電爐溫度過程控制系統(tǒng)的研究設計說明

1、 . PAGE27 / NUMPAGES34工業(yè)高等專科學校畢業(yè)設計電爐溫度過程控制系統(tǒng)的研究系 別： 電氣與信息工程系 專業(yè)班級： 自動化08-37（1）班 指導教師： 龐 曉 虹 完成日期： 2011年6月10日 工業(yè)高等?？茖W校畢業(yè)設計（論文）任務書題目：電爐溫度過程控制系統(tǒng)指導思想和目的：通過畢業(yè)設計，培養(yǎng)學生綜合運用所學的知識和技能解決問題的本領，鞏固和加深對所學知識的理解；培養(yǎng)學生調查研究的習慣和工作能力；培養(yǎng)學生建立正確的設計和科學研究的思想，樹立實事、嚴肅認真的科學工作態(tài)度。設計任務或主要技術指標：1)額定電壓: 380V10%2)電源頻率: 50HZ1HZ3)電源相數(shù)：三相4

2、)最大控制功率：12KW5)最高輸出電流：50A6)最高輸出電壓：不小于370V7)最高控制溫度：16008)控制精度：不大于設定值的3設計進度與要求：1）：布置設計任務，深入了解設計容，閱讀參考資料，學習有關容。2）：調研該學校的實際情況，確定信息點數(shù)目與分布。3）：設計網(wǎng)絡拓撲結構。4）：根據(jù)網(wǎng)絡拓撲結構選擇設備，估算工程造價。5）：根據(jù)網(wǎng)絡拓撲結構選擇設備，估算工程造價。6）：修改完善設計方案并繪制必須的圖紙草圖，編寫設計說明書。7）：修改、打印設計說明書，畫正式圖紙?？偨Y，準備畢業(yè)答辯，完成答辯。主要參考書與參考資料：1復華.8098單片機與其應用系統(tǒng)設計M.清華大學,1991.2文忠

3、,程啟明.微機控制技術M.:機械工業(yè),1993.專業(yè)班級： 學生： 指導教師： 年 月 日教研室主任（簽名）： 系（部）主任（簽名）：年 月工業(yè)高等專科學校畢業(yè)設計（論文）評定意見書設計（論文）題目： 電爐溫度控制系統(tǒng)的研究 專 題： 電爐溫度控制系統(tǒng) 設 計 者： 震佳 專業(yè) 電氣自動化 班級 08-37（1）班 設計時間： 2010 年 3月 5 日 2010年 6月10日指導教師：職稱單位評 閱 人：職稱單位評定意見：評定成績：指導教師（簽名）： 年 月 日評閱人（簽名）： 年 月 日答辯委員會主任（簽名）： 年 月 日畢業(yè)設計評定意見參考提綱1.學生完成的工作量與容是否符合任務書的要求

4、。2.設計或論文（說明書）的優(yōu)缺點，包括：學生理論水平、獨立實踐工作能力、表現(xiàn)出的創(chuàng)造性和綜合應用能力、勤勉態(tài)度等。3.設計或論文（說明書）中較成功的部分。4.作畢業(yè)設計或論文（說明書）時遇到的困難和問題。摘 要自動控制系統(tǒng)在各個領域尤其是工業(yè)領域中有著與其廣泛的應用，溫度控制是控制系統(tǒng)中最為常見的控制類型之一。隨著單片機技術的飛速發(fā)展，通過單片機對被控對象進行控制日益成為今后自動控制領域的一個重要發(fā)展方向。 關鍵詞：電爐；溫度過程控制系統(tǒng)；設計 目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc263596504HYPERLINK l _Toc2635965051過程控

5、制系統(tǒng)的簡介 PAGEREF _Toc263596505 h 1HYPERLINK l _Toc2635965061.1過程控制的基本概念 PAGEREF _Toc263596506 h 1HYPERLINK l _Toc2635965071.1.1自動控制 PAGEREF _Toc263596507 h 1HYPERLINK l _Toc2635965081.1.2過程控制 PAGEREF _Toc263596508 h 1HYPERLINK l _Toc2635965091.1.3過程控制系統(tǒng) PAGEREF _Toc263596509 h 1HYPERLINK l _Toc2635965

6、101.2過程控制的發(fā)展與趨勢 PAGEREF _Toc263596510 h 1HYPERLINK l _Toc2635965111.2.1基地式控制階段（初級階段） PAGEREF _Toc263596511 h 1HYPERLINK l _Toc2635965121.2.2單元組合儀表自動化階段 PAGEREF _Toc263596512 h 2HYPERLINK l _Toc2635965131.2.3計算機控制的初級階段 PAGEREF _Toc263596513 h 2HYPERLINK l _Toc26359651413綜合自動化階段 PAGEREF _Toc263596514

7、h 2HYPERLINK l _Toc2635965151.4簡單控制系統(tǒng)的結構組成 PAGEREF _Toc263596515 h 2HYPERLINK l _Toc2635965161.5被控變量的選擇 PAGEREF _Toc263596516 h 4HYPERLINK l _Toc2635965171.5.1選擇直接參數(shù)作為被控變量 PAGEREF _Toc263596517 h 4HYPERLINK l _Toc2635965181.5.2選擇間接參數(shù)作為被控變量 PAGEREF _Toc263596518 h 4HYPERLINK l _Toc2635965191.6控制閥的選擇

8、PAGEREF _Toc263596519 h 5HYPERLINK l _Toc2635965201.7控制器正、反作用方式的選擇 PAGEREF _Toc263596520 h 5HYPERLINK l _Toc2635965212 電爐溫度過程控制系統(tǒng) PAGEREF _Toc263596521 h 6HYPERLINK l _Toc2635965222.1 KSY-12-16(A)電爐溫度控制系統(tǒng) PAGEREF _Toc263596522 h 6HYPERLINK l _Toc2635965232.1.1用途和適用圍: PAGEREF _Toc263596523 h 6HYPERLI

9、NK l _Toc2635965242.1.2型號的組成與代表意義： PAGEREF _Toc263596524 h 6HYPERLINK l _Toc2635965252.1.3使用環(huán)境條件: PAGEREF _Toc263596525 h 6HYPERLINK l _Toc2635965262.1.4結構特征: PAGEREF _Toc263596526 h 6HYPERLINK l _Toc2635965272.2工作原理簡介 PAGEREF _Toc263596527 h 6HYPERLINK l _Toc2635965282.2.1系統(tǒng)控制原理 PAGEREF _Toc2635965

