.5选择单片机122.5.1核心部件单片机的选择122.5.2STC89

4、C51系列基本组成及特性142.5.2.1主要特性152.5.2.2管脚说明162.5.2.3振荡器特性172.5.2.4芯片擦除172.6键盘电路172.7输出负载电路182.8安全报警电路192.9显示电路192.10振荡器的特性192.11本章小结19第3章加热炉的智能温控仪表软件选择与设计193.1主程序介绍203.224小时计时213.3模拟信号的A/D转换以及数据采集233.4中断处理和键盘防抖243.5LED数码管显示程序263.6本章小结28第4章小结与体会28参考文献29附录：系统总图30程序清单31第1章绪论1.1加热炉的智能温控仪表设计系统

5、的目的和意义加热炉在冶金、化工等工业生产过程中广泛地使用，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。热处理加热炉是一种能改善金属材料及其制品(如机器零件、工具等)性能的工艺。本设计介绍了智能电加热炉定时控制系统的计算机控制过程。实现了全数字化的控制。系统具有实时显示温度，超限报警，在指定的时间内进行智能温度控制。根据加热炉温度控制过程的特点和要求研制了具有定时控制和温度智能控制的微型计算机炉温控制系统，编制了基于单片机平台的控制程序。系统能按照输入的控制时间、温度自动实现炉温状态的长期实时准确的智能控制,系统由STC89C5151

6、单片机，LED数码显示管，ADC0809模数转换器，AD590温度传感器，独立式键盘，故障声光报警等电路组成。系统具有结构先进合理、控制精度高、抗干扰能力强、功能完善、通用性好、价格低，调试和使用方便、控制方案合理、稳态精度高、超调小、结构简单等特点。由于现代工艺越来越多的需要对实时温度进行监测和控制，而且需要的精度越来越高。所以温度控制系统国内外许多有关人员的重视，得到了十分广泛的应用。温度控制系统发展迅速，而且成果显著。温度控制系统是利用下位机设置温度上下限，和实时温度的采集，传输到上位机。以达到对温度的比较、控制。本设计用MCS51单片机为主要硬件，并设计

7、了相应的复位电路，振荡器和时钟电路。为实现设计目的此设计还设计了包括温度采集，温度显示，系统控制，串口通信等外围电路。而且对所设计电路给出了相应的软件设计，包括定时器初始化，串行口初始化和数据传输等程序。以简单说明了温度控制系统的工作原理。随着单片机技术的迅猛发展,用单片机来作实时处理已成为当今和未来技术发展的一个新热点。由于工业过程控制的需要,温度控制器的应用也十分广泛。如何设计出控制精度高、满足生产高质量要求的温度控制器已成为目前的研究热点之一。本文以常规电阻工业加热炉为背景,设计了一个基于AT89C51单片机的多回路温度控制器。由于温度控制系统为纯滞后系统

8、,纯滞后会引起系统的不稳