电气传动2000年第3期电加热炉温度单片机控制系统的研制五邑大学梁新荣上海交通大学吴智铭摘要:以单片机为核心,采用温度变送器桥路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。关键词:电加热炉控温固态继电器TheDevelopmentofaSingle-chipComputerSystemforControllingTemperatureofanElectricHeatingFurnaceLiangXinrongWuZhimingAbstract:Automatictemperaturecontroloftheelectricfurnaceisrealizedbyatemperatureconversionbridgecircuitandatemperaturecontrolcircuitofsolidstaterelayonthebasisofthesingle2chipcomputer.Thiscontrolsystemhassuchadvantagesaslowcost,highcontrolaccuracy,goodreliabilityandgoodresistancetointerference.Keywords:electricheatingfurnacetemperaturecontrolsolidstaterelay传统的以普通双向晶闸管(SCR)控制的高温算放大器7650放大到0～5V,再经有源低通滤电加热炉采用移相触发电路改变晶闸管导通角的波器滤波后,由AöD转换成数字量。此数字量经大小来调节输出功率,达到自动控制电炉温度的数字滤波、标度变换后,一方面通过LED将炉温目的。这种移相方式输出一种非正弦波,实践表明显示出来;另一方面,将该温度值与被控温度值进这种控制方式产生相当大的中频干扰,并通过电行比较,根据其偏差值的大小,采用比例微分控网传输,给电力系统造成“公害”。采用固态继电器制,通过固态继电器控温电路控制电炉丝的导通控温电路,通过单片机控制固态继电器,其波形为时间,就可以控制电炉丝的加热功率大小,从而控完整的正弦波,是一种稳定、可靠、较先进的控制制电炉的温度,使其逐渐趋于给定值且达到平衡。方法。为了降低成本和保证较高的控温精度,采用普通的ADC0809芯片和具有零点迁移、冷端补偿功能的温度变送器桥路,使实际测温范围缩小。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。图1电加热炉温度控制系统的硬件结构框图111热电偶的选取1电加热炉温度控制系统的硬件设热电偶是测量传感器,对它的选择将直接影计响检测误差大小。目前多选用K型(镍铬—镍硅)电加热炉温度控制系统的硬件由图1所示各或S型(铂铑—铂)热电偶。两者相比,K型有较部分组成。它以MCS251单片机为核心,外扩键盘好的温度—热电势的线性度,但它不适宜于长时输入和LED显示温度。电加热炉炉内的实际温度间在高温区使用;S型有高的精度,但温度—热电由热电偶测量并转换成毫伏级的电压信号,通过势的线性度较差。温度变送器桥路实现零点迁移和冷端补偿,经运112AöD转换器42©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.电气传动2000年第3期图1中AöD转换芯片采用ADC0809,其转(0-20)8=-10mV;当RLN=1008时,零点迁换精度是1ö256。若电炉工作温度是1000℃,这移Uq100=0.5mA×(100-20)8=40mV。样在(0～1000)℃范围AöD的转换精度为1000若控温范围为750～1000℃,在此范围内,℃ö256=4℃öbit,即一个数字量表示4℃,这显然毫伏放大器输出为0～5V。对ADC0809,为了确不能满足高控温精度的要求。为了提高控温精度,保精度,应尽量压缩温度检测范围,750℃时EU2我们采用零点迁移的办法,缩小实际测温的范围。2热电偶输出为3015mV,1000℃时输出为将实际测温范围缩小为1ö4,这样在(750～1000)41127mV。为了保证在750℃时,毫伏放大器输℃的范围内,AöD转换精度为(1000～750)℃ö出为0V,则变送器桥路引入零点迁移Uq应为256=1℃öbit,可使理论设计精度控制在±1℃。3015mV。为了保证在750℃时,毫伏放大器输出为0V,则114低漂移毫伏放大器必须在温度变送器桥路中引入零点迁移和冷端补低漂移毫伏放大器如图3所示。偿电路。113温度变送器桥路温度变送器桥路如图2所示。图