10、28 h 7HYPERLINK l _Toc2635965292.2.2控制參數(shù)與被控制參數(shù)的選擇 PAGEREF _Toc263596529 h 8HYPERLINK l _Toc2635965302.2.3主要技術特性 PAGEREF _Toc263596530 h 8HYPERLINK l _Toc2635965312.2.4產(chǎn)品特點 PAGEREF _Toc263596531 h 9HYPERLINK l _Toc2635965322.2.5電爐加熱方式的分類 PAGEREF _Toc263596532 h 10HYPERLINK l _Toc2635965332.3電爐控制系統(tǒng)的硬件

11、部分 PAGEREF _Toc263596533 h 11HYPERLINK l _Toc2635965342.3.1 8031芯片 PAGEREF _Toc263596534 h 12HYPERLINK l _Toc2635965352.3.2 8255A芯片 PAGEREF _Toc263596535 h 12HYPERLINK l _Toc2635965362.3.3 ADC0809轉換器 PAGEREF _Toc263596536 h 13HYPERLINK l _Toc2635965372.3.4 ADC0809與MCS-51系列單片機的接口方法 PAGEREF _Toc263596

12、537 h 16HYPERLINK l _Toc2635965382.3.5溫度檢測元件與變送器、ADC的選擇 PAGEREF _Toc263596538 h 16HYPERLINK l _Toc2635965392.3.6 IC集成溫度傳感器 PAGEREF _Toc263596539 h 18HYPERLINK l _Toc2635965402.3.7接口芯片的擴展 PAGEREF _Toc263596540 h 18HYPERLINK l _Toc2635965412.3.8溫度控制電路 PAGEREF _Toc263596541 h 18HYPERLINK l _Toc26359654

13、22.2.9控制與顯示方法分析 PAGEREF _Toc263596542 h 19HYPERLINK l _Toc2635965432.4電爐控制系統(tǒng)的軟件部分 PAGEREF _Toc263596543 h 19HYPERLINK l _Toc2635965442.5電阻加熱爐基本結構與型式 PAGEREF _Toc263596544 h 19HYPERLINK l _Toc2635965452.6設備的安裝 PAGEREF _Toc263596545 h 21HYPERLINK l _Toc2635965462.7使用方法 PAGEREF _Toc263596546 h 22HYPERL

14、INK l _Toc2635965472.8面板示意圖 PAGEREF _Toc263596547 h 23HYPERLINK l _Toc263596548總結 PAGEREF _Toc263596548 h 24HYPERLINK l _Toc263596549辭 PAGEREF _Toc263596549 h 25HYPERLINK l _Toc263596550參考文獻 PAGEREF _Toc263596550 h 261過程控制系統(tǒng)的簡介1.1過程控制的基本概念1.1.1自動控制在沒有人的直接參與下，利用控制裝置操縱生產(chǎn)機器、設備或生產(chǎn)過程，使表征其工作狀態(tài)的物理參數(shù)（狀態(tài)變量）盡

15、可能接近人們的期望值（即設定值）的過程，稱為自動控制。1.1.2過程控制對生產(chǎn)過程所進行的自動控制，稱為過程控制。也可采用前面的表述方法：凡是采用模擬或數(shù)字控制方式對生產(chǎn)過程的某一或某些物理參數(shù)進行的自動控制通稱為過程控制。1.1.3過程控制系統(tǒng)隨著人們物質生活水平的提高以與市場競爭的日益激烈，產(chǎn)品的質量和功能也向更高的檔次發(fā)展，制造產(chǎn)品的工藝過程變得越來越復雜，為滿足優(yōu)質、高產(chǎn)、低消耗，以與安全生產(chǎn)、保護環(huán)境等要求，做為工業(yè)自動化重要分支的過程控制的任務也愈來愈繁重。 在現(xiàn)代工業(yè)控制中, 過程控制技術是一歷史較為久遠的分支。在本世紀30 年代就已有應用。過程控制技術發(fā)展至今天, 在控制方式上

16、經(jīng)歷了從人工控制到自動控制兩個發(fā)展時期。在自動控制時期，過程控制系統(tǒng)又經(jīng)歷了三個發(fā)展階段, 它們是：分散控制階段, 集中控制階段和集散控制階段。幾十年來，工業(yè)過程控制取得了驚人的發(fā)展，無論是在大規(guī)模的結構復雜的工業(yè)生產(chǎn)過程中，還是在傳統(tǒng)工業(yè)過程改造中，過程控制技術對于提高產(chǎn)品質量以與節(jié)省能源等均起著十分重要的作用。 目前，過程控制正朝高級階段發(fā)展，不論是從過程控制的歷史和現(xiàn)狀看，還是從過程控制發(fā)展的必要性、可能性來看，過程控制是朝綜合化、智能化方向發(fā)展，即計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)：以智能控制理論為基礎，以計算機與網(wǎng)絡為主要手段，對企業(yè)的經(jīng)營、計劃、調度、管理和控制全面綜合，實現(xiàn)從原料進庫

17、到產(chǎn)品出廠的自動化、整個生產(chǎn)系統(tǒng)信息管理的最優(yōu)化。 為了實現(xiàn)過程控制，以控制理論和生產(chǎn)要求為依據(jù)，采用模擬儀表、數(shù)字儀表或微型計算機等構成的控制總體，稱為過程控制系統(tǒng)。1.2過程控制的發(fā)展與趨勢從系統(tǒng)結構來看，過程控制已經(jīng)經(jīng)歷了四個階段。1.2.1基地式控制階段（初級階段）20世紀50年代，生產(chǎn)過程自動化主要是憑生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，局限于一般的控制元件與機電式控制儀器，采用比較笨重的基地式儀表（如自力式溫度控制器、就地式液位控制器等），實現(xiàn)生產(chǎn)設備就地分散的局部自動控制。1.2.2單元組合儀表自動化階段20世紀60年代出現(xiàn)了單元組合儀表組成的控制系統(tǒng)，單元組合儀表有電動和氣動兩大類。所謂單元組合，就

18、是把自動控制系統(tǒng)儀表按功能分成若干單元，依據(jù)實際控制系統(tǒng)結構的需要進行適當?shù)慕M合。因此單元組合儀表使用方便、靈活。單元組合儀表已延續(xù)30多年，目前國還廣泛應用。由單元組合儀表組成的控制系統(tǒng)，其控制策略主要是PID控制和常用的復雜控制系統(tǒng)（如串級、均勻、比值、前饋、分程和選擇性控制等）。1.2.3計算機控制的初級階段20世紀70年代出現(xiàn)了計算機控制系統(tǒng)，最初是直接數(shù)字控制（DDC）實現(xiàn)集中控制，代替常規(guī)的控制儀表。但由于集中控制的固有缺陷，未能普與與推廣就被集散控制系統(tǒng)（DCS）所代替。DCS在硬件上將控制回路分散化，數(shù)據(jù)顯示、實時監(jiān)督等功能集中化，有利于安全平穩(wěn)生產(chǎn)。就控制策略而言，DCS仍以

