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《基于數字pid的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、成績評定表學生姓名班級學號專業(yè)自動化課程設計題目基于數字PID的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計評語組長簽字：成績日期年月日課程設計任務書學院信息科學與工程學院專業(yè)自動化學生姓名班級學號課程設計題目基于數字PID的電阻爐溫度控制系統(tǒng)設計實踐教學要求與任務:1）構成電阻爐溫度控制系統(tǒng)2）數字PID設計3）繪制原理圖4）仿真或實驗調試5）撰寫實驗報告工作計劃與進度安排:1）第1-2天，查閱文獻，構成電阻爐溫度控制系統(tǒng)2）第3-4天，數字PID設計3）第5-6天，繪制原理圖4）第7-9天，仿真或實驗調試5）第10天，撰寫實驗報告指導教師：201年月日專業(yè)負責人：201年月日學院教學副院長：201年月日摘
2、要在工業(yè)生產過程中，往往需要對各類加熱爐、熱處理爐、反應爐的溫度進行檢測和調節(jié)，因此需要一種合適的系統(tǒng)對其溫度進行精確控制，由于單片機具有低功耗、高性能、可靠性好、易于產品化等特點，因此采用單片機對溫度進行控制不僅節(jié)約成本，控制方法靈活多樣，并且可以達到較高的控制精度，從而能夠大大提高產品的質量，因此單片機被廣泛應用在中小型控制系統(tǒng)中。本論文以電阻爐為研究對象，開發(fā)了基于單片機的溫度控制系統(tǒng)。本溫度控制系統(tǒng)按功能分主要包括溫度傳感器模塊、數據處理模塊、溫度顯示/設定模塊和溫度控制模塊。溫度傳感器采用了數字式溫度傳感器DS18B20，對溫度進行實時采樣并將模擬信號轉換成數字信號返回給單片機
3、。系統(tǒng)可通過鍵盤對電阻爐水溫進行預設，單片機根據當前爐內溫度和預設溫度進行運算，控制輸出寬度可調的PWM方波，并由此控制雙向可控硅的導通和關斷來調節(jié)電熱絲的加熱功率，從而使水溫迅速達到預設值并保持恒定不變。設計過程中，首先進行軟件設計和開發(fā)，使系統(tǒng)功能模塊化并分別通過Proteus軟件進行仿真，實現(xiàn)功能后對硬件進行了綜合設計，并且反復論證、測試各器件參數以使其穩(wěn)定運行，最終使得此系統(tǒng)實現(xiàn)了溫度的恒溫控制。關鍵詞：單片機；溫度傳感器；可控硅；溫度控制目錄1緒論11.1簡介11.2課題研究的內容及要求21.3設計方案32電阻爐溫度控制系統(tǒng)工作原理42.1溫度控制總體設計方案42.2溫度傳感器
4、模塊52.2.1DS18B20基本知識52.2.2DS18B20產品的特點62.2.3DS18B20的引腳介紹62.2.4溫度采集模塊電路圖82.3數據處理模塊82.3.1單片機的發(fā)展方向82.3.2STC89C52系列主要性能參數92.4溫度顯示模塊/設定模塊102.4.1溫度顯示部分112.4.2溫度設定部分122.4.3溫度顯示/設定模塊電路圖122.5溫度控制模塊132.5.1可控硅BTA16132.5.2光電偶合器MOC3021162.5.3溫度控制模塊電路圖173系統(tǒng)軟件設計193.1系統(tǒng)主程序203.2溫度采集子程序213.3顯示子程序213.4溫度設定子程序223.5控制
5、算法224溫度控制系統(tǒng)Proteus仿真234.1仿真說明234.2仿真結果23參考文獻261緒論1.1簡介現(xiàn)在生活中，及時準確地得到溫度信息并對其進行適時的控制，在許多工業(yè)場合中都是重要的環(huán)節(jié).水溫的變化影響各種系統(tǒng)的自動運作，例如冶金、機械、食品、化工各類工業(yè)中，廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應爐等，對工件的水處理溫度要求嚴格控制。對于不同控制系統(tǒng)，其適宜的水質溫度總是在一個范圍。超過這個范圍，系統(tǒng)或許會停止運行或遭受破壞，所以我們必須能實時獲取水溫變化。對于，超過適宜范圍的溫度能夠報警。同時，我們也希望在適宜溫度范圍內可以由檢測人員根據實際情況加以改變。單片機對溫度的控制是工業(yè)
6、生產中經常使用的控制方法。從1976年Intel公司推出第一批單片機以來，80年代單片機技術進入快速發(fā)展時期，近年來，隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，單片機繼續(xù)朝快速、高性能方向發(fā)展。單片機主要用于控制，它的應用領域遍及各行各業(yè)，大到航天飛機，小至日常生活中的冰箱、彩電，單片機都可以大顯其能。單片機將微處理器、存儲器、定時/計數器、I/O接口電路等集成在一個芯片上的大規(guī)模集成電路，本身即是一個小型化的微機系統(tǒng)。單片機技術與傳感與測量技術、信號與系統(tǒng)分析技術、電路設計技術、可編程邏輯應用技術、微機接口技術、數據庫技術以及數據結構、計算機操作系統(tǒng)、匯編語言程序設計、高級語言程序設計、軟件工程、數據
7、網絡通信、數字信號處理、自動控制、誤差分析、儀器儀表結構設計和制造工藝等的結合，使得單片機的應用非常廣泛。同時，單片機具有較強的管理功能。采用單片機對整個測量電路進行管理和控制，使得整個系統(tǒng)智能化、功耗低、使用電子元件較少、內部配線少、成本低，制造、安裝、調試及維修方便。隨著電視監(jiān)視器材、計算機技術的日益發(fā)展，圖形監(jiān)視系統(tǒng)在電視系統(tǒng)或監(jiān)控場所得到了廣泛地應用25。用圖形來實時顯示被控對象（攝像機、終端設備等）在操作過程中的狀態(tài)，具有
