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(基于pid控制的淬火炉炉温控制系统的设计与开发) (基于pid控制的淬火炉炉温控制系统的设计与开发)

格式:word 上传:2022-06-25 13:40:40

《(基于pid控制的淬火炉炉温控制系统的设计与开发)》修改意见稿

1、“.....是否有键按下设定温度是否大于实际温度不加热计算差值控制输出转换加热,温度由差值决定改变设定温度并显示,将温度转换为电压值是是否否开始图主程序流程图中断程序流程图主程序首先进行初始化,包括口定时器中断系统的初始化,然后等待定时器中断。在定时器中断服务子程序中,先判断到否,若未满,则返回若到,则进行系列操作检测键盘设定值检测温度并进行标度变换,刷新显示温度,输出温度控制,并根据温度检测值是否超限而报警等。系统程序结构属中断方式,系统功能均在中断服务子程序中完成,完成次。根据总体结构,可将程序划分为几个功能模块温度设定输入温度检测温度值标度变换温度显示算法温度控制报警。中断程序流程图如图所示参考文献赵建领单片机开发与应用技术详解北京电子工业出版社,熊静琪计算机控制技术北京电子工业出版社,高金源计算机控制技术北京北京航空航天大学出版社......”

2、“.....沙占友单片机应用技术与实例北京电子工业出版社,楼然苗单片机课程设计指导北京北京航空航天大学出版社,负载张毅刚等,单片机应用设计,哈工大出版社,年第版马忠梅等,单片机的语言应用程序设计,北京航空航天大学出版社,李广弟等单片机基础北京航空航天出版社,肖洪兵跟我学用单片机北京北京航空航天大学出版社,附录系统总原理图框图工作原理淬火炉的温度由温度传感器获得,经转换模块转换后送给单片机,然后经相应的显示电路显示出来。工作人员根据工序所需温度然后通过键盘把相应的指令送入单片机,经过光耦驱动电路和可控硅控制器的控制使淬火炉的温度满足工序的需要。报警电路则是在淬火炉温度低于或高于的时候发出报警信号。硬件电路设计微控制器是种带字节可编程可擦除的高性能位微处理器,俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除次......”

3、“.....与工业标准的指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能位和闪烁存储器组合在单个芯片中,的是种高效微控制器。单片机为很多嵌入式控制系统提供了种灵活性高且价格低廉的方案。转换模块系统中的转换模块的功能主要是由来实现的,是位逐次逼近型的转换芯片,片内有数据输出寄存器并有三态输出的控制逻辑。其运算方式灵活,可进行位转换,也可进行位转换,转换结果可直接位输出,也可先输出高位,后输出低位。片内有时钟电路,无需外部时钟。温度测量电路本系统采用热电偶来采集温度,热电偶是种感温元件,它把温度信号转换成热电动势信号,通过电气仪表转换成被测介质的温度。热电偶测温的基本原理是两种不同成份的均质导体多时,通常将键盘排列成行列矩阵形式。本系统允许用户根据需要随时改变系统的工作状态和控制参数,为此设置了位显示和相应的操作键盘,并由专用控制芯片实现与的接口。采用后......”

4、“.....同时也减少了软件工作量。接口电路图如图所示。其工作原理用行列扩展个键盘。条行线分别接到的,条列线接的输出端。假设为低电平,为高电平,若这列有键按下,则该行被拉为低电平。因此,如果列扫描信号为低电平,这列中有行输入到为低电平,则可以知道该行和列交叉的键被按下。当然,这些工作是由自动扫描来完成的,不需要的干涉。报警电路在系统中设计报警电路是很重要的,在本系统中检测的温度信号高于或低于测温范围时发出警告信号,保证性能好结构简单适用,所以选择鸣音报警。本系统中分别设计了断点报警信号和恒温完成报警信号,均采用扬声器加指示灯的方法来进行报警,其电路如图所示。若出现断偶故障,则输入由低变高,红色指示灯亮,同时扬声器发出声音。若恒温时间到,则输入由低变高,黄色指示灯亮,同时扬声器发出声音。软件设计主程序流程图主程序流程图如图所示......”