19、簡單PID控制為主，再加上一些復雜的控制算法，并沒有充分發(fā)揮計算機的功能和控制水平。13綜合自動化階段20世紀80年代以后出現(xiàn)二級優(yōu)化控制，在DCS的基礎上實現(xiàn)先進控制和優(yōu)化控制。在硬件上采用上位機和DCS（或電動單元組合儀表）相結合，構成二級計算機優(yōu)化控制。當前自動控制系統(tǒng)發(fā)展的一些主要特點是：生產(chǎn)裝置實施先進控制成為發(fā)展主流；過程優(yōu)化受到普遍關注；傳統(tǒng)的DCS正在走向國際統(tǒng)一標準的開放式系統(tǒng)；綜合自動化系統(tǒng)（DIPS）是發(fā)展方向綜合自動化系統(tǒng)，就是包括生產(chǎn)計劃和調度、操作優(yōu)化、先進控制和基層控制等容的遞階控制系統(tǒng)，亦稱管理控制一體化系統(tǒng)（簡稱管控一體化系統(tǒng)）。這類自動化與其網(wǎng)絡來實現(xiàn)的，因

20、此也稱為計算機集成過程系統(tǒng)（CIPS）。這里“計算機集成”指出了它的組成特性，“過程系統(tǒng)”指明了它的工作對象，正好與計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）相對應，有人也稱為過程工業(yè)的CIMS?？梢哉J為，綜合自動化是當代工業(yè)自動化為主要潮流。它以整體優(yōu)化為目標，以計算機為主要技術工具，以生產(chǎn)過程的管理和控制的自動化為主要容，將各個自動化“孤島”綜合集成為一個整體的系統(tǒng)。1.4簡單控制系統(tǒng)的結構組成所謂簡單控制系統(tǒng)，通常是指一個測量變送器、一個控制器、一個執(zhí)行器和一個被控對象所構成的閉環(huán)系統(tǒng)，也稱為單回路控制系統(tǒng)。單回路控制系統(tǒng)的結構比較簡單，所需的自動化裝置數(shù)量少，操作維護也比較方便，因此在化工自動化中

21、使用很普遍，這類系統(tǒng)占控制回路的絕大多數(shù)。簡單、可靠、經(jīng)濟與保證效果是方案設計的基本準則。單回路控制系統(tǒng)是復雜控制系統(tǒng)的基礎，學會了單回路控制系統(tǒng)的工程分析、設計的處理方法，認識到系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)對控制質量的影響，并了解系統(tǒng)設計的一般原則后，就可以聯(lián)系實際，處理其他更復雜的系統(tǒng)設計問題。單回路過程控制系統(tǒng)的原理結構如圖1-1所示溫度控制系統(tǒng)是單回路過程控制系統(tǒng)。此圖為蒸汽換熱器的溫度控制系統(tǒng)，T表示被加熱物料的出口溫度，是該控制系統(tǒng)的被控變量。蒸汽流量是操縱變量。該控制系統(tǒng)由蒸汽轉換器、溫度檢測元件與溫度變送器TT、溫度控制器TC和蒸汽流量控制閥組成。控制的目標是通過改變進入換熱器的載熱體（蒸汽

22、）的流量，將換熱器出口物料的溫度維持在工藝規(guī)定的數(shù)值上。通過改變蒸汽流量以控制被加熱物料的出口溫度是工業(yè)生產(chǎn)中最為常見的換熱器控制方案。換熱器TCTT圖1-1 溫度控制系統(tǒng)如圖2-2所示簡單控制系統(tǒng)的結構比較簡單，所需的自動化裝置數(shù)量少，投資低，操作維護也比較方便，而且在一般情況下，都能滿足控制質量的要求。因此，簡單控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)過程中得到了廣泛的應用，生產(chǎn)過程中70%以上的控制系統(tǒng)是簡單控制系統(tǒng)。測量變送裝置擾動通道被控對象執(zhí)行器控制器圖2-2 簡單控制系統(tǒng)方框圖1.5被控變量的選擇被控變量的選擇是控制系統(tǒng)設計的核心問題，被控變量選擇的正確與否是決定控制系統(tǒng)有無價值的關鍵。對于任何一個控

23、制系統(tǒng)，總是希望其能夠在穩(wěn)定生產(chǎn)操作、增加產(chǎn)品產(chǎn)量、提高產(chǎn)品質量、保證生產(chǎn)安全與改善勞動條件等方面發(fā)揮作用，如果被控變量選擇不當，配備再好的自動化儀表，使用再復雜、先進的控制規(guī)律也是無用的，都不能達到預期的控制效果。另一方面，對于一個具體的生產(chǎn)過程，影響其正常操作的因素往往有很多個，但并非所有的影響因素都有加以自動控制。所以，設計人員必須深入實際，調查研究，分析工藝，從生產(chǎn)過程對控制系統(tǒng)的要求出發(fā)，找出影響生產(chǎn)的關鍵變量作為被控變量。根據(jù)被控變量與成產(chǎn)過程的關系，可將其分為兩種類型的控制型式：直接參數(shù)控制與間接參數(shù)控制。1.5.1選擇直接參數(shù)作為被控變量能直接反應生產(chǎn)過稱中產(chǎn)品的產(chǎn)量和質量，以

24、與安全運行的參數(shù)的稱為直接參數(shù)。大多數(shù)情況下，被控變量的選擇往往是顯而易見的。對于溫度、壓力、流量、液位為操作指標的生產(chǎn)過程，很明顯被控變量就是溫度、壓力、流量、液位。1.5.2選擇間接參數(shù)作為被控變量質量指標是產(chǎn)品質量的直接反應，因此，選擇質量標準作為被控變量應是首先要進行考慮的。如果工藝上是按質量指標進行操作的，理應以產(chǎn)品質量作為被控變量進行控制，但是，采用質量指標作為被控變量，必然要涉與產(chǎn)品成分或物性參數(shù)（如密度、黏度等）的測量問題，這就是需要用到成分分析儀表和物性參數(shù)測量儀表。1.6控制閥的選擇氣動薄膜控制閥選用得正確與否是很重要的。選用控制閥的結構類型時，要根據(jù)操縱介質的工藝條件（如

