硅碳棒电加热温度控制器的设计

KSY-12D-16电炉温度控制器目录一、用途 (2)二、主要技术指标和参数 (2)三、仪器结构 (2)四、仪器使用及注意事项 (3)五、仪器成套及技术文件 (3)本仪器为精密、低温制冷仪器，使用前请详阅说明书，谨慎操作！一、产品简介KSY-12D-16电炉温度控制器适用于以硅碳棒（管）加热型电炉，与镍铬——镍硅热电偶配套使用，可对电炉内的温度进行测量、显示、控制，并可使炉内的温度自动保持恒温。

设计新颖，控温精度高，性能稳定易操作。

控温仪表分为指针式A：数显式AS：智能式ASP:智能多段二、技术指标★输入电压（V）：380★输出电压（V）：50-360★最高温度（℃）：1600★最大控制功率（KW）：12One, product introductionKSY-12D-16furnace temperature controller applied to silicon carbon rod ( tube ) heating furnace, and Ni-Cr -- nickel-silicon thermocouple supporting the use of electric furnace, temperature measurement, display, control, and can make the temperature inside the oven to keep constant temperature automatically. Novel design, high precision of temperature control, stable performance and easy to operate. Temperature control instrument for pointer type A: digital display type AS: intelligent ASP: intelligent multi segmentTwo, technical indicatorsOf the input voltage ( V ):380Of the output voltage ( V ):50-360Of the maximum temperature ( c ):1600Control of maximum power ( KW ):12。

硅碳棒电炉的设计与计算硅碳棒电炉是一种常用的电热设备，常用于石油化工、冶金、机械制造等行业中的加热、熔融、烘干等工艺过程。

正因为其广泛的应用，对于硅碳棒电炉的设计与计算显得尤为重要。

本文将从硅碳棒电炉的设计要点、计算原理和计算方法等方面进行详细探讨。

硅碳棒电炉的设计要点包括炉体设计、加热元件的选择和布局、电源参数的选择等方面。

首先是炉体设计，炉体应具备良好的隔热性能和耐高温性能，常见的材料有电石、石棉板等。

炉体的形状通常是圆筒形，这样能够保证温度均匀分布。

其次是加热元件的选择和布局，硅碳棒是硅碳合金制成的电热元件，其特点是工作温度高、导电性能好，常见的布局有直线式、U型等。

最后是电源参数的选择，主要包括电压、功率和电流等参数，根据加热要求和设备条件进行选择。

硅碳棒电炉的计算原理主要涉及三个方面，即加热功率的计算、加热时间的计算和温度分布的计算。

加热功率的计算是根据物体的质量、材料的比热容和温升来确定的。

加热时间的计算是根据加热功率和物体的热容量来确定的。

温度分布的计算是根据炉体的结构、加热元件的布局和传热原理来确定的。

硅碳棒电炉的计算方法主要包括数学模型和数值方法两种。

数学模型是根据加热原理、传热原理和传质原理建立的方程模型，通过求解这些方程得到温度分布和加热时间。

数值方法是通过数值计算来求解数学模型，常用的数值方法有有限差分法、有限元法和潜加法等。

在进行硅碳棒电炉的设计与计算时，需要考虑到炉膛的内外表面温度、炉体的热耗、耐火材料的使用寿命、防爆和安全措施等因素。

此外，还要根据不同的热工过程需求，进行参数选择和计算，比如稳定工作温度、加热速率、保温时间等。

综上所述，硅碳棒电炉的设计与计算是一项复杂的工作，需要考虑多个因素，并运用数学模型和数值方法进行计算。

通过合理的设计与计算，能够满足不同工艺要求，提高炉子的效率和性能。

常见硅碳棒加热控制⽅式的应⽤
硅碳棒电热元件具有使⽤温度范围宽、⾼温下不易变形、升温快、热效率⾼、耐腐蚀、操作维护⽅便等优点，在电⼦陶瓷、新型电⼦粉体材料、冶⾦等⾏业⼯业加热炉中被⼴泛使⽤，但它在⾼温（1000℃以上）会被缓慢地氧化，即“⽼化”。

