烘干爐自動溫度控制系統 系統的組成系統的組成 根據控制要求 本設計系統硬件電路由溫度檢測 信號放大 A D 轉換 單 片機 溫度控制裝置 鍵盤 顯示及報警電路等部分組成 其中本設計采用 4 點測溫 系統框圖 AT89C51 單片機系 統 8255A 數碼管 顯示 鍵盤 輸入 A D 轉 換器 溫度 傳感 器 固態繼 電器 烘 干 爐 加熱元件 烘干爐溫度控制系統主要由溫度檢測 溫度控制和調節 圖文顯示 語音 報警以及數據通信等部分組成 其結構框圖如圖 1 所示 系統以 89C51 單片機 作為控制 CPU 對爐溫進行檢測 依據相應的控制算法 通過分析計算 得到合 適的控制量以控制加熱元件 從而實現對溫度的控制 具體控制單元的設計如下 1 采用高速單片機作為系統的控制核心 確保系統的運行速度 啟用看門 狗 以及上電延時復位和掉電檢測功能 增強了系統的可靠性 簡化了電路設計 2 采用更適于現場安裝的平板式結構液晶顯示器 以文本和圖形兩種方式 實現了溫度的實時顯示 3 采用12 位高速A D 轉換器以及新型的模擬信號隔離放大器 保證了模 擬信號的完整性 具有放大器體積小 隔離電壓高 非線性失真小等突出優點 4 實現了和車間級監控計算機之間的通訊 在數據通訊設計中 采用了獨 特的高速光電隔離耦合技術 以及數據正確性鑒別等軟件技術 通訊可以在現 場電路干擾嚴重 傳輸距離長的條件下高速 可靠進行 5 語音報警單元采用ISD4004 作為控制核心 為工作人員提供告警提示 6 結構化程序設計增強了系統軟件的可移植性 也易于調試和檢驗 一 AD590 是電流型溫度傳感器 通過對電流的測量可得到所需要的溫度值 2 AD590 的測溫范圍為 55 150 3 AD590 的電源電壓范圍為 4V 30V 保存溫度范圍為 65 75 在 4V 6V 范圍變化 電流變化 1 A 相當于溫度變化 1K AD590 可以承受 44V 正向電壓和 20V 反向電壓 因而器件反接也不會被損壞 4 輸出電阻為 710M 精度高 5 精度高 AD590 共有 I J K L M 五檔 其中 M 檔精度最高 在 55 150 范圍內 非線性誤差為 0 3 根據系統設計要求 本設計選擇 AD590 在本設計中 我采用了四個固態繼電器來對四點進行不同的加熱 采用 TTL 驅動 SSR 固體繼電器 SSR 是一種全部由電子元器件組成的新型無觸點開關器件 具有高 可靠性 長壽命 低噪音 開關速度快 抗干擾能力強 耐振動 耐沖擊 防 濕 防潮 防腐蝕 能與 TTL CMOS 等邏輯電路兼容的優點 1 A D 轉換器的概述 A D 轉換器 ADC 的作用就是把模擬量轉換成數字量 以便于計算機進 行處理 ADC0809 是 CMOS 工藝 采用逐次逼近法的 8 位 A D 轉換芯片 28 引腳雙列 直插式封裝 內片除 A D 轉換部分外還有多路模擬開關部分 能采集 8 路 0 5V 的直 流電壓信號量 由逐次逼近邏輯將多路轉換器輸出的模擬電壓轉換成 8 位數字 信號 ADC0809 的具體參數如下 1 分辨率 8 位 2 轉換時間 100us 3 有鎖存功能的 8 位模擬開關 可以對 8 位模擬輸入電壓進行分頻轉換 4 模擬電壓輸入范圍是 0 5V 5 輸出與 TTL 兼容 6 低功耗 15mw 7 不失調編碼 8 溫度范圍 40 85 外圍接口設計 在系統中需要有人機對話功能 來實現我們對系統在必要情況下的干預和系統 向我們報告運行狀態及運行結果 系統采用 8255A 外擴接口芯片帶一個 2 8 鍵盤和由 5 個 LED 數碼管組成的顯示 器 分別顯示路 軟件設計 總體設計思想總體設計思想 烘干爐溫控制是這樣一個反饋調節過程 比較實際爐溫和需要爐溫得到偏差 通過對偏差的處理獲得控制信號 再去調節爐內的加熱功率 從而實現對溫度 的控制 系統由溫度傳感器測溫后 把電信號通過放大電路 A D 轉換器傳入 到