25、溫度、壓力、流量等）、介質的物理和化學性質（如黏度、腐蝕性、毒性、介質狀態(tài)型式等）、控制系統(tǒng)的不同要求與安裝地點等因素來選取。1.7控制器正、反作用方式的選擇控制器正、反作用方式的選擇原則是：所選控制器的作用方式，應使控制系統(tǒng)構成閉環(huán)負反饋。為保證構成負反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)，必須滿足:控制器、執(zhí)行器、被控過程三者的作用符號相乘為負。則控制器正、反作用方式的選擇判別式為（控制器）（執(zhí)行器）（被控過程）=“-”控制系統(tǒng)投運，就是將系統(tǒng)由手動工作狀態(tài)切換到自動工作狀態(tài)。在系統(tǒng)投運之前必須要進行全面細致的檢查和準備工作。熟悉控制系統(tǒng)的投運次序和步驟，掌握控制系統(tǒng)故障原因的分析法，并能采取切實有效的方法排

26、除系統(tǒng)或儀表故障，是儀表維護、維修人員的基本功。2 電爐溫度過程控制系統(tǒng)自動控制系統(tǒng)在各個領域尤其是工業(yè)領域中有著與其廣泛的應用，溫度控制是控制系統(tǒng)中最為常見的控制類型之一。KSY型電爐溫度控制電流輸出為調控型，適用于以硅碳棒(管)加熱型電爐。2.1 KSY-12-16(A)電爐溫度控制系統(tǒng)2.1.1用途和適用圍: KSY-12-16(A)控制器是1300電爐的配套設備，它可對電爐的溫度進行測量、顯示、控制，可使爐膛的溫度自動保持恒溫。KSY-12-16(A)控制器主要與6-13、8-13、10-13等型號產(chǎn)品箱式電阻爐配套使用。2.1.2型號的組成與代表意義：KSY-12-16 (A) 控制

27、器各符號的代表意義： K控制器 S實驗電阻爐 Y可控硅移相控制 12最大控制功率12KW 16最高控制溫度1600 A智能溫控儀表，PID控制2.1.3使用環(huán)境條件:1) 環(huán)境溫度:5402) 相對濕度:不大于80%3) 周圍無導電塵埃、爆炸性氣體與能嚴重破壞金屬和絕緣的腐蝕性氣體。4) 沒有明顯的震動和顛簸5) 垂直放置、傾斜度不大于5度。2.1.4結構特征: KSY-12-16(A)控制器為柜式結構,外殼由鋼板沖壓折制焊接成型。外殼表面采用高強度的靜電噴涂工藝，漆膜光滑牢固，控制面板采用PVC軟面板，造型美觀。控制器的前后均設有可打開的門，方便維修。前面板裝有電壓表、電流表、溫控儀表、電源

28、鎖式開關、啟動、停止按鈕開關、功率調節(jié)電位器與三相電源相序顯示器。2.2工作原理簡介KSY-12-16(A)控制器控制系統(tǒng)的主回路采用了可控硅移相集成電路。該電路的移相圍大于170度。它具有鋸齒波線性好，控制調節(jié)方便，并有失交保護等優(yōu)點，使用可靠性高。其工作原理為：熱電偶將電爐部的毫伏電壓值進行比較，使爐膛的溫度保持恒溫。作為PID調節(jié)信號輸出控制主回路的執(zhí)行元件，輸出功率的調節(jié)是經(jīng)過脈沖觸發(fā)電路板的移相集成電路的移相輸入端輸入移相電壓，控制可控硅導通角的大小，導通角越大，輸出到電阻爐兩端的交流就會越高，電爐的輸出功率也就增大，爐溫上升；反之，導通角減小，電阻爐輸入功率減小；爐溫偏差為零時，可

29、控硅保持在一定的導通角，電阻爐輸入一定的功率，使電爐的加熱元件加熱，來控制輸出電壓和輸出電流滿足輸出功率的要求，從而達到用戶所需要的爐膛溫度。2.2.1系統(tǒng)控制原理整個控制系統(tǒng)是由溫度、電壓和電流 3 個 PID調節(jié)器組成的三環(huán)系統(tǒng) ,控制原理如圖2-1所示。加熱到所需的溫度。 圖2-1 系統(tǒng)控制原理框圖溫度自動調節(jié)器由溫度誤差 PID 調節(jié)器、功率與速度的匹配、負載的匹配、功率與電壓的換算等 4部分組成。溫度自動調節(jié)器如圖2-2所示。圖2-2 溫度自動調節(jié)器2.2.2控制參數(shù)與被控制參數(shù)的選擇1.被控制參數(shù)的選擇根據(jù)設計要求，生產(chǎn)工藝對 HYPERLINK :/ paowen /thesis

30、/2008/0407/down_13231.html 溫度控制系統(tǒng)設計的要被加熱物料經(jīng)加熱器用三相調功器驚醒加熱后，要求其出口溫度為某一定值，故選擇熱物料出口溫度為被控制參數(shù)。2.控制參數(shù)的選擇影響加熱器出口溫度的因素有：材料的加入、輸送的電阻爐兩端的交流電壓的波動等，材料的加入變化不大，故可以近似認為不變，輸送到電阻爐兩端的交流電壓變化的波動，若輸送達到電阻爐兩端的交流電流的波動不大，其電流對出口溫度影響不大，因此，選擇輸送到電阻爐兩端的交流電流作為控制參數(shù)。2.2.3主要技術特性1)額定電壓: 380V10%2)電源頻率: 50HZ1HZ3)電源相數(shù)：三相4)最大控制功率：12KW5)最高

31、輸出電流：50A6)最高輸出電壓：不小于370V7)最高控制溫度：16008)控制精度：不大于設定值的39) 外形尺寸（mm），（寬深高）：5103001000 10)重量： Kg2.2.4產(chǎn)品特點由于電爐的加熱元件以硅碳棒為主，其加熱元件的冷態(tài)和熱態(tài)時的電阻值相差較大，在長期使用中硅碳棒的電阻值將逐漸變大。因此本控制器的輸出功率可以調節(jié)以滿足硅碳棒老化后電阻爐的正常使用。溫度的顯示為數(shù)字式顯示。控制溫度為自動控溫。因此本控制器具有溫度控制和功率調節(jié)兩種功能。爐溫自動控制原理溫控系統(tǒng)主要由溫度傳感器、溫度調節(jié)儀、執(zhí)行裝置、被控對象四個部分組成。被控制對象是大容量、大慣性的電熱爐溫度對象，是典型

