关于电加热器的控制程序的编写参考

安装、使用产品前，请仔细阅读使用说明书RJD-25/1140(660)制氮装置用隔爆兼增安型电加热器使用说明书煤科集团研究院有限公司前言本说明书是使用说明书。

本说明书对于初次使用RJD-25/1140(660)型制氮装置用隔爆兼增安型电加热器的用户很有必要，对于具有使用经验的用户，也可使其进一步加深理解，这一点也是编者的宗旨。

希望用户仔细阅读本说明书，完全理解后在付诸实践。

另外，设备在正常运转开始后，设备操作员与维修人员须将此说明书就近保管好，以便需要时参阅。

本说明书的主要容包括RJD-25/1140(660)型制氮装置用隔爆兼增安型电加热器的结构特征与工作原理、技术特征、安装调试使用操作以及维护保养等容。

由于RJD-25/1140(660)型制氮装置用隔爆兼增安型电加热器的研究与改进在不断进行，因此本说明书的容有可能与购买产品的具体情况有不符之处，如对购买产品或本说明书有疑问，请与下述部门联系：TEL：-56626032警告！先启动制氮机，工作稳定后再启动电加热器1.概述1.1主要用途及使用围●该电加热器专门用于矿用井下移动式制氮装置的配套，安装在矿用井下移动式制氮装置。

用于井底车场、总进风巷和主要进风巷，翻车机硐室，采区进风巷。

●品种、规格●RJD-25/1140(660)1.2执行标准及特征1.2.1 型号的组成及其代表意义R J D -25/1140(660)电压等级额定功率制氮装置用隔爆兼增安加热器1.2.2 执行标准执行标准为Q/SMY2222-2015；GB3836-2010。

1.2.3防爆形式矿用隔爆型“ExdeⅠMb”。

1.3基本参数1.4使用环境条件●隔爆型电控制箱能够在下列环境条件下正常工作：➢环境温度：0～40℃；➢相对湿度：≤95％（25℃时）；1.5工作条件●电加热器应安置在矿用井下移动式制氮装置。

工作环境的有害气体、瓦斯、煤尘含量和通风量应符合《煤矿安全规程》的规定，具有完整的供电系统，●额定工作电压：1140／660V（AC）●额定的功率：25KW●额定的工作制：长期工作制●制氮机工作稳定后再启动电加热器！！！1.6安全●电加热器的维护和保养工作必须在断电的情况下才能进行。

毕业论文设计题目：单片机的电加热炉温度控制系统设计摘要随着计算机技术、控制理论和控制技术的发展，电加热炉的温度控制技术日趋成熟，已经成为工业生产中的一个重要部分。

本设计为基于单片机的电加热炉温度控制系统，通过控制电阻丝两端电压的工作时间，来控制电阻丝的输出平均功率，从而实现对电加热炉温度的自动控制。

系统分为温度测量、A/D转换、单片机系统、键盘操作系统、温度显示电路、报警电路、D/A转换等若干个功能模块。

该系统具有硬件成本低，控温精度较高，可靠性好，抗干扰能力强等特点。

关键词：电加热炉；单片机；温度控制；固态继电器目录摘要 (I)目录 (II)第1章控制系统设计 (1)系统基本结构 (1)预期达到的性能指标 (1)温度检测电路及元器件选择 (2)放大器AD522 (2)桥式测量电路设计 (3)单片机最小系统外围电路 (3)单片机8051 (3)电源电路设计 (4)看门狗电路设计 (5)系统时钟电路设计 (6)数据采集电路的设计 (7)模数转换器AD574 (7)多路转换开关CD4051 (8)键盘显示接口技术及报警电路 (10)8279的组成及工作原理 (10)管脚功能说明 (12)8279与键盘显示器的连接 (13)LED报警电路的设计 (14)温度控制电路设计 (15)温度控制系统总电路图 (15)第2章温控系统的软件设计 (16)主程序流程图 (17)键盘扫描和译码过程的流程图 (17)通道数据采集的流程图 (18)单片机主程序流程图 (19)结论 (21)参考文献 (22)致谢 (23)第1章控制系统设计系统基本结构，系统由8051单片机、温度检测电路、模数转换电路、温度控制电路、8279键盘显示器等组成。

