控制系统的结构框图
时钟电路 键盘
液晶显示 报警电路
温度检测电路
传感器
单片机
电 阻
MCS-51
炉
温度控制
四、参考文献
• [1]. 吴期,俞亚珍.电阻炉微机自动程序温度控制系统[J].水利电力机械 ,2003,15(1):51-52
• [2]沈德金,陈粤初.接口电路与应用程序例 [M].机械工业出版社， 2003,15(1):51-52.
控对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向。
二、本课题的任务及要求
2.1 本课题的任务 1 . 了解电阻炉的工艺要求，原理，特点，常用控制方法和温
度控制的性能要求 2 . 根据工艺要求的控制曲线，确定合理的控制方案 3 .采用单片机，选择合适的传感器及控制方法，确定控制系
统功能，如测量、信号输出形式、显示形式、PID控制、 报警等功能；根据确定的功能要求，合理分配硬件和软件 所应该完成的功能，进行控制方案的论证； 4 .完成硬件电路的设计；完成软件设计的总体方案和主要程 序的编程设计
1.3 现状分析
随着科技的不断发展，我国电阻炉控制设备的现状是一小部分比较先 进的设备和大部分比较落后的设备并存。整体上，我国的电阻炉控制 系统与国外发达国家相比还比较落后。占主导地位的是仪表控制，这 种系统存在很多的不足，如控制参数由人工选择，需要配置专门的仪 表调试人，费时、费力且不准确；控制精度依赖于实验者的调节，控 制精度不高，一旦生产环境发生变化，就需要重新设置；操作不方便 ，控制数据无法保存。因而，对生产工艺的研究很困难，因此造成产 品质量低、废品率高、工作人员的劳动强度大、劳动效率低，这些都 影响了企业的效益。但随着单片机技术的飞速发展，通过单片机对被
,2000,27(1):54-55 • [7].Halm A,Ahava O.Automation Tuning of PID and Other Simple
Regulatiors in a Digital Process IEEE Trans industrial Electronics,1984,IE31,4(11):74~78 • [8]. 李小莹.传感器与测试技术.北京：高等教育出版社.2004
2.2 本课题的要求
1.掌握电阻炉温度控制系统的工作原理，进而论证 温度控制设计方案
2.学习单片原理和指令系统，进行软件和硬件设计 3.查阅资料，了解各种控制算法，明确其优缺点及
应用现状
三、设计思路
在系统中，利用热电偶测得电阻炉实际温度并转换成毫伏 级电压信号。该电压信号经过温度检测电路转换成与炉温 相对应的数字信号进入单片机，单片机进行数据处理后， 通过液晶显示器显示温度并判断是否报警，同时将温度与 设定温度比较，根据设定的PID算法计算出控制量，根据 控制量通过控制固态继电器的导通和关闭从而控制电阻丝 的导通时间，以实现对炉温的控制。该系统中的时钟电路 可以根据要求进行准确计时。
1.2 意义
电阻炉在化工、冶金等行业应用广泛，因此温度控制在工 业生产和科学研究中具有重要意义。其控制系统属于一阶 纯滞后环节，具有大惯性、纯滞后、非线性等特点，导致 传统控制方式超调大、调节时间长、控制精度低。采用单 片机进行炉温控制，具有电路设计简单、精度高、控制效 果好等优点，对提高生产效率、促进科技进步等方面具有 重要的现实意义。
5 2012年6月6日－2012年6月19日 完成论文撰写、定稿
6 2012年6月20日－2012年6月26日 答辩
谢谢
敬请各位老师批评指正！
• [3] 沈协和.用单片微机构成的炉温控制器[J].仪表仪器，1998,15(6):25-36 • [4]宋明刚.智能PID方法在高精度控温中的应用研究[J].水利电力机械，
2001,4(2):35-58. • [5]罗鑫.微机在电阻炉自动控温中的应用[J].威谱机械，1994,4(4):20-26 • [6]. 宋晓东.微机控制大功率电阻炉温系统的实现[J].检测与控制装置
五、进程安排
序
时间要求
应完成的内容（任务）提要
号
1 2012年1月1日－2012年4月10日 明确设计任务，查阅有关资 料，开题
2 2012年4月11日－2012年4月17日 完成方案设计
3 2012年4月18日－2012年5月22日 完成硬件电路的设计
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4 2012年5月23日－2012年6月5日 完成程序设计
基于单片机的电阻炉温度控制系统设计
一、目的、意义及现状分析 二、任务及要求 三、设计思路 四、参考文献 五、进程安排
一、本课题的目的及意义
1.1 目的 自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛 的应用，温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一 。随着单片机技术的飞速发展，通过单片机对被控对象进 行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向。 由于电阻炉在国民经济中有着广泛的应用，而大多数电阻 炉存在着各种干扰因素，将会给工业生产带来极大的不便 。所以本设计的目的是用单片机设计一个能在多种领域得 到广泛应用的电阻炉温度控制系统。