设计十四：电加热炉的温度控制系统
一、设计原则
1.系统的原理框图
外部存储EPROM 电源 电加热炉 键盘数码显示2.硬件电路设计
（1）温度检测和变送器
温度检测元件和变送器的类型选择与被控温度的范围和精度等级有关。镍铬/镍铝热电偶适用于0℃-1000℃的温度检测范围，相应输出电压为0mV-41.32mV。
变送器由毫伏变送器和电流/电压变送器组成：毫伏变送器用于把热电偶输出的0mV-41.32mV变换成4mA-20mA的电流；电流/电压变送器用于把毫伏变送器输出的4mA-20mA电流变换成1-5V的电压。
（2）微处理器电路
接口电路采用MCS-51系列单片机8031，外围扩展并行接口8155，程序存储器
EPROM2764，模数转换器ADC0809等芯片。8155用作键盘/LED显示器接口电路。键盘有30个按键，分成六行（L0-L5）五列（R0-R4），只要某键被按下，相应的行线和列线才会接通。30个按键分三类：一是数字键0-9，共10个；二是功能键18个；三是剩余两个键，可定义或设置成复位键等。为了减少硬件开销，提高系统可靠性和降低成本，采用动态扫描显示。A口和所有LED的八段引线相连，各LED的控制端G和8155C口相连，故A口为字形口，C口为字位口，8031可以通过C口控制LED是否点亮，通过A口显示字符。 （3）温度控制电路
8031对温度的控制是通过双向可控硅实现的。双向可控硅管和加热丝串接在交流220V、50Hz市电回路。在给定周期T内，8031只要改变可控硅管的接通时间即可改变加热丝的功率，以达到调节温度的目的。
可控硅接通时间可以通过可控硅控制极上触发脉冲控制。该触发脉冲由8031用软件在
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-8031 A/D转换模块 温度控制执行机构 热电偶-温度变送
P1.3引脚上产生，在过零同步脉冲同步后经光电耦合管和驱动器输出送到可控硅的控制极上。
二、设计任务
1.设计电路原理图。
2.确定电路器件并说明其原理。 3.进行软件编程。
4.编写说明书，说明系统的工作原理、操作方法。
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设计十五：室内温度自动调节系统
一、设计原则
1.系统的原理框图
下图为室内温度自动调节系统的组成方框图，表示的是室内温度系统的组成结构。
错误!
2.电路形式的选择
（1）变送机构
温度变送器的作用是与热电偶配合，将被测温度和温差信号转换成统一的标注信号，以便实现对温度参数的显示、记录及自动控制。
自激调制成 输入回路 直流放大器 负反馈回路
（2）调节机构
调节机构接受变送机构的信号并与给定信号相比较后，将其偏差信号进行PID调节后输出。控制执行机构。
（3）执行机构
本设计的执行结构为抽风机和加热器。
3.实验设备
DDZ-Ⅱ型温度变送器、调节器、小型抽风机、加热器。
二、设计任务
1.设计电路原理图。
2.确定电路器件并说明其原理。
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3.编写说明书，说明系统的工作原理、操作方法、说明实验结果。
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设计十六：加热炉控制系统
一、设计原则
1.系统的原理框图
下图为加热炉控制系统的系统框图，控制对象为电炉，检测元件为热电偶，执行器为电压调整器（ZK-1）和晶闸管器件。图中虚线框内是智能温度控制仪，它包括主机电路、过程输入输出通道、键盘、显示器及稳压电源。
2.设计要求：
（1）具有四路模拟量（热电偶mV）输入，其中第一路用于调节；设有冷端温度自动补偿、热电偶线性化处理和数字滤波功能，测量精度达?0.1%，测量范围为0～1100?C。 （2）有一路模拟量（0～10mA）输出和八路开关量输出，能按时间程序自动改变输出状态，以实现系统的自动加料、放料，或者用作系统工作状态的显示。
（3）用PID调节规律，且具有输出限幅和防积分饱和功能，以改善系统动态调节品质。 （4）采用6位LED显示，2位显示参数类别，4位显示数值。任何参数显示5s后自动返回被调温度的显示。运行开始后，可显示瞬时温度和总时间值。
（5）具有超偏报警功能。超偏时，发光管以闪光形式报警。
（6）输入、输出通道和主机都用光电耦合器进行隔离，使仪器具有较强的抗干扰能力。
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