炉内温度由热电阻测温元件和电阻元件构成的桥式电路测量并转换成电压信号送给放大器的输入端，使信号变成0-5V电压信号，再经多路转换开关CD4051将信号送入A/D转换器，将此数字量经过数字滤波，标度转换后，一方面通过LED将炉温显示出来；另一方面，将该温度值与被测温度值比较，根据其偏差值的大小，采用比例微分控制（PID控制），通过固态继电器控温电路控制电炉丝的加热功率大小，从而控制电炉的温度，使其逐渐趋于给定值且达到平衡。

数字PID温度控制电热器 C51程序机电工程系毕业设计毕业论文机电工程系毕业论文设计题目: 数字PID温度控制电热器__________________________________________________________题目：环境温度控制系统——硬件电路部分摘要：本系统是基于和单片机的AT89C51单片机控制系统，能够实现一定质量的水在一定温度范围内的温度维持，并可通过液晶设置、显示温度，实现人机互动。

同时本系统配备有经过精心设计的基于VB及VF的计算机辅助分析软件，分别用于数据的实时读取记录，和水温数据的数据库管理。

关键词（主题词）：AT89C51、PWM控制、PID算法、DS18B20传感器、数据实时采集、补码，双向可控硅。

一、设计目的（1）温度设定范围为40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。

（2）采用PID的控制方法，当设定温度突变（由40℃提高到60℃）时，减小系统的调节时间和超调量。

（3）温度控制的静态误差≤0.2℃。

（4）实时采集温度值，计算当时实际温度与所给目标温度的差值，进行PID 计算后得出加热通电时间。

通过定时器控制双向可控硅的通电时间来保证保持预期的温度。

二、对毕业设计课题实现方案：2.1硬件实现总体框图系统框图2.1.1 主控制器单片机AT89S51具有低电压供电（+5V）和体积小和工作性能稳定等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用蓄电池供电。

2.1.2 显示电路显示电路采用4位共阳LED数码管。

2.1.3温度传感器DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式。

DS18B20的性能特点如下：✧独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；✧多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；✧无须外部器件；✧可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5V；✧零待机功耗；✧温度以9或12位数字；✧报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；✧负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。

工作原理电加热器的安全运行和使用寿命与电加热器运行温度的高低有着直接的关系，因此对加热器运行温度的控制和实时监控十分重要。

本系统由温度传感器对加热元件、加热板以及蓄热块上的温度进行采样，所测温度信号经放大和A/D转换后送PLC,利用软件进行数据处理，处理后的数据实时显示，并驱动三相晶闸管调压器以调节加热器温度。

电加热器电源及温控系统技术路线见图1。

1.3技术性能1.3.1电源功能（1）长时运行工作制，电源系统能在各种试验状态下，把负载加热到要求的温度值，并进行恒温控制，同时电源系统供电主回路方案合理，可靠性高，可操作性、可维护性强，操作上的透明度高，安全性要高。

（2）电源系统能给加热器提供一个平滑的连续动态可调的输出电参数，实现带载动态调温功能，避免对加热器造成电动力冲击与温度过冲，实现温度平稳控制。

（3）电源系统具有输出参数控制模式调节功能，能根据实际工况进行最佳运行控制。

即工况良好时，当温度未达到其设定值时，电源应以高功率输出，工况不好时，比如天气潮湿、绝缘值低或长时间未做试验时，能够选择先低电压低功率加热，然后慢慢提高电参数，达到保护加热器与安全运行的目的。

(4)当负载温度达到预设温度时，电源应调节功率输出以维持电热元件恒定在设定温度，同时，在恒温过程中，电热元件避免不断受到交变力的作用，充分保证高温条件下负载的安全运行与使用寿命。

1.3.2电力电子装置(调功器)技术参数电力电子装置采用调压控制模式，试验中根据温度控制要求，调节控制值，达到控制脉冲的调制，从而实现输出电压调节，加热器电功率与负载温度可控的目的。

(1)额定输出功率：第1〜12组，每组功率288kW,12组单独运行, 电阻性负载；(2)调压范围：主回路输入电压的0〜98%；(3)工作制式：具备软启动、软停车功能，避免过大的电流冲击。

1.3.3系统保护功能(1)电源系统主回路具备一次侧雷击过电压保护，浪涌过电压保护，电源侧操作过电压保护，电源侧过电流保护，负载侧过电流保护，电力电子器件关断过电压保护，电力电子器件过热保护以及系统漏电保护。