通常硅碳棒⼚家给出的使⽤寿命为2000～4500h（3～6个⽉），⽽实际使⽤寿命⼀般在1～18个⽉之间，造成使⽤寿命相差甚远的原因，除与棒使⽤的炉温、表⾯负荷、⽓氛、使⽤⽅式等因素有关外，与电⽓控制⽅式也有很⼤关系，因此研究探讨硅碳棒电阻炉的控制⽅式，对降低设备的⼀次成本投⼊和运⾏费⽤、提⾼设备的综合性价⽐，具有重要的实际意义。

⼏种常见硅碳棒加热控制⽅式的应⽤
1.⽆变压器过零控制⽅式
2.变压器副边过零控制⽅式
3.变压器原边过零控制⽅式
4.⽆变压器电压型移相控制⽅式
5.变压器副边电压型移相控制⽅式
6.变压器原边电压型移相控制⽅式
7.恒流型移相控制⽅式
8.⽆变压器恒功率型移相控制⽅式
在下⼀节，我们会针对以上这⼋种硅碳棒加热控制⽅式的应⽤，每⼀种⽅式，具体的介绍。

分析常⽤的电路形式及碳棒结法（以电炉某⼀温区单相为例）有以下⼏种。

毕业设计（论文）题目电加热炉温度控制系统硬件设计英文题目The Hardware Development forControlling Temperature of an Electronic HeatingFurnace摘要本文以电加热炉的温度控制为被控对象，通过对电加热炉的温度控制对象特性的分析来确定电加热炉的温度控制硬件系统的设计和控制方案。

