摘要
熱處理是提高金屬材料及其制品質量的重要技術手段。近年來隨工業的發展，
對金屬材料的性能提出了更多更高的要求，因而熱處理技術也向著優質、高效、
節能、無公害方向發展。電阻爐是熱處理生產中應用最廣泛的加熱設備，加熱時
恒溫過程的測量與控制成為了關鍵技術，促使人們更加積極地研制熱加工工業過
程的溫度控制器。
此設計針對處理電阻爐爐溫控制系統，設計了溫度檢測和恒溫控制系統，實現了基本控制、數據采樣、實時顯示溫度控制器運行狀態。控制器采用 51 單片機作為處理器，該溫度控制器具有自動檢測、數據實時采集處理及控制結果顯示等功能，控制的穩定性和精度上均能達到要求。滿足了本次設計的技術要求。
關鍵詞：電阻爐，溫度測量與控制，單片機
一、緒論
1.1選題背景
在現代化的工業生產中，電流、電壓、溫度、流速、流量、壓力和開關量都
是常用的主要被控參數。例如：在機械制造、電力工程、化工生產、造紙行業、
冶金工業和食品加工等諸多領域中，人們都需要對各類加熱爐、熱處理爐、反應
爐和鍋爐中的溫度進行檢測和控制。其中溫度控制在生產過程中占有相當大的比
例，即使日常生活中的電熱水器、空調、微波爐、電烤箱等家用電器也同樣需要
溫度監控。可見溫度控制電路廣泛應用于社會生活的各領域，所以對溫度進行控
制是非常有必要和有意義的。準確地測量和有效地控制溫度是優質、高產、低耗
和安全生產的重要條件。
1.2電阻爐國內發展動態
電阻爐是熱處理生產中應用最廣泛的加熱設備，它在機械、冶金等行業的生
產中占有十分重要的地位，溫度控制質量的好壞將直接影響著熱處理產品的產
量和質量，對于提高生產率和節約能源也有舉足輕重的意義。
我國對電阻爐的控制進行了廣泛的研究始于上世紀 80 年代，隨著微型計算機控制技術的發展，電阻爐計算機控制逐步進入實用化階段。目前，國內電阻爐控制系統的研究現狀如下：
(1) 采用先進的控制設備
隨著單片機、可編程控制器與工業控制機等先進控制系統的發展，逐步取代了以前大規模的繼電器、模擬式控制儀表。單片機也因其極高的性價比而受到人
們的重視和關注，獲得廣泛地應用和迅速地發展。
單片機具有體積小、重量輕、控制功能強、價格低與開發方便等優點。單片
機應用的意義不僅在于它的廣闊范圍及所帶來的經濟效益，更重要的意義在于，
單片機的應用從根本上改變了控制系統傳統的設計思想和設計方法。以前采用硬
件電路實現的大部分控制功能，現在可以用單片機通過軟件的方法來實現。以前
自動控制中的 PID 調節，現在可以用單片機實現具有智能化的數字計算控制、模糊控制和自適應控制。這種以軟件取代硬件并能提高系統性能的控制技術稱為微控技術。
(2)采用新的控制方法
對傳統的負反饋、單一 PID 控制系統做了多種補充，從而使控制性能更佳。同時，越來越多的控制系統采用新的控制方法如：模糊控制、神經網絡控制、才遺傳算法控制、最優控制、自整定 PID 參數控制器、自適應控制和自校正控制器等。
