AT89C51单片机的电炉炉温控制系统设计+电路图+程序(2)

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因此，炉温控制系统的研究无论是对我们的日常生活还是工农业生产都至关重要。本设计采用单片机作为核心控制元件，具有可靠性高、性能高、操作简单、控制灵活等优点，在众多领域得到广泛应用。利用单片机为操控核心的炉温控制，可以明显地从根本上提升被控量的产品质量，同时自动化水平也会大大进步。

在现代的传统控制系统中，主要由两部分组成：测量电路和控制电路。但是相较于本次设计系统来讲，传统控制系统所具有的功能偏少，结构也相对较为复杂。计算机技术的迅猛进步带动了传统的控制系统的进步，也逐渐从根本上发生了变革。就是以微机为中心，代替传统的电子线路，从而发展成为新一代的微机化控制系统。把计算机技术引入到控制系统中去，不仅能够解决很多传统控制中不能够解决的问题，同时能够简化电路结构，提高控制的精度，提升可靠性，增强自动化，智能化水平，减短研发的周期，降低成本，便于日后系统的升级与维护，提高可靠性，等等诸多方面。因此，在现代很多的工艺生产中，尤其是高精度，高性能需求比较高的产业，控制系统都会选用计算机技术。

1.2温度技术控制的发展

(1). 基于智能数字的PID 算法的温度控制系统

现代工业生产中，温度是一个非常重要的参数，它直接关系到产品的质量，所以应当建立起一套完善可靠性高的供水温控系统来保证日常生产的稳定。在恒温供水系统中，我们通过设置一个恒温水箱来对生产对象进行水循环，保证控制对象的温度稳定在规定要求内。确定水箱的温度保持不变，进而实现操控被控对象的温度的目标。

(2). 基于PLC的控制系统文献综述

可编程控制器的输入和输出在物理上是相互隔离的，它们的联系是通过运行存储和其内存中的程序来达到的。它的输入与输出是靠信息过程，用软逻辑联系在一起。同时，PLC适用于多种场合，尤其可靠性很高，因为其内部电路使用的是抗干扰技术，而且PLC的内部编程也相对简单。通过可编程控制器和网络双方面对电炉的温度进行控制，这样的方式能够实现温度操控自动化的目标，利用PC和触摸屏来实现操作。通过改变交流调压器的触发时间，实现改变控制电压，形成优良的控制量输出来控制炉温，远距离操作的目的。

(3). 基于单片机的温度控制系统

单片机是一种集成电路芯片，选用极大规模集成电路技术将中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、I/O、中断系统和定时计数器等功能集合在一起的微机系统[1]，在使用过程中，加外接电源以及晶振就可以操控数字信息进行相应的处理。因此，单片机广泛应用于现代工艺控制中，单片机以其可靠性高，较高的性价比，控制起来方便简单，灵活性又大等优点，在诸多领域颇受欢迎。温度控制采用单片机的话，就可以提高控制对象的质量，提高自动化水平。[2]

2 硬件系统的设计方案

本设计的设计要求是用51系列单片机对电锅炉的温度采取控制，使锅炉内部的温度保持在固定的数值上。同时设计目标为额定功率2000W，最高温度控制在800℃，温度误差在正负4℃，同时具备键盘，可以自行写入温度值，然后通过led显示出温度。基于上述要求，提出方案。

工作原理是：单片机的温度控制系统主要由单片机控制器、晶闸管输出部分、热电偶传感器、温度变送器和对象组成。电炉温度T经过检测和转变，成为电信号，再与初始设定温度值比较，然后计算温度变化率de/dt和温度差e，再经过复杂的智能控制算法计算推理求得控制量u，再通过控制可控硅的输出部分，改变电炉的输出功率，使炉温达到指定温度。原理图如下图2.1：