冶金、化工、机械各类工业控制中，电加热炉得到了广泛的应用，其温度控制具有非线性、大滞后、大惯性、时变性、升温单向性等特点。

传统的以普通双向晶闸管(SCR) 控制的高温电加热炉采用移相触发电路改变晶闸管导通角的大小来调节输出功率, 达到自动控制电炉温度的目的。

这种移相方式输出一种非正弦波, 实践表明这种控制方式产生相当大的中频干扰, 并通过电网传输, 给电力系统造成“公害”。

采用固态继电器控温电路, 通过单片机控制固态继电器, 其波形为完整的正弦波, 是一种稳定、可靠、较先进的控制方法。

为了降低成本和保证较高的控温精度, 采用ATMEL AT89C52芯片和通过控制过零触发型固态继电器的通断比，来控制输入到加热炉的功率，从而达到控制温度的目的。

测量部分是采用铂銠10-铂热电偶。

为了在工业现场应用中具有较强的抗干扰能力,采取了一系列抗干扰措施。

以单片机为核心, 采用温度变送器和固态继电器控温电路, 实现对电炉温度的自动控制。

该控制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。

有较高的适用价值和理论价值。

关键字电加热炉温度控制；AT89C52；PID闭环控制；铂銠10-铂热电偶；SSRAbstractThis paper with the temperature control of electric heating furnace for the control object, by virtue of the object characteristic of analysis for temperature control of electric heating furnace then to certain the hardware system of design and control solutions for the heating furnace.In all walks of control realms,for example: The metallurgy,chemical engineering,machine and other industry control field, electric heating furnace got an extensive application, its temperature control has characteristics of non-linear,big lag,big inertial,time-variable and warm up unilateralism etc. Use bidirectional SCR that Traditional way to control temperature of heating furnace is a phase shift style thich make no doubt of could control temperature automatically but be proved to that could produce the fearfulness intermediate frequency interfere result in a common disaster to power system during transportatiion.On the contrary control, by using micro-chip computer assort with the slide state raley (SSR) to control temperature is a steady , reliable and advanced way for the intact sine wave which couldn't disturb the power system. In order to reduce and be sure of high precision ,we use ATMEL AT89C52 micro-chip computer ,which be prove a wonderful ability of anti-jaming,to control the power of radiation resistance which could infect temperature directly by order the proportion of ON/OFF of SSR,The measurement part we select the thermocouple (platinum rhodium 10- platinum) to detect the variable temperature.and to achive automatic control.This control system possess strongpoint of low cost, high control accuracy , good reliability and good resistance to interferenceetc,so it have some worthwhile to put on application.Keywordselectric heating furnace； AT89C52；PID close-loop control thermocouple (platinum rhodium 10- platinum)；SSR目录摘要与关键词 (I)英文摘要与关键词 (II)绪论 (1)1. 系统总体方案设计 (3)1.1 系统的设计原则 (3)1.2 系统的设计步骤 (3)1.3 系统的工程设计与实现 (3)1.4 系统的总统方案设计 (4)1.5 硬件的工程设计与实现 (4)2．电加热炉温度单片机控制系统设计 (6)2.1 系统概述 (6)2.2 系统的总体结构 (6)2.3 系统的基本工作原理 (6)2.4 系统的技术指标 (7)3．温度控制硬件系统设计 (8)3.1硬件电路的设计系统规范 (8)3.2 芯片功能介绍 (8)3.3 分模块详述系统各部分的实现方法 (20)3.3.1 温度采集电路 (20)3.3.2 控制芯片 (22)3.3.3 加热器控制电路 (27)3.3.4 抗干扰电路(看门狗电路) (28)3.3.5 A/D转换器 (29)3.3.6 温度检测和变送器 (34)3.3.7 固态继电器控温电路 (35)4．系统软件与模型 (39)4.1 数学模型建立 (39)4.2 控制系统的算法设计 (39)4.3 编程模型及数据结构 (40)4.4 软件设计 (41)5．系统实现技术 (42)5.1 硬件调试 (42)5.2 软件调试 (42)结论 (43)致谢 (44)参考文献 (45)附录1 源程序 (46)附录2 硬件电路总图 (59)绪论单片微型计算机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多的电子产品中扮演着各式各样的控制角色。

2.6x1.2x0.8m台车式电阻炉技术方案目录一、公司简介二、用途及工作条件三、设备主要技术参数四、设备结构简介五、关键件明细表六、售后服务及承诺七、报价一、公司简介二、用途及工作条件本型炉系周期作业式电阻炉，主要适用于中小型金属制品、结构件在自然气氛中进行去淬火、正火、退火、预热、保温及随炉冷却的专用设备。

本型炉并与电炉温度控制柜配合使用，可实现自动或手动控制电炉的工作温度和机械动作。

设备工作条件室内使用380V±10%；50HZ，三相交流电源。

环境温度：5～50℃，相对湿度＜80%。

设备所有周围没有导电尘埃、爆炸性气体及严重破坏金属及绝缘的腐蚀性气体。

没有振动和颠簸。

三、设备主要技术参数1、额定功率： 160Kw（智能可调）2、额定电压： 380V3、相数： 3相4、额定频率： 50HZ5、额定温度： 950℃6、控温区数： 2区7、炉膛有效尺寸： 2600×1200×800mm8、加热元件接法： Y9、炉温均匀性：±10℃10、炉体表面温升：≤40℃11、温控精度：≤±1℃12、空炉升温时间：≤3h13、加热方式：炉膛两侧硅碳棒加热14、控温方式：采用PID控温，可编程控制器自动控制热处理工艺过程，15、炉门升降机构：电动垂直升降，斜面滑道压紧16、保温方式：耐火砖复合结构17、台车行走方式方式：摆线针减速机驱动18、排气装置：炉顶上部安装二个排气孔，手动阀门四、设备结构简介本台车式电阻炉主要由炉壳、炉衬、炉门及升降机构、加热元件、台车台车牵引机构和智能电气控制系统组成；在整体设备设计中，充分考虑了炉门与台车及指令加热之间的安全连锁装置。

即当炉门未开启上升至设定位置时，台车无法进出；当台车未进入设定位置时，炉门升降指令无效。

安全连锁装置，环环相扣，指令紧密，保证了整体设备的安全可靠运行。

1、炉壳：1.1炉体框架采用优质国标型钢焊接，结构牢固可靠，且所有焊缝均匀平滑，无气孔、夹杂、未熔合等缺陷,整体强度好，不易变形，外表平整光洁。

以不同键合方式合成的Eu-AA-MMA共聚物的表征及荧光性质张秀菊;陈鸣才;冯嘉春;牛于华;李抢满;贾德民【期刊名称】《高分子材料科学与工程》【年(卷),期】2004(20)3【摘要】用两种不同的键合方式,即先聚合再络合(先合成丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯共聚物,再将铕离子(Eu3+)引入此共聚物)和先络合再聚合(先合成丙烯酸铕,再合成丙烯酸铕-甲基丙烯酸甲酯共聚物)的方式将稀土元素Eu引入到高分子基体中。

