加热窑炉温度控制系统方案设计书

管式加热炉温度温度串级控制系统的设计说明一、引言二、系统结构温度串级控制系统主要由上位机、温度传感器、控制器、执行机构等组成。

1.上位机：负责启动和监控系统运行，提供温度设定值和参考模型，按照系统控制算法生成控制指令发送给下位控制器。

2.温度传感器：负责实时采集管式加热炉内的温度数据，并将其传输给控制器进行处理。

3.控制器：根据上位机提供的设定值和参考模型，根据传感器采集到的温度数据进行处理，生成控制指令并发送给执行机构。

4.执行机构：根据控制器发送的控制指令，调节管式加热炉内的加热功率或其他参数，以实现温度控制。

三、温度控制策略1.温度设定值的调整：上位机会根据需要设定管式加热炉内的目标温度，并将其发送给控制器。

控制器会根据设定值和参考模型，生成合适的控制指令来调节温度。

2.温度比例控制：控制器会根据当前温度和设定值之间的差异，生成一个控制量来调节加热功率，使加热炉内的温度趋近于设定值。

3.温度积分控制：为了消除静态误差，控制器会根据温度偏差的积分值生成一定的控制量，以提高系统的稳定性。

4.温度微分控制：为了快速响应温度变化，控制器还会根据温度变化的速率生成相应的控制量。

四、系统性能指标1.温度响应时间：系统需要具备较快的响应时间，即加热炉内的温度能够尽快达到设定值。

2.温度稳定度：系统应当保持较好的温度稳定度，即经过一定时间后，温度偏差应尽可能小。

3.抗干扰能力：系统需要具备较好的抗干扰能力，对于外界干扰因素的影响应尽可能小。

五、系统设计优化1.选择合适的温度传感器：合适的温度传感器能够提供准确的温度数据，为控制系统提供可靠的输入信号。

2.高性能控制器的选择：通过选用性能较好的控制器，能够提高控制系统的稳定性和响应速度。

3.优化控制策略：通过合理选择温度比例、积分和微分参数，能够提高控制系统的性能。

4.加入滤波器和抗干扰装置：通过加入合适的滤波器和抗干扰装置，能够降低系统对外界干扰的敏感度，提高系统的抗干扰能力。

过程控制系统课程设计报告书管式加热炉温度控制系统设计学院:自动化班级:15级自动化 4班指导老师:陈刚组员:重庆大学自动化学院2019年 1月任务分配过程控制系统课程设计——管式加热炉温度控制系统的设计目录任务分配 ........................................................................................................................................... 2过程控制系统课程设计——管式加热炉温度控制系统的设计 ........................................... 2 1摘要 ............................................................................................................................................... 4 2模型简介 (4)2.1背景 . (4)2.2模型假设 . (4)2.3系统扰动因素 . (5)3控制方案 (5)3.1传统 PID 控制方法 . ........................................................................................................... 5 3.2串级控制系统 . . (6)3.3 方案选择 . (7)4串级控制器的设计 . ....................................................................................................................... 7 4.1主副控制器设计 . (7)5系统的仿真和改进 . ....................................................................................................................... 9 5.1串级控制系统仿真 . ........................................................................................................... 9 5.2基于 Smith 预估计补偿器的串级控制系统 . .. (11)六.总结 .........................................................................................................................................14七.参考文献 . (15)1摘要当今世界, 随着市场竞争的日益激烈, 产品的质量和功能也向更高的档次发展,制造产品的工艺过程变得越来越复杂,为满足优质、高产、低消耗,作为工业自动化重要分支的过程控制的任务也愈来愈重, 无论是在大规模的工业生产过程中, 还是在传统工业过程改造中, 过程控制技术对于提高产品质量以及节省能源等均起十分重要的作用。

