电阻炉的温度控制开题报告.docx

开题报告填写要求

1．开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见审查后生效。
 2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写，或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。
 3．学生查阅资料的参考文献应在5篇及以上（不包括辞典、手册），开题报告的字数要在1000字以上。
 4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。
 5．“指导教师（签字）”日期填写成在2012年2月23日~ 27日之间的某个日期；“开题小组组长（签字）”日期填写成在2012年2月28日~3月4日之间的某个日期。

1．毕业设计的主要内容、重点和难点等

在许多行业和产品中，用单片机对温度进行实时地检测和控制，不仅可以提高工作效率，而且可靠性也得到了极大的提高。目前，与单片机控制温度的相关硬件技术已经比较成熟，各类温度控制系统结构上也比较相似，但在温度控制的算法上则存在较大差异。本课题要求利用单片机设计一个电阻炉温度控制系统。
整体设计级系统原理
本系统有单片机，温度检测电路，报警电路，时钟电路，温度控制电路等部分组成。在系统中，利用热电偶测得电阻炉实际温度并转换成毫伏级电压信号。该电压信号经过温度检测电路转换成与炉温相对应的数字信号进入单片机，单片机进行数据处理后，通过液晶显示器显示温度并判断是否报警，同时将温度与设定温度比较，根据设定的PID算法计算出控制量，根据控制量通过控制固态继电器的导通和关闭从而控制电阻丝的导通时间，以实现对炉温的控制。该系统中的时钟电路可以根据要求进行准确计时。
电阻炉在化工、冶金等行业应用广泛，因此温度控制在工业生产和科学研究中具有重要意义。其控制系统属于一阶纯滞后环节，具有大惯性、纯滞后、非线性等特点，导致传统控制方式超调大、调节时间长、控制精度低。采用单片机进行炉温控制，具有电路设计简单、精度高、控制效果好等优点，对提高生产效率、促进科技进步等方面具有重要的现实意义。本文介绍的温度控制系统的主要技术指标有：温控范围：300℃～1000℃；恒温时间：０～24小时；控制精度：±１℃；超调量<1%。
本系统采用的Ｋ型（镍铬－镍硅）热电偶，其可测量1312℃以内的温度，其线性度较好，而且价格便宜。Ｋ型热电偶的输出是毫伏级电压信号，最终要将其转换成数字信号与CPU通信。传统的温度检测电路采用“传感器－滤波器－放大器－冷端补偿－线性化处理－Ａ/D转换”模式，转换环节多、电路复杂、精度低。
时钟电路
在系统中需要准确显示升温时间、恒温时间等，因而选用了时钟芯片DS12887构成定时电路来完成对时间的准确计时。DS12887具有时钟、闹钟、12/24小时选择和闰年自动补偿功能；包含有10Ｂ的时钟控制寄存器、4Ｂ的状态寄存器和114Ｂ的通用RAM；具有可编程方波输出功能；报警中断、周期性中断、时钟更新中断可由软件屏蔽或测试。使用时不需任何外围电路，并具有良好的外围接口。
控温电路
控温电路包括驱动芯片MC1413、过零型交流固态继电器（Z型SSR）。Z型SSR内部含有过零检测电路，当加入控制信号，且负载电源电压过零时，SSR才能导通；而控制信号断开后，SSR在交流电正负半周交界点处断开。也就是说，当Z型SSR在1秒内为全导通状态时，其被触发频率为100HZ；当Z型SSR在1秒内导通时间为0.5秒时，其被触发频率为50HZ。
软件设计
在系统软件中，主程序完成系统初始化和电炉丝的导通和关断；炉温测定、键盘输入、时间确定和显示、控制算法等都由子程序来完成；中断服务程序实现定时测温和读取时间。
2．准备情况（查阅过的文献资料及调研情况、现有设备、实验条件等）

[1] 魏子贺. 电阻加热炉温度测控系统[J]. 才智, 2010, (31)
[2] 唐媛红, 孙振伟. 基于单片机的电阻炉模糊控制[J]. 信息与电脑(理论版), 2011,
[3] 黄立宏, 李莉娅. 一种PID的温度控制系统设计[J]. 现代机械, 2009, (01)
[4] 肖鹏博. 模糊控制器在工业电阻炉上的应用[J]. 冶金能源, 2010, (02)
[5] 顾光旭, 孙业梅. 一种小型的电阻炉温度数据采集控制系统的设计[J]. 盐城工学院学报(自然科学版), 2002, (04)
[6] 曲瀛, 冯静. 温度变送器中看门狗电路的设计[J]. 计量技术, 2006, (05)
[7] 毛一心, 鲁亿方, 王顺. 电阻炉的计算机优化控制[J]. 工业加热, 2003, (04)
[8] 武洲, 孙院军. 钼制品在中频炉与电阻炉中烧结品质的比较[J]. 中国钼业, 2008,
[9] 何宏宇. 基于USB的电阻炉温度测控系统的设计与仿真[D]合肥工业大学, 2010 .
[10] Rao．Guthikonda V．Microprocessors and microcomputer system[M]． Van Nostrandand Reinbold Company，1982
实验条件
1、计算机一台
2、MATLAB软件
3、数字万用表
4、单片机开发系统
3、实施方案、进度实施计划及预期提交的毕业设计资料

第1周 查阅资料（中文和英文），确定题目，整体方案论证
第2周 学习相关资料，撰写开题报告
第3周 掌握温度控制系统控制原理
第4周 掌握电阻炉温度控制系统动作原理，论证温度控制设计方案
第5周 确定温度控制设计方案，进行硬件组成设计
第6周 绘制草图
第7周 完成硬件设计初步
第8周 编写各程序流程框图
第9周 编写程序
第10周 程序调试与修改
第11周 绘制硬件电路图
第12周 完善所有硬件与软件设计，论文初稿
第13，14，15周 撰写论文，准备答辩
第16周 答辩

指导教师意见

指导教师（签字）：
2012年2月　　日
开题小组意见

开题小组组长（签字）：
2012年 月　　日

院（系、部）意见

主管院长（系、部主任）签字：
2012年3月　　日