智能電加熱爐定時(shí)

1、智能電加熱爐定時(shí)研究背景及研究現(xiàn)狀 以8051單片機(jī)為核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)電爐溫度的自動(dòng)控制。該控制系統(tǒng)具有硬件成本低、控溫精度較高、可靠性好、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。 溫度是工業(yè)對(duì)象中一種重要的參數(shù)，特別在冶金、化工、機(jī)械各類工業(yè)中，廣泛使用各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等。 電加熱爐是一個(gè)非線性的、時(shí)變的、分布參數(shù)的復(fù)雜被控對(duì)象。 設(shè)計(jì)依據(jù) 利用單片機(jī)技術(shù)知識(shí)完成溫度數(shù)據(jù)采集和控制電路，安全報(bào)警電路的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括硬件電路，程序，流程圖，工作原理等。 設(shè)計(jì)進(jìn)行的主要工作 加熱爐爐溫智能控制系統(tǒng)的研究是基于先進(jìn)的單片機(jī)控制技術(shù)，在低能耗下實(shí)現(xiàn)對(duì)爐溫的精確控制。本文選用單片機(jī)組成電加熱爐爐溫控制系統(tǒng)，計(jì)

2、算機(jī)定時(shí)對(duì)爐溫進(jìn)行測(cè)量，把測(cè)量的溫度信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送入到計(jì)算機(jī)，按預(yù)定的控制規(guī)律進(jìn)行判別和運(yùn)算。從而得到控制量，作為電加熱爐的觸發(fā)信號(hào),用來(lái)控制電加熱的溫度變化，以達(dá)到爐溫控制曲線的要求。溫度控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，具有重要意義。 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括溫度測(cè)量、A/D轉(zhuǎn)換、單片機(jī)系統(tǒng)、鍵盤(pán)操作系統(tǒng)、溫度顯示電路、報(bào)警電路、D/A轉(zhuǎn)換等部分。 報(bào)警電路 除了顯示電路之外，為了安全生產(chǎn)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)有報(bào)警電路，采用雙色發(fā)光二極管進(jìn)行顯示。當(dāng)Lai為高電平，而LBi為低電平時(shí)，發(fā)光二極管顯示綠色；反之，Lai為低電平，LBi為高電平時(shí)，發(fā)光二極管顯示紅色；若兩者均為高電平

3、時(shí)，顯示黃色。 為了引起操作人員注意，系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了一個(gè)聲音系統(tǒng)報(bào)警電路 。 溫度控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 該系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用模塊式結(jié)構(gòu)。主要分3部分： 第一部分為主程序； 第二部分為鍵盤(pán)中斷服務(wù)程序； 第三部分的是定時(shí)采樣及處理程序?？刂葡到y(tǒng)主程序 主程序主要進(jìn)行初始化，分配內(nèi)存單元及設(shè)置定時(shí)參數(shù)，以便為系統(tǒng)正常工作創(chuàng)造條件。 溫度控制系統(tǒng)的主程序流程圖 主程序送堆棧指針8255初始化設(shè)置內(nèi)存單元初始狀態(tài)設(shè)定時(shí)器工作方式定時(shí)器1初始化定時(shí)器0初始化開(kāi)中斷模擬主程序定時(shí)采樣服務(wù)處理中斷程序 定時(shí)采樣服務(wù)處理中斷程序即5s定時(shí)服務(wù)中斷程序。它是系統(tǒng)本身的主要部分，其主要任務(wù)是： 數(shù)據(jù)采集； 數(shù)字濾波； 標(biāo)

4、度變換； 報(bào)警處理； 顯示通道號(hào)及程序； 控制計(jì)算； 控制輸出等。定時(shí)采樣中斷服務(wù)程序的流程圖定時(shí)器1中斷服務(wù)程序關(guān)定時(shí)器1數(shù)據(jù)采集數(shù)字濾波標(biāo)度變換報(bào)警處理顯示控制計(jì)算控制輸出返回中斷手動(dòng)后援 除了自動(dòng)控制工作模式外，為了保證系統(tǒng)安全可靠工作，特別是在系統(tǒng)控制器發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)不致影響生產(chǎn)，系統(tǒng)專門(mén)增加手動(dòng)后援操作。 所謂手動(dòng)后援就是一旦系統(tǒng)自動(dòng)狀態(tài)發(fā)生故障時(shí)，則可轉(zhuǎn)入手動(dòng)狀態(tài)工作。 手動(dòng)后援有兩種方法實(shí)現(xiàn)。一種是在系統(tǒng)中增設(shè)手動(dòng)操作器，另一種方法也可采用簡(jiǎn)單的電位器電路。抗干擾措施 為了保證電路性能，電阻全部選用精密電阻，電容選用高阻抗優(yōu)質(zhì)電容，并進(jìn)行篩選配套。印制電路板的絕緣質(zhì)量要好，布線

5、安排要合理。 采用屏蔽技術(shù)、隔離技術(shù)和接地技術(shù)。以金屬材料例如鐵制作的封閉金屬盒具有電磁屏蔽功能，可使屏蔽盒內(nèi)的電路免受電場(chǎng)、磁場(chǎng)的干擾。固態(tài)繼電器內(nèi)設(shè)光電隔離電路，可以防止強(qiáng)電與弱電共地對(duì)單片機(jī)的干擾。將數(shù)字地、模擬地分開(kāi)，最后在電源板一點(diǎn)共地，可有效防止A/D輸入對(duì)單片機(jī)產(chǎn)生的共模干擾。 電橋電源采用專用橋頭電源變壓器，整流后用大電容濾波，使橋路有一個(gè)很穩(wěn)定的電壓。 微機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用中供電系統(tǒng)干擾是很重要的。在交流電源進(jìn)入處采用隔離變壓器，并采用了電源濾波技術(shù)。 采用軟件濾波法。 結(jié)論 單片機(jī)以其高可靠性、高性能價(jià)格比、控制方便簡(jiǎn)單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本文所設(shè)計(jì)的電加爐計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是智能控制系統(tǒng)的一種。以8051單片機(jī)為核心，采用零點(diǎn)遷移和固態(tài)繼電器控溫電路，使得硬件成本降低，控溫精度較高，可靠性好，性能價(jià)格比提高。此系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便、抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行可靠，適合中、低溫電加熱爐的溫度控制。 致謝 通過(guò)這次論文的寫(xiě)作，使我對(duì)電加熱爐的溫