燃烧式工业窑炉温度单回路控制方案设计1. 引言燃烧式工业窑炉是工业生产中常见的设备，用于烧制各种材料或进行加热处理。

在燃烧过程中，准确控制窑炉的温度对于生产过程至关重要，能够影响产品的质量和产量。

设计一个高效、稳定的温度控制方案对于窑炉的生产效率和经济效益至关重要。

2. 温度控制的基本原理让我们从基本的温度控制原理开始。

燃烧式工业窑炉的温度控制，需要根据窑炉内部的温度变化情况，通过控制燃烧系统的供气、排气量和燃烧速度来实现。

而其中，控制燃烧系统的供气量是实现温度控制的关键。

3. 单回路控制方案设计在设计燃烧式工业窑炉的温度控制方案时，单回路控制是一种常见的方式。

简单来说，单回路控制就是通过窑炉内部的温度传感器收集窑炉温度信号，经过控制器处理后，再输出控制信号，调整燃烧系统的供气量，从而使窑炉的温度保持在设定值范围内。

4. 控制方案的优化然而，单回路控制方案也存在一些局限性，比如对窑炉内部环境变化的响应速度较慢，对窑炉温度的波动幅度不能完全控制等。

在实际应用中，需要对单回路控制方案进行优化。

可以采用先进的控制算法，如模糊控制、PID控制等，来提高控制系统的稳定性和响应速度。

另外，结合窑炉的实际工况，可以在控制系统中加入预测模型，从而实现对窑炉温度变化的提前预警和调整。

5. 个人观点和理解在我看来，针对燃烧式工业窑炉的温度控制，单回路控制方案是一种有效的方式，但需要在实际应用中不断优化和改进。

通过结合先进的控制算法和预测模型，能够更好地实现对窑炉温度的精准控制，从而提高生产效率和产品质量。

总结在燃烧式工业窑炉的温度控制方案设计中，单回路控制是一种常见的方式，但需要在实际应用中进行优化。

通过引入先进的控制算法和预测模型，能够提高控制系统的稳定性和响应速度，实现对窑炉温度的精准控制。

在文章中，我们从基本的温度控制原理出发，进一步探讨了单回路控制方案的设计和优化。

并结合个人观点和理解，对燃烧式工业窑炉的温度控制进行了全面的解析。

目录第2章控制方案的设定 (2)2.1系统总体方案第3章加热炉温度控制系统的硬件设计…………………3.1 DDZ-Ⅲ电动温度变送器……………………………………3.2 电动执行器……………………………………………………3.3 控制台组成结构………………………………………………第4章 MCGS组态软件的设计……………………………4.1制造工程画面………………………………………………4.2 动画连接………………………………………………………4.3 定义数据对象……………………………………………………4.4程序的设计………………………………………………………第5章调试…………………………………………………设计总结心得参考文献一.系统总体方案选择与说明1.1 设计内容利用DDC控制系统来设计一个加热炉温度控制系统，其温度控制系统流程图如下图1-1所示。

图1-1 温度控制系统流程图在生产过程中，冷物料通过加热炉对其进行加热，工艺要求热物料温度必须维持在某个给定值上下，或在某一小范围内变化。

冷物料以恒定的流量通过管道输送到加热炉中进行加热变成热物料输出，热物料温度信号通过温度变送器转变成电压信号送给温度控制器，再通过调节调节阀的开度以控制燃料的进给流量来保证热物料温度的恒定。

1.2 设计思路该系统为单输入单输出过程控制系统，结构简单只采用了一个测量变送器监测被控过程、一个调节器来保持一个被控参数恒定或在很小的范围内变化，其输出也只控制一个调节阀，故采用单回路控制系统。

