单片机在温度控制中的应用

5）拨盘定值电路

用来设定工艺温度。由3 位拨盘和专用I/O扩展芯片8243组成，3 位覆盖了实际的温度使用范围，通过拨盘直接设定温度值，利用拨盘内部触点的开合，分别把个、十、百、千位上预置的温度送入8243芯片，然后根据单片机指令，把设定值送入8031内存。

6）显示电路

由74LS247七段译码器、74LS139双二四线译码器、74LS05六倒向器各一片和四位LED显示器组成。8031单片机把要显示的热电偶温度信号通过P1.0~P1.3口送到74LS247，经译码后送七段数码显示器，然后再由8031的P1.4~P1.5口输出位选通信号，选通要显示的位。四位显示器从个位到千位依次轮番点亮，每位显示时间1ms，显示实际测量的温度以及断偶报警。

7）数模转换电路

将PID运算的数字量转换成相应的模拟量，经放大和V/I转换后得到0~10mA的电流连续信号作为输出控制。

8）RS-232通讯接口

如图3所示，将单片机作为前端机进行数据采集或预处理，经电平转换电路获得与TTL电平兼容的信号电压，最后通过RS-232通讯接口电路将采集的数据储存到系统机内[2]，以便今后查询或备份。

4 控制规律的选择与分析

1）被测对象的特征

本文热处理炉的温度要求在任何时间都保持定值（或在规定的误差范围以内），但由于外界影响，例如，材料的加入、电源电压的波动等，会使炉温有一定程度的变化。

2）控制规律的选择

根据被测对象的特征，必须选择一种控制规律，使炉温有变化趋势时而被限制，本系统采用自整定PID调节。当WDY-1温控仪刚进入工作状态时，有一个飞升机会，仪器将输出100%，使炉子温度按较陡斜率上升到给定值的80%左右(满足快速性要求)，然后根据炉子的温度变化率、温度偏差以及纯滞后的特点，直接按事先放置在内存中的经验表格，查出对应的PID参数，从而实现控制参数的自动整定过程，按PID运算并输出，实现炉子温度的自动控制(满足无静差要求)。同时，该整定过程还省去了仪器初始整定的麻烦，使用方便。

5 结束语

该温控仪从设计到应用，一直从实际出发，比如技术指标、使用环境的要求等。实践证明，WDY-1温控仪控制精度比较高，而且节省人力，并设有超温和断偶报警，有问题立即就能发现。另外，该仪器与适当的执行器配合可与被测对象组成PID炉温自动调节系统[3]，通过自动调节，输入电炉的电压几乎可以无惯性地作相应的改变，使炉温控制在设定值上。

6 参考文献
[1]戴明桢、周建江编，微型计算机接口技术[M]，北京：航空工业出版社，1993
[2]孙育才编，单片微型计算机及其应用[M]，江苏：东南大学出版社，1987
[3]李均宜编，炉温仪表与热控制[M]，北京：机械工业出版社，1981