采用红外光谱、X射线衍射和DSC等手段对其结构、物相和热性能进行表征,确定铕与高分子基质发生配位。

荧光光谱表明得到的配位聚合物是一种良好的光致发光材料,在紫外光下发出高亮度、单色性的特征红光。

【总页数】4页(P64-67)【关键词】丙烯酸;甲基丙烯酸甲酯;共聚物;络合物;稀土光致发光材料;键合方式;合成方法【作者】张秀菊;陈鸣才;冯嘉春;牛于华;李抢满;贾德民【作者单位】华南理工大学;中科院广州化学研究所;中国科学技术大学【正文语种】中文【中图分类】TQ325.7;TN104.3【相关文献】1.钴（Ⅲ）多吡啶类混配配合物的合成、表征及其与DNA键合性质的研究 [J], 谭年元;陈立新;颜炜伟;黄赛金2.一个新型钌(Ⅱ)配合物的合成、表征与DNA的键合及溶剂变色性质 [J], 吴宝燕;高丽华;王科志3.钌配合物[Ru(phen)2(7-R-dppz)]2+( R=-CH3,-F,-CF3)的合成、表征及DNA 键合性质 [J], 刘平;刘学文;陈远道;卢基林;李琳4.两种有机磺酸配合物的合成、表征及与DNA键合性质 [J], 李明田;黄俊;周璇;王成刚5.1,1'----双取代二茂铁为配体的配合物的研究Ⅳ.含有dppf配体的π-键合混合配体钯(O)双核配合物的合成、表征及电化学性质 [J], 席振峰;杨端娜;金斗满因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

目录一、硅碳棒高温炉使用说明书1、概述┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄12、主要技术指标┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄13、结构┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄14、安装┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄15、使用┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄26、维修┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄2二、温度控制器使用说明书1、概述┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄42、主要参数┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄43、使用方法┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄44、常见故障及产生原因┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄5附一、装箱单及附件┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄6XL－2型硅碳棒高温炉使用说明一、概述XL－2型硅碳棒高温炉是试验室的通用设备，比普通箱形高温炉（马弗炉）能提供更高的使用温度，可供煤炭、化工、建材、电力、冶金、地质勘探和科研单位作烧结、加热和热处理等用。

二、主要技术指标三、结构高温炉外壳由钢板制成，炉膛采用耐火材料。

在炉膛与炉体外壳之间砌筑轻质保温砖，充填保温纤维。

发热组件硅碳棒分布于炉膛两侧。

为了操作安全，在炉壳上装有限位开关。

当炉门打开时，高温炉自动断电；炉门关闭时，高温炉通电加热。

四、安装1、检查高温炉、控制器外表是否完好，开关应在断开位置。

2、将高温炉与控制器分别放在稳固的平台上，使之处于水平状态。

控制器与高温炉应保持适当距离，不宜太近，以免高温炉散发的热量影响控制器内电子组件的正常工作。

3、将热电偶从高温炉后盖孔内插入炉膛中部，孔与热电偶之间的间隙用石棉绳填塞。

热电偶与控制器之间用补偿导线连接，接线时注意极性，切勿接反。

4、高温炉负载端与控制器负载端之间，以及控制器电源端与外接供电电源之间均应采用4～6mm2多股绝缘铜线可靠连接，供电电源应能提供足够的功率。

5、高温炉“行程开关”的两个接线柱与控制器的“外接开关”插座之间用带有航空插头的专用连接线可靠连接。

本科毕业设计题目：硅碳棒电加热温度控制器的设计学院：信息科学技术学院专业：电子信息工程（微电子）学号：学生姓名：指导老师：职称：二零一二年五月摘要温度是工业生产以及科学实验中的重要参数之一。