5、“.....程序首先在液晶显示器上显示开始设定的温度和实际温度,接着直扫描键盘,如果按下次,则设定温度加,并在液晶显示器上显示出来如果按下次,则设定温度减,在液晶显示器上显示出来。将设定值温度与实际值比较,计算差值,如果实际组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势,即热电动势,这就是所谓的塞贝克效应。两种不同成份的均质导体为热电极,温度较高的端为工作端,温度较低的端为自由端,自由端通常处于个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系,制成热电偶分度表,分度表是自由端温度在时的条件下得到的,不同的热电偶具有不同的分度表。在热电偶回路中接入第三种金属材料时,只要该材料两个接点的温度相同,热电偶所产生的热电势将保持不变,即不受第三种金属接入回路中的影响。因此,在热电偶测温时,可接入测量仪表,测得热电动势后,即可知道被测介质的温度......”

6、“.....通过调节加热阻丝上的平均电压来控制加热功率,最终达到控制炉温的目的,其原理见图。是晶闸管型光电隔离器件,它只能触发小功率晶闸管。因此,本系统中通过控制双向晶闸管,再由控制主电路的双向晶闸管。将当前温度与预置温度比较,当前温度小于预置温度时,继电器闭合,接通电阻丝加热当前温度大于预置温度时,继电器断开,停止加热当二者相等时电路保持原来状态当温度降低到比预置温度低时,再重新启动加热当前温度超出报警上下限时将启动报警,并停止加热。由于淬火炉加热时,当前温度有可能低于报警下限,为防止误报,在未达到预置温度时,不允许报警,为此设置了报警允许标志位。键盘与显示电路键盘可以分为独立连接式和行列式矩阵式两类。独立式键盘是各按键相互独立地接通条输入数据线,电路简单。但是当按键较多时,要占用较多的口线。为了减少键盘与单片机接口时所占用线的数目......”

7、“.....控制对象淬火是生产过程中的道关键工序,其温度控制的精度直接影响到产品的质量,因此淬火炉的温度控制在工业生产中具有重要意义。系统功能及技术要求淬火炉温度控制通常由多个温区,本设计针对个温区进行温度控制,要求控制温度范围,控制精度在。温度探头选用热电偶。系统具体化技术指标如下淬火炉温度控制在加热过程中恒温控制,误差为实时显示系统温度,用键盘输入温度,精度为采用直接数字控制算法,要求误差小,平稳性好温度超出预置温度时发出报警。总体方案设计控制方案选择方案系统采用作为系统的微处理器。温度信号由热电偶检测后转换为电信号经过预处理放大送到转换器,转换后的数字信号再送到内部进行判断或计算。从而输出的控制信号来控制锅炉是否加热。但对于来说,其内部只有个字节的,没有程序存储器,并且系统的程序很多,要完成键盘显示等功能就必须对进行存储器扩展和口扩展,并且需要容量较大的程序存储器......”

8、“.....使系统的设计复杂化。方案二单片机是最常用的单片机,是种低损耗高性能八位微处理器。与系列的单片机在指令系统和引脚上完全兼容,而且能使系统具有许多系列产品没有的功能,功能强灵活性高而且价格低廉。可构成真正的单片机最小应用系统,缩小系统体积,增加系统的可靠性,降低了系统成本。只要程序长度小于,四个口全部提供给拥护。系统运行中需要存放的中变量较少,可不必再扩充外部。综上所述的二种方案,该设计选用方案二比较合适。数学模型的建立本设计针对个温区进行温度控制,要求控制温度范围,控制精度在。温度探头选用热电偶。输出电流信号,通过双向可控硅控制器控制加热电阻两端的电压,输入电流输出电压线性关系。其对象温控数学模型为其中,为炉温,为输入电压,为炉子的参数。这三个参数都能通过实验的方法得到。控制算法的确定调节是连续系统中技术最成熟的应用最广泛的种控制算方法。它结构灵活......”

9、“.....而且可以根据系统的要求,采用各种的变型,如控制及改进的控制等。它具有许多特点,如不需要求出数学模型控制效果好等,特别是在微机控制系统中,对于时间常数比较大的被控制对象来说,数字完全可以代替模拟调节器,应用更加灵活,使用性更强。所以该系统采用控制算法。在计算机控制系统中,控制规律的实现必须用数值逼近的方法。当采样周期相当短时,用求和代替积分,用后向差分代替微分,是模拟离散化变为差分方程。数字位置型控制算式为数字增量型控制算式为其中称为比例增益称为积分系数称为微分系数。系统组成框图及工作原理系统的硬件包括微控制器部分主机转换模块温度检测温度控制键盘与显示报警几个主要部分,系统的组成框图如图所示......”

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