数控技术
一种针焊炉实时温度控制系统的设计与实现
贺无名1蒙志端1李晓勇2
(1.湖州师范学院信息与工程学院浙江湖州313000; 2.浙江科技学院信息学院浙江杭州310023)
与皮
摘要：本系统以针烊驴温度控制为研究对象，提出了一种基于上位机和现场控制器的分布式控制方法，设计了针烊炉实时温度控制系统，给出了控制系统的整体结构，并对系统的硬件和软件进行了详细设计和实现。由于采用组态软件开发使得系统的设计得以简化，可靠性增加，实现了对针烊炉的实时温度控制。结累表明，用该方法实现了对针烊炉的实时温度控制，有效的提高了工作效率。
关键调：针炉温度控制组态
中图分类号：TP273.5 1、引言
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2012)08-0002-02
温度控制系统能自动控制加热温度以及温度变化速度，使其严
钎焊炉是一种用于金属轩焊热处理的设备，主要用于水箱，油冷器、中冷器、暖风、管带式冷凝器、蒸发器、平行流式冷凝器、层叠式蒸发器等工件在氮气保护气氛下进行连续轩焊。加热方式有电加热或者天然气加热，现在电阻式加热用的比较多，由于舒焊炉的体积庞大、工作湿度高达800C，工况复杂，温度要分区控制，对其湿度进行精确控制难度较大。组态软件功能强大，易于二次组态开发，性能稳定，广泛应用于工业现场的检测国，数据采集等，适合于分布式控制系统。本文就轩焊炉的工作特点，采用单片机设计了现场控制器，采用组态王进行上位机缩程，实现了舒焊炉实时温度监控、报警、数据记录等功能
2、系统的总体方案设计
钎焊炉一般分为6组加热工作区，每个加热区要能根据工艺要求设置其工作温度，温度精度要求达士1℃，以确保舒焊所需的敏感的、关键性的温度要求，针对钎焊炉的实际工作情况，本系统利用单片机、热电偶、可控硅等组成现场控制硬件系统，对舒焊炉的6个加热区的加热器实现分散控制，各个加热区的现场控制器通过RS485 总线与上位计算机通信，实现集中监控和数据管理。系统的总体结构如图1所示。
上机
现疡控制圈1 网控驻率
控制加
世圆热
规场控制圈2 同控驻率腔制
电图
规疡控制圈6 阿控驻地率
电加
电网
图1系统总体结构图
现场控制器通过热电偶检测舒焊炉各点温度，并通过RS485通信总线将实时湿度值反馈给上位机器，上位机器将温度值存储在数据库中并实现温度的及时显示，同时上位计算机根据温度预设值将加热电阻丝的控制量给定值下传到现场控制器，现场控制器接收来自上位机的控制指令，通过可控硅控制实现加热电阻丝的交流功率调节，完成舒焊炉该段的加热控制，
格按照热处理工艺所制订的工艺曲线运行。系统具有自动运行、现场人为控制两种工作方式。其中现场人为控制工作方式，是通过现场控制器的触模屏手动调节来实现的。系统具有报警、参数设置、温度控制、工艺参数设置、曲线绘制、自动报表、图形生成、历史数据查询、检索及打印功能
上位机主机是监控系统的核心，为提高系统的可靠性，采用工控机IPC一601L1。现场控制器是舒焊炉的温度控制执行部件，我们选C8051F高速单片机为主控芯片设计专用的控制电路和周波控制器、可控硅组件和热电偶等组成了现场控制器，完成热处理炉的各
加热电阻丝的加热控制和湿度检测。 3、硬件电路设计
现场控制器按功能可以分为以下6部分：单片机的主控模块，温度传感器及其信号处理模块，周波可控硅功率控制模块，触摸屏波晶显示模块，RS485通信模块等。硬件电路总体框图如图2所示
触摸液晶显示模
金
C8051
可控硅动率控制模块
电加热组
F单片机
A 信号处理
本热电假
现场报警模块
485通信接口
图2现场控制器电路框图
上机
温度传感器选择型热电偶温度传感器，电炉所要求的稳定温度高达800C，所检测的温度范图是0～1000℃。J型热电偶温度检测范围为-50C～1200℃，它的输出电压与湿度之间有比较好的线性关系。比较适合舒焊炉的温度检测。
传感器信号处理模块把热电偶输出的微弱电压信号，先转换成电流信号，再通过电流电压转换器，转换成0~3.3V的电压信号，提供给单片机的A／D转换脚，由单片机处理成湿度数据。采用 XTR101集成电路将热电偶输出微弱的电压信号转换成电流信号实现较好的抗干扰能力，电流信号传送到单片机端时通过RCV420 是一种精密电流/电压变换器重新转换成电压信号给单片机A/D 处理。
基全项日：浙江省公益性技术应用研究计划项日(2011C21080)；2010年潮州市本级股务业发展专项资全(信息化专项);浙江省教育厅2010年度
科研计划项日（Y201018451）