1）被控参数的选择根据设计要求可知，加热炉的温度要求保持在一恒定值。

所以，可以直接选取加热炉的温度作为被控参数。

2）控制参数的选择影响加热炉的温度有两个量，一是冷物料的流量。

二是燃料的流量。

调节这两个流量的大小都可以改变温度的变化，这样构成加热炉温度控制系统就有两种控制方案。

一般采用燃料的流量控制作为控制参数较好。

3）调节阀的选择本设计选用电动调节阀。

电阻加热炉温度控制系统设计一、温度控制系统的要求：1.稳定性：系统应能快速响应温度变化，并能在设定温度范围内保持稳定的温度。

2.精度：控制系统应具备高精度，确保炉内温度与设定温度的偏差控制在允许范围内。

3.可靠性：系统应具备高可靠性，能长时间稳定运行，并能在发生异常情况时及时报警或自动停止加热。

4.人机界面：温度控制系统应提供方便直观的人机界面，操作简单易懂。

二、温度控制系统的设计：1.传感器选择：选择合适的温度传感器进行温度检测。

常用的温度传感器有热电偶和热电阻。

根据实际需求选择合适的传感器类型和量程。

2.温度控制器选择：根据控制需求，选择适用于电阻加热炉的温度控制器。

具备温度显示功能的控制器可以直观地显示炉内温度。

还可以选择具备PID控制功能的控制器，以提高温度控制精度。

3.控制循环设计：将温度控制系统设计成闭环控制系统，以实现炉内温度的精确控制。

控制循环包括采样、比较、控制和执行四个环节。

采样环节将实际温度值与设定温度值进行比较，然后控制环节根据比较结果输出控制信号，最后执行环节根据控制信号调节电阻加热炉的加热功率。

4.温度传感器布置：将温度传感器布置在炉内合适位置，确保能够准确测量到炉内温度。

传感器的安装位置应避免热点和冷点，以避免温度不均匀。

5.控制参数调整：根据实际情况进行PID参数的调整。

通过实验或仿真等方法，逐步调整PID参数，使得系统能够快速响应温度变化、准确跟踪设定温度，并保持稳定的温度输出。

6.报警和保护设计：设计温度控制系统时，应考虑到电阻加热炉的过热或温度异常等情况，并设置相应的报警和保护功能。

当温度超过安全范围时，系统应及时报警，并自动停止加热。

7.人机界面设计：为了方便操作和监控，可以在温度控制系统上设置触摸屏或显示屏。

通过人机界面，操作人员可以方便地设定温度、监测炉内温度，并能够实时查看温度曲线和报警信息。

总之，电阻加热炉温度控制系统的设计需要考虑到温度控制精度、稳定性、可靠性和人机界面等方面的要求。

电加热炉温度控制系统设计方案绪论电加热炉的出现，给人类的生活带来了很多方便，使人类不管是在生活还是在工业方面都有了很多便利之处。

但是电加热炉主要应用还是在生产过程、实验室及研究所。

电加热炉本身可由多组炉丝提供功率，用多组温度传感器检测炉温度，因此电加热炉属多区温度系统。

控制理论从经典理论、现代理论已经发展到更先进的控制理论，控制系统也由简单的控制系统、大系统发展到今天的复杂系统。

本文讨论的电加热炉炉温控制系统由上下两组炉丝进行加热，用上下两组热电偶检测炉温。

本文所采用的电加热炉温度控制，采用的是适用于工业控制的8051单片机组成的控制系统。

为了降低电加热炉的成本，系统要求采用实现温度闭环控制，控制温度误差围5°C，调节温度的超调量小于30%，系统被测参数是温度，由单片机PID运算得出的控制量控制光控可控硅的导通和关断，以便切断或接通加热电源，调整电功率，从而控制电加热炉的温度稳定在设定的值上，并实时显示炉温度，记录温度的变化过程，以更好的控制电加热炉工作。

本系统较理想地解决了炉温控制中平稳性、快速性与精度之间的矛盾。

电加热炉是一种将电能转换为热能，在工矿企业和日常生活中，是一种常见的设备。

在社会发展的今天，电加热炉的使用，即可以提高生产效益，节约能源，也减少了环境的污染，在社会经济发展和改善人民生活质量等方面的优点早已成为社会的共识。

随着社会经济的不断发展，科技水平的进步，人民生活水平的提4高，将使社会带入一个新的阶段。

人们对热能的需求质量越来越大，电加热炉的优越性越发的突出来，这样就出现了一个问题，由于传统的电加热炉存在一定的弊端而造成能源的浪费，导致其生产效率低，其主要原因是缺少有效的调节设备，导致的浪费。

如何解决这一问题，满足社会的需求，设计得更加科学、合理，在全国仍在探讨。

并且现代电加热炉的控制方法由于数学深奥、算法复杂、现场工程师难以理解和接受，因而先进控制算法的推广受到制约，为克服以上种种困难，将来的电加热炉以控制算法简单，静动态性能好的特点，有较高的实用价值和理论价值，特别是以节约能源、保护环境的方向发展。

