电阻炉温度控制系统设计[毕业论文]

机电毕业论文：电阻炉温度控制系统设计含毕业论文

电阻炉温度控制系统设计[毕业论文]

摘要：

本设计采用直接数字控制（DDC）对加热炉进行控制，使其温度稳定在在某一个值上。并且具有键盘输入温度给定值，LED数码管显示温度值和温度达到极限时提醒操作人员注意的功能。

目 录

摘要………………………………………………………………………………………....1
一．概述………………………………………………………………………………………....1
二．温度控制系统组成框图…………………………………………………………………....1
三．温度控制系统结构图及总述……………………………………………………………....1
四．温度控制系统硬件与其详细功能介绍…………………………………………………….2
1．微型计算机的选择………………………………………………………………………2
2．SCR触发回路和主回路…………………………………………………………………2
3．热电偶的选择………………………………………………………………………3
4．4~20mA变送器XTR101………………………………………………………………….3
5．I/V转换器RCV420………………………………………………………………………3
6．A/D转换器ADC0809…………………………………………………………………….4
7. 定时计数器8253……………………………………………………………………….4
8. LED数码管驱动芯片ICM7218A…………………………………………………………5
9. 可编程并行I/O接口芯片82C55A…………………………………………………….5
10. 硬件地址分配列表……………………………………………………………………6
五．温度控制系统软件设计……………………………………………………………………6
1.温度控制系统软件结构图……………………………………………………………..6
2.总体流程图……………………………………………………………………………….7
3.模块程序流程图…………………………………………………………………………..8
数字滤波…………………………………………………………………………………8
工程量变换程序模块……………………………………………………………………8
温度非线性转换程序模块……………………………………………………………...9
4. 源程序………………………………………………………………………………….10
六．实验室模拟结果………………………………………………………………………….20
1. 数字控制器计算…………………………………………………………………….20
2. 模拟台硬件连接图…………………………………………………………………..20
3. 实验室模拟结果…………………………………………………………………...20
七．芯片资料………………………………………………………………………………….21
1. 8086CPU………………………………………………………………………………21
2. 定时计数器8253…………………………………………………………………….22
3. 可编程并行I/O接口芯片82C55A………………………………………………….23
4. LED数码管驱动芯片ICM7218A…………………………………………………..24
5. 4~20mA变送器XTR101……………………………………………………………24
6. I/V转换器RCV420…………………………………………………………………25
7. A/D转换器ADC0809……………………………………………………………….25
8. OC门74LS06………………………………………………………………………..26
八．设计总结与扩展…………………………………………………………………………..27
1. 总结…………………………………………………………………………………..27
2. 扩展………………………………………………………………………………….27
针对测量点的单一化……………………………………………………………….28
针对显示的单一化………………………………………………………………….28
针对SCR的保护…………………………………………………………………….28
针对控制方案的粗糙性…………………………………………………………….28
针对系统正常工作的可靠性……………………………………………………….28
九. 参考资料………………………………………………………………………………….28
十．详细电路原理图

一． 概述

温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。例如冶金、机械、食品、化工等各类工业生产中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等；燃料有煤气、天然气、油、电等；控制方案有直接数字控制（DDC），推断控制，预测控制，模糊控制（Fuzzy），专家控制(Expert Control)，鲁棒控制（Robust Control），推理控制等。

本设计的控制对象为一电加热炉，输入为加在电阻丝两断的电压，输出为电加热炉内的温度。输入和输出的传递函数为：G(s)=2/(s(s+1))。控温范围为100~500℃，所采用的控制方案为直接数字控制（DDC）中的最少拍控制。

二．温度控制系统的组成框图

采用典型的反馈式温度控制系统，组成部分见下图。其中数字控制器的功能由微型机算机实现。