32、的多階容積遲后特性，在工程上往往近似為包含有純滯后的二階容積遲后；由于被控對象電容量大，通常采用可控硅作調節(jié)器的執(zhí)行器。執(zhí)行器的特性：電爐的溫度調節(jié)是通過調節(jié)劑(供電能源)的斷續(xù)作用，改變電爐絲閉合時間Tb與斷開時間Tk的比值,=Tb/Tk。調節(jié)加熱爐的溫度，在工業(yè)上是通過在設定周期圍，將電路接通幾個周波，然后斷開幾個周波，改變晶閘管在設定周期通斷時間的比例，來調節(jié)負載兩端交流平均電壓即負載功率，這就是通常所說的調功器或周波控制器；調功器是在電源電壓過零時觸發(fā)晶閘管導通的，所以負載上得到的是完整的正弦波，調節(jié)的只是設定周期Tc導通的電壓周波。根據(jù)爐溫對給定溫度的偏差，自動接通或斷開供給爐子的熱

33、源能量，或連續(xù)改變熱源能量的大小，使爐溫穩(wěn)定有給定溫度圍，以滿足熱處理工藝的需要。溫度自動控制常用調節(jié)規(guī)律有二位式、三位式、比例、比例積分和比例積分微分等幾種。電阻爐爐溫控制是這樣一個反饋調節(jié)過程，比較實際爐溫和需要爐溫得到偏差，通過對偏差的處理獲得控制信號，去調節(jié)電阻爐的熱功率，從而實現(xiàn)對爐溫的控制。按照偏差的比例、積分和微分產(chǎn)生控制作用（PID控制），是過程控制中應用最廣泛的一種控制形式。 系統(tǒng)控制程序采用兩重中斷嵌套方式設計。首先使T0計數(shù)器產(chǎn)生定時中斷，作為本系統(tǒng)的采樣周期。在中斷服務程序中啟動A/D，讀入采樣數(shù)據(jù)，進行數(shù)字濾波、上下限報警處理，PID計算，然后輸出控制脈沖信號。脈沖寬

34、度由T1計數(shù)器溢出中斷決定。在等待T1中斷時，將本次采樣值轉換成對應的溫度值放入顯示緩沖區(qū)，然后調用顯示子程序。從T1中斷返回后，再從T0中斷返回主程序并且、繼續(xù)顯示本次采樣溫度，等待下次T0中斷。1)二位式調節(jié)-它只有開、關兩種狀態(tài)，當爐溫低于限給定值時執(zhí)行器全開；當爐溫高于給定值時執(zhí)行器全閉。（執(zhí)行器一般選用接觸器）2）三位式調節(jié)-它有上下限兩個給定值，當爐溫低于下限給定值時招待器全開；當爐溫在上、下限給定值之間時執(zhí)行器部分開啟；當爐溫超過上限給定值時執(zhí)行器全閉。（如管狀加熱器為加熱元件時，可采用三位式調節(jié)實現(xiàn)加熱與保溫功率的不同）3）比例調節(jié)（P調節(jié)）-調節(jié)器的輸出信號（M）和偏差輸入（

35、e）成比例。即：M=ke 式中：K比例系數(shù)比例調節(jié)器的輸入、輸出量之間任何時刻都存在-對應的比例關系，因此爐溫變化經(jīng)比例調節(jié)達到平衡時，爐溫不能加復到給定值時的偏差-稱“靜差”4）比例積分（PI）調節(jié)-為了“靜差”，在比例調節(jié)中添加積分（I）調節(jié)積分，調節(jié)是指調節(jié)器的輸出信號與偏差存在隨時間的增長而增強，直到偏差消除才無輸出信號，故能消除“靜差”比例調節(jié)和積分調節(jié)的組合稱為比例積分調節(jié).5) 比例積分微分（PID）調節(jié)-比例積分調節(jié)會使調節(jié)過程增長，溫度的波動幅值增大，為此再引入微分（D）調節(jié)。微分調節(jié)是指調節(jié)器的輸出與偏差對時間的微分成比例，微分調節(jié)器在溫度有變化“苗頭”時就有調節(jié)信號輸出，

36、變化速度越快、輸出信號越強，故能加快調節(jié)速度，降低溫度波動幅度，比例調節(jié)、積分調節(jié)和微分調節(jié)的組合稱為比例積分微分調節(jié)。（一般采用晶閘管調節(jié)器為執(zhí)行器）。根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場的運行情況，這種控溫方法，精度比較高，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，滿足生產(chǎn)的實際需要。主要設備:熱電偶或熱電阻,智能PID溫控儀,可控硅觸發(fā)調功器等。2.2.5電爐加熱方式的分類電阻爐按熱量產(chǎn)生的方法不同，可分為間接加熱式和直接加熱式二大類。間接加熱式電阻爐、就是在爐子部有專用的電阻材料做的發(fā)熱元件。電流通過加熱元件時產(chǎn)生熱量，再通過熱的傳導、對流、輻射而使放置在爐中的爐料被加熱。直接加熱式電阻爐，電源直接接在所需加熱的材料上，使強大的電流直接

37、流過所需加熱的材料而使材料自己發(fā)熱達到加熱效果。工業(yè)電阻爐，大部分是采用間接加熱式的，只有一部分因加熱工藝人的特殊需要而采用直接加熱式。 1.電爐的電加熱原理當電流在導體中流過時，因為任何導體均存在電阻，電能即在導體中形成損耗，轉換為熱能，按焦耳楞次定律： Q02412 Rt Q熱能，卡； I一電流，安9 R一電阻，歐姆， t一時間，秒。按上式推算，當1千瓦小時的電能，全部轉換為熱能時Q(024100036000)1000=864千卡。在電熱技術上按l千瓦小時860千卡計算。電爐在結構上是使電能轉換為熱能的設備，它能有效地用來加熱指定的工件，并保持高的效率。2. 硅碳棒碳棒是選用綠化優(yōu)質碳化硅

38、材料為主要原料，經(jīng)輕加工制呸、高溫硅化、在結晶而成的棒狀的非金屬高溫電熱元件。該元件與金屬電熱元件相比，具有使用溫度高、抗氧化、耐腐蝕、壽命長、變形微、安裝維修方便等優(yōu)點。硅碳棒具有較大的比電阻，在空氣中加熱，發(fā)熱部表面溫度可以達到1450；從室溫到800為負值，800以上為正值特性曲線。硅碳棒具有良好的化學穩(wěn)定性，酸對其無作用，但堿和堿土金屬氧化物在一定的溫度條件下對其有侵蝕作用。高溫下，水蒸氣、氫氣、鹵素、硫等對其也有氧化和侵蝕作用。為爐溫和棒承受負荷均勻，安裝前必須進行配阻，保持電阻一致10%；電爐長期使用過程中，個別棒由于其它原因而損壞需要更換時，要根據(jù)當時阻值的增長情況，選補阻值適宜