哈工大科技园应用技术学院毕业论文设计题目：加热炉温度控制系统设计姓名：卢雨生所在系部：电气自动化2011年 4 月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II目录II第一章控制系统设计11.1系统基本结构11.2预期达到的性能指标11.3温度检测电路及元器件选择21.3.1 放大器AD52221.3.2 桥式测量电路设计31.4单片机最小系统外围电路31.4.1 单片机805131.4.2 电源电路设计41.4.3 看门狗电路设计51.4.4 系统时钟电路设计61.5数据采集电路的设计71.5.1 模数转换器AD57471.5.2 多路转换开关CD405191.6键盘显示接口技术及报警电路101.6.1 8279的组成及工作原理101.6.2 管脚功能说明121.6.3 8279与键盘显示器的连接131.6.4 LED报警电路的设计141.7温度控制电路设计14第二章温控系统的软件设计162.1主程序流程图162.2键盘扫描和译码过程的流程图172.3通道数据采集的流程图172.4单片机主程序流程图18结论20致谢21参考文献22第一章控制系统设计1.1 系统基本结构本系统结构框如图1-1所示，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。

窑炉的温度控制系统设计与实现窑炉是生产过程中不可或缺的设备，在烧制各种物品时扮演着重要角色。

然而，为了确保生产过程的质量和稳定性，保证烧制出来的产品符合标准要求，必须对窑炉进行温度控制。

温度控制系统是窑炉生产过程中的关键，必须精心设计和实现才能达到预期效果。

一、窑炉温度控制系统的特点窑炉温度控制系统的特点在于控制对象的复杂性和计算量的大。

首先，窑炉的加热方式各异，如能源的选择、传热方式、加热温度等等都会影响整个控制系统的设计。

其次，窑炉内部环境变化迅速而非常复杂。

温度、湿度、风速等都会影响窑炉内的热传输和物品的烧制。

因此，设计人员需要考虑到窑炉的物理特性和控制过程的复杂性，实现一个高效的温度控制系统。

二、窑炉温度控制系统的分类窑炉温度控制系统主要有两类：闭环控制系统和开环控制系统。

闭环控制系统是指在窑炉内安装温度传感器，采用反馈控制的方法来控制窑炉的温度。

其中，传感器用于实时采集窑炉内的温度数据，然后通过控制器进行处理，输出控制信号，调节热源的输出量以达到温度控制的目标。

这种方式对于窑炉内部温度变化的监测和控制非常精准，因此比较常用。

开环控制系统则是直接控制热源的输出量，不考虑窑炉内部的温度变化。

因此，这种方法相对来说比较简单，易于实现，但是对于温度变化比较复杂的烧炼工艺不是很适用。

三、窑炉温度控制系统实现的技术实现窑炉温度控制系统需要掌握一些技术，如传感器技术、控制电路设计、信号处理等。

其中，传感器技术是实现闭环控制系统关键的部分，直接影响到系统的稳定性和精度。

当窑炉内物品的大小和数量不同时，温度的分布也会发生变化。

因此，需要在不同位置安装不同类型的传感器来采集温度数据，以充分了解窑炉内部的温度分布，减小误差，提高精度。

同时，控制电路设计也是温度控制系统实现的关键。

控制电路需要根据温度传感器采集到的数据进行处理和分析，输出控制信号，并调整热源的输出量。

为了提高系统精度和可靠性，还需要进行电路参数的精确计算，以保证控制电路的工作效果。

PLC课程设计设计题目：炉窑温度控制系统设计学院：职业技术学院专业：自动化班级： 081班学号： ************学生姓名：***指导教师：***2011年6月 15日前言可编程控制器是60年代末在美国首先出现的，当时叫可编程逻辑控制器PLC（ProgrammableLogicController），目的是用来取代继电器。

以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。

提出PLC概念的是美国通用汽车公司。

PLC的基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。

根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内,使控制器和被控对象连接方便。

70年代中期以后，PLC已广泛地使用微处理器作为中央处理器，输入输出模块和外围电路也都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路，这时的PLC 已不再是仅有逻辑(Logic)判断功能，还同时具有数据处理、PID调节和数据通信功能。

国际电工委员会(IEC)颁布的可编程控制器标准草案中对可编程控制器作了如下的定义：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。

