1、電加熱爐溫度控制 系統(tǒng)設(shè)計(jì)2020年4月19日文檔僅供參考電加熱爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（發(fā)布日期：-6-10 ）電加熱爐隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)水平的提高，已經(jīng) 在冶金、化工、機(jī)械等各類工業(yè)控制中得到了廣泛應(yīng)用，而且在 國民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位。對(duì)于這樣一個(gè)具有非線性、大 滯后、大慣性、時(shí)變性、升溫單向性等特點(diǎn)的控制對(duì)象，很難用 數(shù)學(xué)方法建立精確的數(shù)學(xué)模型，因此用傳統(tǒng)的控制理論和方法很 難達(dá)到好的控制效果。單片機(jī)以其高可靠性、高性能價(jià)格比、控 制方便簡單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制系統(tǒng)、智能化儀器儀 表等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。采用單片機(jī)進(jìn)行爐溫控制，能夠提 高控制質(zhì)量和自動(dòng)化水平。1 前言

2、在人類的生活環(huán)境中，溫度扮演著極其重要的角色。溫度是 工業(yè)生產(chǎn)中常見的工藝參數(shù)之一，任何物理變化和化學(xué)反應(yīng)過程 都與溫度密切相關(guān)，因此溫度控制是生產(chǎn)自動(dòng)化的重要任務(wù)。對(duì) 于不同生產(chǎn)情況和工藝要求下的溫度控制，所采用的加熱方式，2020年4月19日文檔僅供參考燃料，控制方案也有所不同。無論你生活在哪里，從事什么工作，無時(shí)無刻不在與溫度打著交道。自18世紀(jì)工業(yè)革命以來，工業(yè)發(fā)展對(duì)是否能掌握溫度有著絕正確聯(lián)系。在冶金、鋼鐵、石化、水泥、玻璃、醫(yī)藥等等行業(yè)，能夠說幾乎80%勺工業(yè)部門都不得不考慮著溫度的因素。在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中，電流、電壓、溫度、壓力、流量、 流速和開關(guān)量都是常見的主要被控參數(shù)。例如

3、：在冶金工業(yè)、化 工生產(chǎn)、電力工程、造紙行業(yè)、機(jī)械制造和食品加工等諸多領(lǐng)域 中，人們都需要對(duì)各類加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中的溫 度進(jìn)行檢測和控制。從市場角度看1,如果中國的大中型企業(yè)將溫度控制系統(tǒng)引入生產(chǎn)，能夠降低消耗，控制成本，從而提高生產(chǎn)效率。嵌入式溫度控制系統(tǒng)符合國家提出的“節(jié)能減排”的要求，符合國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展政策，具有十分廣闊的市場前景?，F(xiàn)今，應(yīng)用比較成熟的 如電力 脫硫設(shè)備中，主控制器在主蒸汽溫度控制系統(tǒng)中的應(yīng)用， 已經(jīng)達(dá)到了世界前進(jìn)水平。如今，在微電子行業(yè)中。溫度控制系統(tǒng)也越來越重要，如單晶爐、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的控制。因此。溫度控制系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)前景非常廣泛，中國的高新精尖行業(yè)研究其應(yīng)用

4、的 意義更是更加重大。單片微型計(jì)算機(jī)(single chip microcomputer )被稱為單片 機(jī)2,它是各類專用控制器而設(shè)計(jì)的通用或?qū)Ｓ梦⑿陀?jì)算機(jī)系2020年4月19日文檔僅供參考統(tǒng)，高密度集成了普通微機(jī)的微處理器、一定容量的RAMffi ROM以及輸入/輸出接口，定時(shí)器等電路于一塊芯片上構(gòu)成的。單片微型計(jì)算機(jī)是隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展而誕生的，由于它具有體積小、功能強(qiáng)、性價(jià)比高等特點(diǎn)，因此廣泛應(yīng) 用于電子儀表、家用電器、節(jié)能裝置、軍事裝置、機(jī)器人、工業(yè) 控制等諸多領(lǐng)域，使產(chǎn)品小型化、智能化，既提高了產(chǎn)品的功能 和質(zhì)量，又降低了成本，簡化了設(shè)計(jì)。采用MCS-51單片機(jī)來對(duì)溫度進(jìn)

5、行控制，不但具有控制方便、 組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且能夠大幅度提高被控溫度的技 術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。因此，單片機(jī)對(duì) 溫度的控制問題是一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)遇到的問題。2爐溫控制系統(tǒng)的背景與研究現(xiàn)狀隨著新技術(shù)的不斷開發(fā)與應(yīng)用，近年來單片機(jī)發(fā)展十分迅 速，一個(gè)以微機(jī)應(yīng)用為主的新技術(shù)革命浪潮正在蓬勃興起，單片 機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到電力、冶金、化工、建材、機(jī)械、食品、石 油等各個(gè)行業(yè)。單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)的一個(gè)簡單應(yīng) 用，在冶金、化工、建材、機(jī)械、食品、石油等各類工業(yè)中，廣 泛使用于加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等。溫度是工業(yè)對(duì)象中的一個(gè)重要的被控參數(shù)。由于爐子的種類 不同，

6、因而所使用的燃料和加熱方法也不同，例如煤氣、天然2020年4月19日文檔僅供參考?xì)?、油、電等；由于工藝不同，所需要的溫度高低不同，因而所?用的測溫元件和測溫方法也不同；產(chǎn)品工藝不同，控制溫度的精度 也不同，因而對(duì)數(shù)據(jù)采集的精度和所采用的控制算法也不同。傳統(tǒng)的溫度采集方法不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力 陰，而且精度差，單片機(jī) 的出現(xiàn)使得溫度的采集和數(shù)據(jù)處理問題能夠得到很好的解決。不 但如此，傳統(tǒng)的控制方式不能滿足高精度，高速度的控制要求， 如溫度控制表溫度接觸器，其主要缺點(diǎn)是溫度波動(dòng)范圍大，由于 它主要經(jīng)過控制接觸器的通斷時(shí)間比例來達(dá)到改變加熱功率的目 的，受儀表本身誤差和交流接觸器的壽命限制，通斷頻率很低。 近幾年來快速發(fā)展了多種先進(jìn)的溫度控制方式，如：PID控制，模糊控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及遺傳算法控制等。這些控制技術(shù)大大的提 高了控制精度，不但使控制變得簡便，而且使產(chǎn)品的質(zhì)量更好， 降低了產(chǎn)品的成本，提高了生產(chǎn)效率。隨著單片微型計(jì)算機(jī)的功 能不斷的增強(qiáng)，為先進(jìn)的控制算法提供的載體，許多高性能的新 型機(jī)種應(yīng)運(yùn)而生。國內(nèi)外溫度控制系統(tǒng)發(fā)展迅速3,并在智能化、自適應(yīng)、參 數(shù)自整定等方面取得成果。當(dāng)前社會(huì)上溫度控制大多采用智能調(diào)節(jié)器，國產(chǎn)調(diào)節(jié)器分辨率和精度較