39、的棒，不可任取新棒更換。若棒損壞的較多或阻值增長過大，無法達到達到所需的爐溫時最好全部更換成新棒。換下來的棒重新測量其電阻值，配阻低溫區(qū)。（1） 硅碳棒在空氣中被加熱后，表面形成致密的氧化硅膜，變成抗氧化的保護膜，起到延長壽命的作用。近年來，開發(fā)了各種涂層以防止硅碳棒裂化，用于有各種氣體的爐。 （2）給硅碳棒加的電流量越大，硅碳棒的表面溫度越高。建議使用盡量小的表面負荷密度（功率）。請注意硅碳棒冷端記載的數(shù)值為空氣中1000的電流、電壓，與實際使用不一定相符。一般情況下，硅碳棒表面功率是由爐溫度和硅碳棒表面溫度的關系求得，建議使用硅碳棒極限密度的1/2-1/3數(shù)值的表面功率（W/ cm2） （

40、3） 連續(xù)使用硅碳棒時，希望緩速增加電阻以維持長壽命。 （4） 硅碳棒盡可能并聯(lián)。如果硅碳棒阻值不同，串聯(lián)時電阻高的硅碳棒負荷集中，導致某一個硅碳棒電阻快速增加，壽命變短 （5） 硅碳棒的溫度分布特性，新出貨時的檢查規(guī)格為在有效發(fā)熱長度為60以才算合格，當然溫度分布會隨著其老化而變大的，最終可能達到200。具體溫度分布變化也因爐氣氛、使用條件的不同而不同。 （6） 硅碳棒隨著使用溫度越高壽命為越短，因此在爐膛溫度超1400以后，氧化速度加快，壽命縮短，使用中注意盡量不要讓硅碳棒表面溫度過高2.3電爐控制系統(tǒng)的硬件部分溫度調節(jié)儀是控溫系統(tǒng)的核心部分，采用單片機控制，實現(xiàn)智能化，它主要由輸入通道、

41、輸出通道、人機對話通道以與一些外圍電路組成，具體是由8031單片機、16K電擦寫程序存貯器、鍵盤與顯示器接口電路以與并形I/O芯片8255等組成。它把傳感器送來的溫度信號進行放大、比較、運算后，輸出控制信號，觸發(fā)執(zhí)行裝置，實現(xiàn)溫度的自動控制，同時還實現(xiàn)多種溫度傳感器的轉換、調零、調幅的軟調整等功能。為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，溫度傳感器信號應采用屏蔽線單獨接地，此外，對主機亦采用電磁屏蔽措施，以防止其它的電磁干擾。2.3.1 8031芯片MCS-51系列單片機是美國Intel公司開發(fā)的8位單片機，又可以分為多個子系列。MCS-51系列單片機共有40條引腳，包括32條I/O接口引腳、4條控制引腳、

42、2條電源引腳、2條時鐘引腳。引腳說明： P0.0P0.7：P0口8位口線，第一功能作為通用I/O接口，第二功能作為存儲器擴展時的地址/數(shù)據(jù)復用口。P1.0P1.7：P1口8位口線，通用I/O接口無第二功能。P2.0P2.7：P2口8位口線，第一功能作為通用I/O接口，第二功能作為存儲器擴展時傳送高8位地址。 P3.0P3.7：P3口8位口線，第一功能作為通用I/O接口，第二功能作為為單片機的控制信號。ALE/ PROG：地址鎖存允許/編程脈沖輸入信號線（輸出信號）。PSEN：片外程序存儲器開發(fā)信號引腳（輸出信號）。EA/Vpp：片外程序存儲器使用信號引腳/編程電源輸入引腳。RST/VPD：復位

43、/備用電源引腳。2.3.28255A芯片8255A芯片是Intel公司生產(chǎn)的可編程輸入輸出接口芯片,它具有3個8位的并行I/O口,具有三種工作方式,可通過程序改變其功能,因而使用靈活,通用性強,可作為單片機與多種外圍設備連接時的中間接口電路。8255有三種基本工作方式，三種工作方式由工作方式控制字決定,方式控制字由CPU通過輸入/輸出指令來提供.三個端口中PC口被分為兩個部分,上半部分隨PA口稱為A組,下半部分隨PB口稱為B組.其中PA口可工作與方式0、1和2，而PB口只能工作在方式0和1。8255共有40個引腳,采用雙列直插式封裝,各引腳功能如下：D0-D7：三態(tài)雙向數(shù)據(jù)線,與單片機數(shù)據(jù)總線

44、連接,用來傳送數(shù)據(jù)信息。CS：片選信號線，低電平有效，表示芯片被選中。RD：讀出信號線，低電平有效，控制數(shù)據(jù)的讀出。WR：寫入信號線，低電平有效，控制數(shù)據(jù)的寫入。Vcc：+5V電源。A0-PA7：A口輸入/輸出線。PB0-PB7：B口輸入/輸出線。PC0-PC7：C口輸入/輸出線。RESET：復位信號線。A1、A0：地址線，用來選擇8255部端口。GND：地線。圖2-3 8255方框圖設周期Tc導通的周期的波數(shù)為n，每個周波的周期為T，則調功器的輸出功率為P=nTPn/Tc，Pn為設定周期Tc電壓全通過時裝置的輸出功率。2.3.3 ADC0809轉換器ADC0809是一種比較典型的8位8通道逐

45、次逼近式A/D轉換器，CMOS工藝，可實現(xiàn)8路模擬信號的分時采集，片有8路模擬選通開關，以與相應的通道地址鎖存用譯碼電路，其轉換時間為100s左右，采用雙排28引腳封裝，其引腳說明如下：IN0IN7：8路模擬量輸入通；ADDAADDC：地址線用于選擇模擬量輸入通道；ALE：地址鎖存允許信號；START：轉換啟動信號；D0D7：數(shù)據(jù)輸出線；OE：輸出允許信號，低電平允許轉換結果輸出；CLOCK：時鐘信號輸入引腳，通常使用500KHz；EOC：轉換結束信號，為0代表正在轉換，1代表轉換結束；Vcc：5V電壓；VREF（）、VREF（）：參考電壓。ADC0809八位逐次逼近式AD轉換器是一種單片CM