它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

可编程控制器及其有关外围设备，易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的设计。

可编程控制器对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺。

目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的普及推广应用。

可编程控制器是面向用户的专用工业控制计算机，具有许多明显的特点。

①可靠性高，抗干扰能力强；②编程直观、简单；③适应性好；④功能完善，接口功能强。

从20世纪20年代起，人们把各种继电器、定时器、接触器及其触点按一定的逻辑关系连接起来组成控制系统，控制各种生产机械，这就是大家熟悉的传统控制系统。

过程控制系统课程设计设计题目加热炉温度控制系统学生姓名专业班级自动化指导老师2010 年12月31日第1章设计的目的和意义第2章控制系统工艺流程及控制要求2.1 生产工艺介绍2.2 控制要求总体设计方案3.1 系统控制方案3.2 系统结构和控制流程图控制系统设计4.1 系统控制参数确定4.2 PID 调节器设计控制仪表的选型和配置5.1 检测元件5.2 变送器5.3 调节器5.4 执行器系统控制接线图13元件清单13收获和体会14参考文献第1章设计的目的和意义电加热炉被广泛应用于工业生产和科学研究中。

由于这类对象使用方便，可以通过调节输出功率来控制温度，进而得到较好的控制性能，故在冶金、机械、化工等领域中得到了广泛的应用。

在一些工业过程控制中，工业加热炉是关键部件，炉温控制精度及其工作稳定性已成为产品质量的决定性因素。

对于工业控制过程，PID调节器具有原理简单、使用方便、稳定可靠、无静差等优点，因此在控制理论和技术飞跃发展的今天，它在工业控制领域仍具有强大的生命力。

在产品的工艺加工过程中，温度有时对产品质量的影响很大，温度检测和控制是十分重要的，这就需要对加热介质的温度进行连续的测量和控制。

在冶金工业中，加热炉内的温度控制直接关系到所冶炼金属的产品质量的好坏，温度控制不好，将给企业带来不可弥补的损失。

为此，可靠的温度的监控在工业中是十分必要的。

这里，给出了一种简单的温度控制系统的实现方案。

第2章控制系统工艺流程及控制要求2.1 生产工艺介绍加热炉是石油化工、发电等工业过程必不可少的重要动力设备，它所产生的高压蒸汽既可作为驱动透平的动力源，又可作为精馏、干燥、反应、加热等过程的热源。

随着工业生产规模的不断扩大，作为动力和热源的过滤，也向着大容量、高参数、高效率的方向发展。

加热炉设备根据用途、燃料性质、压力高低等有多种类型和称呼，工艺流程多种多样，常用的加热炉设备的蒸汽发生系统是由给水泵、给水控制阀、省煤器、汽包及循环管等组成。

工业加热炉温度控制系统设计背景：系统设计方案：1.传感器选择与安装在温度控制系统中，常用的温度传感器有热电偶、热电阻、红外线测温传感器等。

根据具体的加热炉工艺和温度范围，选用合适的传感器对温度进行测量。

传感器的安装位置应考虑到温度均匀性，避免受到非加热区域的影响。

2.控制器选择与配置控制器是温度控制系统的核心，常见的控制器包括PID控制器、PLC 等。

根据加热炉的工艺需求和精度要求，选择合适的控制器。

在配置控制器时，需要设置合适的控制参数，包括比例系数、积分系数和微分系数，以保证系统的稳定性和响应速度。

3.动作执行器选择与调节动作执行器是控制系统中用于调节加热功率的部件，常见的有电阻加热器、电磁铁等。

根据加热炉的功率需求，选择合适的动作执行器，并通过控制器对其进行调节，保持温度在设定值附近。

4.系统整体集成与优化温度控制系统的集成和优化是提高系统性能和工作效率的关键。

在系统集成过程中，需要对传感器、控制器和执行器进行合理的连接和布线，以确保信号传输的稳定性和可靠性。

在优化系统时，可以采用自适应控制算法和模糊控制算法，通过对温度变化的实时监测和控制，提高加热炉的温度控制精度和稳定性。

5.安全保护措施工业加热炉的温度控制系统中，需要加入安全保护措施，以防止系统的过热和故障。

常见的安全保护措施包括过温报警装置、断电保护装置等，通过对温度和电流的实时监测，及时发出报警信号或切断电源，确保加热炉和设备的安全运行。

6.温度数据采集与分析温度控制系统中的数据采集和分析对于工艺优化和质量监控具有重要意义。

通过采集温度数据，可以进行数据分析和建模，找出温度变化的规律和优化加热炉的工艺参数，提高生产效率和产品质量。

总结：工业加热炉温度控制系统设计涉及到传感器的选择与安装、控制器的选择与配置、动作执行器的选择与调节、系统整体集成与优化、安全保护措施以及温度数据采集与分析等方面。