温度的控制在许多领域中都有着积极的意义。

在很多行业中都有大量的用电加热设备，如硅碳棒等。

采用单片机对其进行控制不仅具有控制方便，简单，灵活性大等特点，而且还可以较大幅度的提高被控温度的技术指标，从而能够大大的提高产品的质量。

所以，智能化的温度控制技术正在被广泛地采用。

本次课题即是针对高温控制系统-硅碳棒电加热温度控制器的设计进行的分析与设计，我们采用了以STC12C5A60S2单片机为主体，铂铑10-铂热电偶温度采集模块，温度设置模块，LCD液晶显示模块以及温度控制模块相搭配的控制系统。

本系统中单片机将采集到的温度与设定的温度进行比较，由此来判定硅碳棒上是否继续加热。

此外还加入了显示模块，将采集到的温度以及设定的温度进行实时显示，使得整个设计更加完整，更加灵活。

关键词：硅碳棒单片机温度控制１AbstractTemperature is one of the important parameters in industrial production and scientific experiment.In many areas t emperature control have a positive significance.There are a large number of electric heating equipment in many industries, such as silicon carbide, using the micro controller to control the temperature not only has a convenient, simple, flexible features, but also can greatly improve the technical indexes of the accused temperature was charged, which can greatly improve the quality of the product.Therefore,intelligent temperature control technology is being widely adopted.This issue is for the analysis and design of high-temperature control system-silicon carbide electric heating temperature controller design, we have adopted STC12C5A60S2micro controller as the main,platinum and rhodium- platinum thermocouple temperature acquisition module, the temperature setting module , LCD module and temperature control module with the control system.In the system, micro controller will compare the collected t emperature and setting temperature,and thus to determine whether to continue heating the silicon carbide.In addition,the system joined the display module will be collected temperature and set temperature in real-time display,making the whole design is more complete and more flexibleKey words：S ilicon Carbide MCU Temperature Control２目录摘要............................................................................................................................................... １第一章前言................................................................................................................................. ５1.1 本文研究的目的和意义................................................................................................ ５1.2 系统实现的功能............................................................................................................ ５1.3 设计的要求与方案........................................................................................................ ６第二章总体设计分析................................................................................................................. ７2.1 组成框图........................................................................................................................ ７2.2 主要功能模块的简介.................................................................................................... ７2.2.1 传感器温度采集................................................................................................. ７2.2.2 温度设置............................................................................................................. ８2.2.3 LCD液晶显示..................................................................................................... ８2.2.4 温度控制............................................................................................................. ８第三章硬件设计......................................................................................................................... ９3.1 主控系统.................................................................................................................... １０3.1.1 STC12C5A60S2单片机简介.......................................................................... １０3.1.2 最小应用系统模块......................................................................................... １２3.2 传感器温度采集模块................................................................................................ １４3.2.1 器件选型与简介............................................................................................. １４3.2.2 整个模块设计与分析..................................................................................... １７3.3温度设置模块............................................................................................................. １８3.4 LCD液晶显示模块................................................................................................. １９3.4.1 器件选型与简介............................................................................................. １９3.4.2 整个模块设计与分析..................................................................................... ２５3.5 温度控制模块............................................................................................................ ２６3.5.1 光耦器件选型与简介..................................................................................... ２６3.5.2 可控硅器件选型及简介................................................................................. ２６3.5.3 整个模块设计与分析..................................................................................... ２７第四章软件设计..................................................................................................................... ２８4.1 主程序设计................................................................................................................ ２８３4.2 子程序部分................................................................................................................ ３１4.2.1 A/D转换程序 ............................................................................................... ３１4.2.2 温度设置程序............................................................................................... ３９4.2.3 LCD显示程序.............................................................................................. ４１4.2.4 PID温度控制程序 ....................................................................................... ４５结束语....................................................................................................................................... ４９1 设计历程....................................................................................................................... ４９2 设计特点....................................................................................................................... ４９3 存在的问题和改进....................................................................................................... ５０4 展望和体会................................................................................................................... ５０致谢........................................................................................................................................... ５１参考文献................................................................................................................................... ５２附录1（电路原理图及PCB图） .......................................................................................... ５３附录2（部分程序）................................................................................................................ ５５４第一章前言1.1 本文研究的目的和意义温度是日常生活中的重要参数。

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。