小明构思了下列几种电加热器控制方案电加热器控制方案方案一：定时开关控制•方案介绍：通过设置定时器，按照预设的时间开启和关闭电加热器。

可以根据个人需求设置不同的开关时间，实现定时加热。

•适用场景：适用于需要在固定时间段内进行加热的场景，如夜间保持室内温暖。

•优势：操作简单，可以根据需求设定灵活的加热时间。

•劣势：无法根据环境温度和需求实时调整加热器开关状态。

方案二：温度感应控制•方案介绍：通过温度感应器监测环境温度，根据设定的温度阈值开启或关闭电加热器，实现自动控制。

•适用场景：适用于需要根据环境温度自动调整加热器状态的场景，如室内温度控制。

•优势：能够实时感应环境温度并作出相应调整，节省能源。

•劣势：需要安装温度感应器，成本较高。

方案三：人体感应控制•方案介绍：通过人体感应传感器监测人体活动，当有人进入感应范围时开启电加热器，无人时关闭。

•适用场景：适用于人员活动不频繁的场景，如办公室、会议室等。

•优势：节省能源，不需要人工干预。

•劣势：需要安装人体感应传感器，对传感器位置有一定要求。

方案四：外部控制•方案介绍：通过外部设备，如手机、电脑等，远程控制电加热器的开关。

•适用场景：适用于需要随时控制加热器状态的场景，如外出旅行前远程开启加热器。

•优势：灵活方便，可以随时改变加热器开关状态。

•劣势：需要外部设备和网络支持，可能存在网络不稳定等问题。

以上是小明构思的几种电加热器控制方案，请根据实际需求选择合适的方案。

方案五：光感应控制•方案介绍：通过光感应器检测光线强度，根据设定的光照阈值开启或关闭电加热器，实现自动控制。

•适用场景：适用于需要根据光线强度自动调整加热器状态的场景，如阳光直射的房间。

•优势：能够根据光照情况自动调整加热器状态，节省能源。

•劣势：需要安装光感应器，可能受到其他光源的干扰。

方案六：智能学习控制•方案介绍：通过学习用户的习惯和需求，自动调整电加热器的开关状态。

•适用场景：适用于需要个性化、智能化控制的场景，如家庭。

课程设计任务书设计依据、要求及主要内容：一、设计任务加热器出口温度在阶跃扰动DC作用下，其输出响应数据如下：t/s012345678y 4.0 4.0 4.2 4.5 4.8 5.1 5.4 5.7 5.8t/s91011y 5.85 5.9 6.0 6.0试根据实验数据设计一个超调量的无差控制系统。

具体要求如下：（1）根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的数学模型；（2）根据辨识结果设计符合要求的控制系统（控制系统原理图、控制规律选择等）；（3）根据设计方案选择相应的控制仪表；（4）对设计的控制系统进行仿真，整定运行参数。

二、设计要求采用MATLAB仿真；需要做出以下结果：（1）超调量（2）峰值时间（3）过渡过程时间（4）余差（5）第一个波峰值（6）第二个波峰值（7）衰减比（8）衰减率（9）振荡频率（10）全部P、I、D的参数（11）PID的模型（12）设计思路三、设计报告课程设计报告要做到层次清晰，论述清楚，图表正确，书写工整；详见“课程设计报告写作要求”。

四、参考资料[1] 何衍庆．工业生产过程控制（1版）．北京：化学工业出版社，2004[2] 邵裕森．过程控制工程．北京：机械工业出版社2000[3] 过程控制教材目录一 设计内容1.1总体思路1.2.设计要求二 数学模型的建立2.1 PID参数K、T、Τ的确定2.2传递函数的确定三 控制系统的设计3.1原系统方框图3.2 PID温度控制器原理3.3 控制规律与控制变量的确定3.4 过程控制系统设备的选择四 系统仿真及其分析4.1仿真波形图4.2系统的性能指标五 课程设计心得体会六 参考文献一 设计内容1.1总体思路在课程设计过程中，可初步体验过程控制系统的设计过程、设计要求、完成的工作内容和具体的设计方法，了解必须提交的各项工程文件，也达到巩固、充实和综合运用所学知识解决实际问题的目的。