针对不同的工业加热炉和加热工艺，设计合理的温度控制系统可以保证加热炉的正常运行和产品质量的稳定性和一致性。

电加热炉温度控制系统设计（发布日期： -6-10）电加热炉随着科学技术的发展和工业生产水平的提高，已经在冶金、化工、机械等各类工业控制中得到了广泛应用，而且在国民经济中占有举足轻重的地位。

对于这样一个具有非线性、大滞后、大惯性、时变性、升温单向性等特点的控制对象，很难用数学方法建立精确的数学模型，因此用传统的控制理论和方法很难达到好的控制效果。

单片机以其高可靠性、高性能价格比、控制方便简单和灵活性大等优点，在工业控制系统、智能化仪器仪表等诸多领域得到广泛应用。

采用单片机进行炉温控制，能够提高控制质量和自动化水平。

1 前言在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。

温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。

对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。

无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。

自18世纪工业革命以来，工业发展对是否能掌握温度有着绝正确联系。

在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业，能够说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素。

在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常见的主要被控参数。

例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。

从市场角度看[1]，如果中国的大中型企业将温度控制系统引入生产，能够降低消耗，控制成本，从而提高生产效率。

嵌入式温度控制系统符合国家提出的“节能减排”的要求，符合国家经济发展政策，具有十分广阔的市场前景。

现今，应用比较成熟的如电力脱硫设备中，主控制器在主蒸汽温度控制系统中的应用，已经达到了世界前进水平。

如今，在微电子行业中。

温度控制系统也越来越重要，如单晶炉、神经网络系统的控制。

因此。

温度控制系统经济前景非常广泛，中国的高新精尖行业研究其应用的意义更是更加重大。

0引言在科学技术日新月异的今天，工艺精度、产品质量的提高对于工业加热炉温度控制系统的要求日益增强。

对工业加热炉的工作进行监视及报警，温度值是加热炉随着加热的需要随时变化进行控制的重要参数。

但目前国内绝大多数工业还是采用加湿机等设备通过人工来控制加热炉的温度，很难达到最佳控制效果的,同时也无法进行温度数据的自动记录与时事管理.因此，工业加热炉的温度自动控制系统取代人工完成成为了一种刻不容缓的需要，工业加热炉的温度自动控制系统也是在这种需求的驱动下被开发和实现的，并且达到了温度控制、声音报警的要求。

由于工业加热炉的温度控制系统和报警自动监控器系统均采用电能作能源，因而可以通过对输入功率的控制，达到对温度、声音报警的控制。

利用简单的单片机芯片组实现系统的控制功能,能够实现并满足系统的需要，又在经济上节约了支出,避免了系统小功能浪费的现象。

经过深入调查和认真分析本系统是一个二级计算机测控系统。

现场计算机承担各个加热炉的温度实时检测与控制以及报警监视和报警的任务。

控制中心位于中央控制室，负责对现场计算机的工作进行管理，完成实时数据收集、显示系统、打印报表以及对现场计算机的工作状态和温度给定值的设置等工作。

位于车间的工作人员值班室的值班机上，平时作为电子表运行。

当报警发生时，值班机能以声、显示数据等报警形势指示出报警的加热炉。

且当控制总台关机时,值班机能自动上升为主机代替上位机接管通讯系统向控制器发出报警查询控制字.由于单片机的使用，现场计算机的任务也由单片机控制系统的人机接口部分来完成，再通过模数转换通道部分实现对系统的精确控制，最后采用8051单片机为主处理芯片实现对系统进行控制处理]1[]2[。

1工业加热炉温度控制系统1。

1 温度控制系统简介1.1。

1选题的背景温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。

对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式、燃料、控制方案也有所不同.例如冶金、机械、食品、化工等各类工业生产中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等；燃料有煤气、天然气、油、电等；控制方案有直接数字控制(DDC）、推断控制、预测控制、模糊控制、专家控制、鲁棒控制、推理控制等.温度是工业控制中主要的被控参数之一,特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足重轻的作用。

控制系统综合设计报告题目: 加热炉温度控制系统设计报告题目：加热炉温度控制系统设计一、 课程的要求和意义（一 ）课程设计的具体要求 1、加热炉温度单回路反馈控制系统。

