現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中,用于熱處理的加熱爐,需要消耗大量的電能,而且溫度控制是純滯后的一階大慣性環(huán)節(jié)?,F(xiàn)有企業(yè)多采用常規(guī)儀表加接觸器的斷續(xù)控制,隨著科技進步和生產(chǎn)的發(fā)展,這類設(shè)備對溫度的控制要求越來越高,除控溫精度外,對溫度上升速度及下降速度也提出了可控要求,顯而易見常規(guī)控制難于滿足這些工藝要求。隨著微電子技術(shù)及電力電子技術(shù)的發(fā)展,采用功能強、體積小、價格低的智能化溫度控制裝置控制加熱爐已成為現(xiàn)實。
溫度在很多工業(yè)生產(chǎn)過程中是主要的被控參數(shù)之一,因為任何物理變化和化學(xué)反應(yīng)的過程都與溫度有關(guān)。為了保證生產(chǎn)過程正常安全的進行,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量,以及減輕工人的勞動強度,節(jié)約能源,對加熱用的各種電路要求在一定的條件下保持恒溫,不能隨電源電壓波動或爐內(nèi)物體而變化;或者有的電路的爐溫根據(jù)工藝要求按照某個指定的升溫或保溫規(guī)律而變化等等。因此,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或科學(xué)試驗中常常對溫度不僅要不斷地測量,而且還進行控制?;炯夹g(shù)指標(biāo)及設(shè)計功能要求有:① 溫度檢測精度:±1℃;② LED顯示:4位動態(tài)顯示;③ 報警功能:超溫報警。
1 系統(tǒng)硬件框架設(shè)計
LM35作為溫度傳感器,其采集的溫度模擬量經(jīng)過放大,調(diào)整為0~+5V的電壓信號,再進行A/D轉(zhuǎn)換,最后將轉(zhuǎn)換后的二進制值進行處理,轉(zhuǎn)換成溫度值,通過與設(shè)定的溫度值的比較,進行相應(yīng)的聲光報警,同時根據(jù)溫度值的變換控制繼電器的吸合以帶動升溫裝置和降溫裝置發(fā)生相應(yīng)動作,當(dāng)要啟動升溫裝置或降溫裝置時,單片機的輸出口向三極管基極端輸出電流,使三極管導(dǎo)通以使驅(qū)動繼電器吸合。
2 系統(tǒng)軟件設(shè)計
本系統(tǒng)實現(xiàn)的目標(biāo):上限H℃,下限L℃,恒溫段A~B℃,中間設(shè)定的溫度值為C℃,當(dāng)檢測到的溫度超過上限時,聲光報警,繼電器吸合,風(fēng)扇工作,同時黃燈亮,表示開始降溫,直到溫度降至H℃以下時,停止報警。當(dāng)溫度降至B℃以下時,繼續(xù)降溫,直至降到C℃,停止降溫,處于恒溫階段,綠燈亮;當(dāng)檢測到的溫度超過下限時,聲光報警,繼電器吸合,加熱棒工作,同時紅燈亮,表示開始升溫,直到溫度升至A℃以上時,停止報警。當(dāng)溫度升至B℃以上時,繼續(xù)升溫,直至升到C℃,停止升溫,處于恒溫階段,綠燈亮。在整個過程中,如果發(fā)生中斷,則說明液位達到最低,立即停止加熱。
溫控器(Thermostat),根據(jù)工作環(huán)境的溫度變化,在開關(guān)內(nèi)部發(fā)生物理形變,從而產(chǎn)生某些特殊效應(yīng),產(chǎn)生導(dǎo)通或者斷開動作的一系列自動控制元件,或者電子原件在不同溫度下,工作狀態(tài)的不同原理來給電路提供溫度數(shù)據(jù),以供電路采集溫度數(shù)據(jù)。
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