46、OS器件，包括8位模擬轉換器、8通道轉換開關和與微處理器兼容的控制邏輯。8路轉換開關能直接連通8個單端模擬信號中的任何一個。其部結構如圖2-4所示。圖2-4 ADC0809內(nèi)部結構1.ADC0809主要性能逐次比較型CMOS工藝制造單電源供電無需零點和滿刻度調整具有三態(tài)鎖存輸出緩沖器，輸出與TTL兼容易與各種微控制器接口具有鎖存控制的8路模擬開關分辨率：8位功耗：15mW最大不可調誤差小于1LSB（最低有效位）轉換時間（）128us轉換精度：ADC0809沒有部時鐘，必須由外部提供，其圍為101280kHz。典型時鐘頻率為640kHz2.引腳排列與各引腳的功能，引腳排列如圖2-5所示。圖2-5

47、 引腳圖各引腳的功能如下：IN0IN7：8個通道的模擬量輸入端?？奢斎?5V待轉換的模擬電壓。D0D7：8位轉換結果輸出端。三態(tài)輸出，D7是最高位，D0是最低位。A、B、C：通道選擇端。當CBA=000時，IN0輸入；當CBA=111時，IN7輸入。ALE：地址鎖存信號輸入端。該信號在上升沿處把A、B、C的狀態(tài)鎖存到部的多路開關的地址鎖存器中，從而選通8路模擬信號中的某一路。START：啟動轉換信號輸入端。從START端輸入一個正脈沖，其下降沿啟動ADC0809開始轉換。脈沖寬度應不小于100200ns。EOC：轉換結束信號輸出端。啟動A/D轉換時它自動變?yōu)榈碗娖健E：輸出允許端。CLK：時

48、鐘輸入端。ADC0809的典型時鐘頻率為640kHz，轉換時間約為100s。REF(-)、REF(+)：參考電壓輸入端。ADC0809的參考電壓為5V。VCC、GND：供電電源端。ADC0809使用5V單一電源供電。當ALE為高電平時，通道地址輸入到地址鎖存器中，下降沿將地址鎖存，并譯碼。在START上升沿時，所有的部寄存器清零，在下降沿時，開始進行A/D轉換，此期間START應保持低電平。在START下降沿后10us左右，轉換結束信號變?yōu)榈碗娖?，EOC為低電平時，表示正在轉換，為高電平時，表示轉換結束。OE為低電平時，D0D7為高阻狀態(tài)，OE為高電平時，允許轉換結果輸出。2.3.4 ADC0

49、809與MCS-51系列單片機的接口方法ADC0809與8051單片機的硬件接口有3種形式，分別是查詢方式、中斷方式和延時等待方式，本設計中選用中斷接口方式。由于ADC0809無片時鐘，時鐘信號可由單片機的ALE信號經(jīng)D觸發(fā)器二分頻后獲得。ALE引腳得脈沖頻率是8051時鐘頻率的1/6。由于ADC0809部設有地址鎖存器，所以通道地址由P0口的低3位直接與ADC0809的A、B、C相連。通道基本地址為0000H0007H。其對應關系如表2-1所示。C B A選擇的通道0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7

50、如表 2-1控制信號：將P2.7作為片選信號，在啟動A/D轉換時，由單片機的寫信號和P2.7控制ADC的地址鎖存和啟動轉換。由于ALE和START連在一起，因此ADC0809在鎖存通道地址的同時也啟動轉換。2.3.5溫度檢測元件與變送器、ADC的選擇溫度檢測元件與變送器的選擇要考慮溫度控制圍與精度要求。對于01000的測量圍，采用熱電偶，如鎳鉻熱電偶，分度號為EU，其輸出信號為041.32mV，經(jīng)毫伏變送器，輸出010mA，然后再經(jīng)過電流電壓變換電路轉換為05V電壓信號。為了提高測量精度，可將變送器進行零點遷移，例如溫度測量圍改為4001000，熱電偶給出16.441.32mV時，使變送器輸出

51、010mV，這樣使用8位A/D轉換器，能使量化誤差達到2.34。轉換速度是指完成一次A/D轉換所需時間的倒數(shù)，是一個很重要的指標。A/D轉換器型號不同，轉換速度差別很大。通常，8位逐次比較式ADC的轉換時間為100us左右。由于本系統(tǒng)的控制時間允許，可選8位逐次比較式A/D轉換器。ADC0809是TI公司生產(chǎn)的8位逐次逼近式模數(shù)轉換器，包括一個8位的逼近型的ADC部分，并提供一個8通道的模擬多路開關和聯(lián)合尋址邏輯，為模擬通道的設計提供了很大的方便。用它可直接將8個單端模擬信號輸入，分時進行A/D轉換，在多點巡回監(jiān)測、過程控制等領域中使用非常廣泛,所以本設計中選用該芯片作為A/D轉換電路的核心。

52、1.熱電偶利用不同金屬的熱效應，產(chǎn)生電勢差，其溫度圍很寬，一般用來測量幾百度的溫度。熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一。其優(yōu)點是：測量精度高。因熱電偶直接與被測對象接觸，不受中間介質的影響。測量圍廣。常用的熱電偶從-50+1600均可邊續(xù)測量，某些特殊熱電偶最低可測到-269（如金鐵鎳鉻），最高可達+2800（如鎢-錸）。構造簡單，使用方便。熱電偶通常是由兩種不同的金屬絲組成，而且不受大小和開頭的限制，外有保護套管，用起來非常方便。（1）熱電偶測溫基本原理兩種不同材質的導體，如在某點互相連接在一起，對這個連接點加熱，在它們不加熱的部位就會出現(xiàn)電位差。這個電位差的數(shù)值與不加熱部位測量點的溫度

53、有關，和這兩種導體的材質有關。這種現(xiàn)象可以在很寬的溫度圍出現(xiàn)，如果精確測量這個電位差，再測出不加熱部位的環(huán)境溫度，就可以準確知道加熱點的溫度。由于它必須有兩種不同材質的導體，所以稱之為“熱電偶”。不同材質做出的熱電偶使用于不同的溫度圍，它們的靈敏度也各不一樣。熱電偶的靈敏度是指加熱點溫度變化1時，輸出電位差的變化量。對于大多數(shù)金屬材料支撐的熱電偶而言，這個數(shù)值大約在540mV之間。熱電偶傳感器有自己的優(yōu)點和缺陷，它靈敏度比較低，容易受到環(huán)境干擾信號的影響，也容易受到前置放大器溫度漂移的影響，因此不適合測量微小的溫度變化。由于熱電偶的靈敏度與材料的粗細無關，用非常細的材料也能夠做成溫度傳感器。也