2、以加热炉温度为主变量，夹套温度为副变量，构成加热炉出口温度与夹套温度的串级控制系统。

被加热物料流过排列炉膛四周的夹套后，加热到炉出口工艺所要求的温度。

在加热用的装有一个调节阀，用以控制夹套温度控制，以达到控制出口温度的目的。

为了提高控制质量，采用串级控制系统，运用副回路的快速作用，有效地提高控制质量，满足生产要求。

3、利用Simulink 实现单回路系统仿真和串级系统仿真，得出系统输出响应曲线，根据两种系统仿真结果分析串级控制系统的优缺点，验证串级系统是否能提高控制的精度。

本设计是通过加热炉两种控制方案的对比并利用MATLAB 中的Simulink 进行系统仿真，采用衰减曲线法进行参数的整定，通过比较两种方案，最终说明加热炉串级控制系统的设计方案在实际控制中的优越性。

4、要求设计的系统满足快速、准确、稳定，且超调量8%≤δ≤10%。

5、给定各传递函数如下：主控制对象加热炉温度传递函数:011()(301)(31)G s s s =++副对象对象夹套温度传递函数:0221()(101)(1)G s s s =++主PID 控制器的传递函数为：111()(1)c I G s K T s=+副PID 控制器的传递函数为：22()c G s K =二、 加热温度控制系统设计（一） 加热炉单回路温度控制系统结构图加热炉温度单回路控制系统结构框图 （二） 加热炉温度串级控制系统结构图加热炉温度串级控制系统结构框图图3加热炉温度串级控制系统结构图图1加热炉单回路温度控制系统结构图PID 调节器调节装置夹套加热炉温度反馈 1()t+- ++ + 干扰 干扰 图2 加热炉温度单回路控制系统结构框图 +（三）衰减曲线法参数整定的相关资料（1）衰减曲线法是在系统闭环情况下，将控制器积分时间TI放在最大，微分时间T D 放到最小，比例放大倍数KC设为1;（2）然后使KC 由小往大逐步改变，并且每改变一次KC值时，通过改变给定值给系统施加一个阶跃干扰，同时观察过渡过程变化情况。

电加热炉温度控制系统设计方案1.系统概述2.系统组成2.1温度传感器：用于实时感知炉内温度，并将温度信号转换成电信号进行采集。

2.2控制器：负责对温度信号进行处理和判断，并生成相应的控制信号。

2.3加热功率调节器：根据控制信号调整电加热炉的加热功率。

2.4人机界面：为操作人员提供温度设定、显示和报警等功能。

2.5电源和电路保护装置：为电加热炉提供稳定的电源和安全的电路保护。

3.控制原理电加热炉温度控制系统采用了闭环控制的原理，即通过与实际温度进行比较，调整加热功率来实现温度的控制。

控制器根据实际温度和设定温度之间的偏差，产生相应的控制信号，通过加热功率调节器对电加热炉的加热功率进行调整，使实际温度逐渐接近设定温度，并保持在一定范围内。

4.系统算法4.1温度传感器采集到的温度信号经过模数转换，转换成数字信号输入到控制器。

4.2控制器对传感器采集到的温度信号进行处理和判断，计算出温度偏差。

4.3控制器根据温度偏差通过PID控制算法产生相应的控制信号，控制信号的大小决定了加热功率的调整幅度。

4.4控制信号经过加热功率调节器进行放大和整流，并驱动电加热炉进行相应的加热功率调整。

4.5加热功率调整会导致炉内温度变化，温度变化会反过来影响温度传感器采集到的温度信号，形成一个闭环控制的循环过程。

5.人机界面5.1人机界面通过触摸屏或按钮等形式，提供温度设定、显示和报警等功能。

5.2操作人员可以通过人机界面设置所需的温度设定值。

5.3人机界面会显示当前的实际温度，并根据温度偏差的大小显示相应的报警信号。

5.4人机界面可以设定温度上下限，当温度超出设定范围时自动报警。

6.电源和电路保护装置6.1在电加热炉温度控制系统中，电源提供稳定的电压和电流给电路运行。

6.2为了确保系统的安全运行，在电路中设置过流保护、过压保护、欠压保护等电路保护装置。

6.3当发生过流、过压或欠压等异常情况时，电路保护装置会立即切断电源，以保护电路和设备的安全。