同时也使学生加深理解所学的理解知识，提供运用所学知识的能力，按照给定的设计资料和设计要求，使学生掌握电气控制系统设计的基本技能，增强独立分析与解决问题的能力。

家用电热水器的设计摘要随着人们生活水平的不断提高，单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中家用电热水器就是一个典型的例子。

在本设计中采用单片机AT89C51作为控制器来控制电路。

本设计分别对硬、软件进行设计说明。

硬件包括加热控制电路，温度检测电路，LED数码管及指示灯显示电路及报警器驱动电路等的设计，比如，利用热敏电阻对热水器出口温度进行检测；用温度/频率转换电路通过单片机的检测间接测出温度值；用单片机通过光耦给可控硅触发信号，控制可控硅的导通角,而控制电热丝的有效加热功率；用继电器来控制加热电源，使其在关机和超温保护的状态下可靠的关断；用在继电器线圈回路中串联105℃的熔丝来防止温度过高时加热管干烧。

软件部分给出了部分程序流程图的设计，包括主程序的设计、显示扫描子程序的设计、按键扫描处理子程序的设计、加热和控制程序流程图的设计、温度检测程序的设计、频率测试程序的设计。

软件编程采用C语言编写，因为其简洁、使用方便灵活、容易实现程序的模块化和结构化。

关键词：单片机；电热水器；温度/频率转化测温；二分查找法Design of rapid heating type household electric water heater based on single-chip microcomputer controlAbstractAs people living standard rise ceaselessly, the single-chip microcomputer control is undoubtedly one of the goals of the people to pursue, it brings convenience is not negative, household electric water heater is a typical example of it. In this design uses AT89C51 microcontroller as the controller to control circuit. The design of hardware and software respectively design and explains. Hardware including heating controlcircuit, temperature detection circuit, LED digital pipe and indicator shows circuit and alarm driver circuit design, for example, using thermal resistance of the water heater outlet temperature testing; Use temperature/frequency conversion circuit is measured by single-chip microcomputer detection indirect temperature; With single-chip microcomputer controlled by light-coupler to trigger signal, Control the conduction angles of the SCR, and control of the resistance wire effective heating power. Use relay to control the heating power, so that the shutdown and over-temperature protection under the condition of reliable shut off; Used in relays coil loop in tandem 105℃melt silk of high temperature to prevent dry heating tube when burnt. Software part gives part of the program flow chart, including the design of main program design, the design of subroutines that display scanning, buttons scanning processing procedure design, heating and control program flowchart design, temperature detection program design, frequency test procedure design. Software programming using C language, because of it is simple and easy to use and agile and easy to implement procedures of modular and structured.显示对应的拉丁字符的拼音Key words: single-chip microcomputer; electric water heater;temperature/frequency conversion temperature measurement; binary search method目录摘要 (I)Abstract (I)1 绪论 (1)1.1 单片机的组成及特点 (1)1.1.1 单片机的组成 (1)1.1.2 单片机的特点 (1)1.2 选题目的和意义 (2)1.3 国内外发展情况 (3)1.4 即热式电热水器与普通电热水器的区别 (3)1.5 设计要求 (4)1.6 设计内容 (4)2 快热式电热水器的硬件设计 (5)2.1 硬件元件的选择与方案论证 (6)2.1.1 单片机的选择 (6)2.1.2 电源的选择 (7)2.1.3 键盘的选择 (7)2.1.4 显示器的选择 (7)2.1.5 驱动及加热控制元件的选择 (8)2.1.6 温度检测传感器的选择 (8)2.1.7 供电线路的选择 (9)2.1.8 传感器输出的放大电路的选择 (10)2.2 系统硬件电路的设计 (10)2.2.1 加热控制电路的设计 (10)2.2.2 过压保护电路的设计 (11)2.2.3 温度检测电路的设计 (12)2.2.4 数码管显示电路的设计 (12)2.2.5 报警器驱动电路的设计 (13)3 快热式电热水器的软件设计 (13)3.1 主程序的设计 (14)3.2 显示扫描子程序的设计 (14)3.3 按键扫描处理子程序的设计 (14)3.4 加热和控制程序流程图的设计 (17)3.5 温度检测程序的设计 (18)3.6 频率测试程序的设计 (19)结论 (22)致谢 (22)参考文献 (23)附录A 控制源程序清单 (24)附录B系统总设计原理图 (36)1 绪论1.1 单片机的组成及特点随着人们生活水平的不断提高，单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的。