54、由于制作熱電偶的金屬材料具有很好的延展性，這種細微的測溫元件有極高的響應速度，可以測量快速變化的過程。標準化熱電偶我國從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標準生產(chǎn)，并指定S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶為我國統(tǒng)一設計型熱電偶2.3.6 IC集成溫度傳感器全數(shù)字化讀取，必須配合單片機使用，可以連接成網(wǎng)絡使用，三線即可讀取溫度，電源、地、數(shù)據(jù)。2.3.7接口芯片的擴展由于本系統(tǒng)既要顯示、報警、鍵盤輸入，又要進行控制，所以系統(tǒng)在8031系統(tǒng)中擴展了一片8155，它有三個8位I/O口，256字節(jié)的RAM，可以作為外部數(shù)據(jù)存儲器供系統(tǒng)使用，8031的P2.1接8155的CE，

55、P2.0接8155的IO/M，當P2.10，P2.01時，選中8155片的三個I/O端口，其口地址如下：0100H命令狀態(tài)寄存器0101HA口0102HB口0103HC口或控制口寄存器0104H，計數(shù)值低八位0105H，計數(shù)值高八位和方式寄存器。當P2.20時，選中ADC0809（允許啟動各通道轉換與讀取相應的轉換結果）。轉換結束信號EOC經(jīng)倒相后接至單片機的外部中斷INT1（P3.3），當P3.30時，說明轉換結束。我們選用0通道作為輸入，把0809視為一個地址為03F8H的外部數(shù)據(jù)存儲單元，對其寫數(shù)據(jù)時，8031的WR信號使ALE和START有效，將74LS373鎖存的地址低三位存入080

56、9，并啟動ADC0809，D 9EOC為低電平時，A/D轉換正在進行，當EOC為高電平時，表示轉換結束，8031可以讀如轉換好的數(shù)據(jù)。（1）74LS373芯片74LS373是帶有三態(tài)門的八D鎖存器，當使能信號線OE為低電平時，三態(tài)門處于導通狀態(tài)，允許1Q-8Q輸出到OUT1-OUT8，當OE端為高電平時，輸出三態(tài)門斷開，輸出線OUT1-OUT8處于浮空狀態(tài)。G稱為數(shù)據(jù)打入線，當74LS373用作地址鎖存器時，首先應使三態(tài)門的使能信號OE為低電平，這時，當G端輸入端為高電平時，鎖存器輸出（1Q-8Q）狀態(tài)和輸入端（1D-8D）狀態(tài)一樣；當G端從高電平返回到低電平（下降沿）時，輸入端（1D-8D）

57、的數(shù)據(jù)鎖入1Q-8Q的八位鎖存器中。當用74LS373作為地址鎖存器時，它們的G端可直接與單片機的鎖存控制信號端ALE相連，在ALE下降沿進行地址鎖存。引腳說明如下： D0D7：鎖存器8位數(shù)據(jù)輸入線 Q0Q7：鎖存器8位數(shù)據(jù)輸出線 GND：接地引腳 Vcc：電源引腳，5V有效 OE ：片選信號引腳 G：鎖存控制信號輸入引腳。2.3.8溫度控制電路溫度控制電路采用晶閘管調功方式。雙向晶閘管串在50Hz交流電源和加熱絲電路中，只要在給定周期里改變晶閘管開關的接通時間的脈沖信號即可。這可以用一條I/O線，通過程序輸出控制脈沖。為了達到過零觸發(fā)的目的，需要交流電過零檢測電路。此電路輸出對應于50Hz交

58、流電壓過零時刻的脈沖，作為觸發(fā)雙向晶閘管的同步脈沖，使晶閘管，在交流電壓過零時刻導通。電壓比較器LM311將50HZ正弦交流電壓變成方波。方波上升沿和下降沿分別作為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的觸發(fā)信號，單穩(wěn)觸發(fā)器輸出的窄脈沖經(jīng)二極管或門混合，就得到對應于220V市電過零時刻的同步脈沖。此脈沖一路作為觸發(fā)同步脈沖加到溫控電路，一路作為計數(shù)脈沖加到單片機8031的P3.4和P3.5輸入端。2.2.9控制與顯示方法分析用單片機作為這一控制系統(tǒng)的核心，接受來自ADC0809的數(shù)據(jù)，經(jīng)處理后通過串口傳送，由于系統(tǒng)功能簡單，鍵盤僅由兩個開關和一個外部中斷端組成，完成采樣通道的選擇，單片機通過接口芯片與LED數(shù)碼顯示器相

59、連，驅動顯示器顯示相應通道采集到的數(shù)據(jù)。2.4電爐控制系統(tǒng)的軟件部分 系統(tǒng)軟件采用中斷方式編程，主要部分是時鐘中斷程序，主要由輸入處理程序、控制算法程序、顯示處理、輸出處理和自診斷程序等組成，儀表通電啟動后，初始化程序進行時間給定，每隔500ms時鐘中斷一次，中斷后進入時鐘中斷處理。對于純滯后，大慣性環(huán)節(jié)控制對象，一般采用積分分離PID控制算法。在一般的PID控制中，當系統(tǒng)有較大的擾動或設定值較大幅度提降時，由于偏差較大與系統(tǒng)存在慣性和滯后，在積分項的作用下，會產(chǎn)生較大的超調和長時間波動，在溫度緩慢變化過程中這一現(xiàn)象尤為嚴重，為此采用積分分離措施，即在偏差較大時，取消積分作用，偏差較小時，才將

60、積分作用投入。積分分離PID控制算法2.5電阻加熱爐基本結構與型式電阻爐是隨著機械工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來的，由于各種加熱工藝與冶煉工藝上的需要，電阻爐是一個品種很多的產(chǎn)品。電阻爐爐體結構，分周期式與連續(xù)式二個型式來分別介紹。周期式作業(yè)爐。如箱式電爐，臺車式電爐、井式電爐等箱式電爐，外殼一般是用型鋼、鋼板焊接而成的，小型電爐由于需保持工作面的一定高度，一般均做成帶支架的，在箱型殼體下邊，有支持爐體的腿或支架。中型電爐因本身重量大與加入爐的工件重量也大，所以一般均直接在底盤上焊接爐體與砌磚。大型電爐可以在特定的專用的地基上設計成無鋼性底盤的結構，而就地焊接砌磚，但這種電爐在安裝后不能吊運與移動。中小