PID电加热炉温度控制系统简要说明_第1页
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文档简介

1、电加热炉温度控制系统简要说明1.1系统原理加热炉是将物料或工件加热的设备。按热源划分有燃料加热炉、电阻加热炉、感应加热炉、微波加热炉等。应用遍及石油、化工、冶金、机械、热处理、表面处理、建材、电子、材料、轻工、日化、制药等诸多行业领域。加热炉按炉温分布,炉膛沿长度方向可分为预热段、加热段和均热段。单片机的温度控制是数字控制系统的一个应用。本系统所使用的加热炉为电加热炉,炉丝功率为3kw,系统要求炉膛恒温,误差为士2C,超调量可能小,温度上升较快且有良好的稳定性。单片机温度控制系统是以AT89C51单片机为控制核心,辅以采样反馈电路,驱动电路,晶闸管主电路对电炉炉温进行控制的微机控制系统。系统的

2、原理框图如图1所示,其基本控制原理为:用键盘将温度的设定值送入单片机,启动运行后,通过信号采集电路将温度信号采集到后,送到A/D转换电路将信号转换成数字量送入单片机系统进行PID控制运算,将控制量输出,控制电阻炉的加热。1-2系统结构图1.3文字说明控制方案给定一个值送到8031控制电路,由8031控制电路产生信号,送到驱输出所需的温这样就是一个循动电路,驱动电路驱动晶闸管主电路,主电路控制被控对象,度,最后采集电路把采集来的温度送到8031控制电路环。1.4硬件系统概况本系统是采用以AT89C51单片机为核心的温度控制系统,通过温度传感器采样实时温度,并通过变送器将温度最终转换为电压信号通过

3、A/D转换器0808将其转换为数字信号,送入单片机与给定值进行比较,通过运用PID算法得出控制结果,送显示并进行控制。总体设计方案见如图1-2所示。图1-2系统设计方案图1.5Protues7软件概况PROTUES是一种基于标准仿真殷勤SOICE3F5的混合电路仿真工具,既可以仿真模拟电路,又可以仿真数字电路以及数字、模拟混合电路,其最大特色在于能够仿真基于控制器的系统。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件),从原理图布图、代码调试到

4、单片机与外围电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台,其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等,2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器,并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面,它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译。其程序界面如图5-1所示。CPIJIEBUNTITLED-ISISProfessional3i3馮泊BLi隕冻iMj京組耳图5-1Protues7工作界面ri-

5、(Fj音吾w崭繭白iSi.T)11Rootsheet1PROTUES软件的功能特点介绍如下:原理布图PCB自动或人工布线SPICE电路仿真革命性的特点:互动的电路仿真。用户甚至可以实时采用诸如RAM,ROM,键盘,马达,LED,LCD,AD/DA,部分SPI器件,部分IIC器件。仿真处理器及其外围电路。可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流单片机。还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程,再配合显示及输出,能看到运行后输入输出的效果。配合系统配置的虚拟逻辑分析仪、示波器等,Protues建立了完备的电子设计开发环境。同时它还具有4大功能模块:智能原理图设计(ISIS),完善的电路仿

6、真功能(Prospice),独特的单片机协同仿真功能(VSM),实用的PCB设计平台。Protues提供了丰富的资源:1Protues可提供的仿真元器件资源:仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件,有30多个元件库。2Protues可提供的仿真仪表资源:示波器、逻辑分析仪、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器、信号发生器、模式发生器、交直流电压表、交直流电流表。理论上同一种仪器可以在一个电路中随意的调用。除了现实存在的仪器外,Protues还提供了一个图形显示功能,可以将线路上变化的信号,以图形的方式实时地显示出来,其作用与示波器相似,但功能更多。这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标,例如极高

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