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哥哥-恒温箱PLC系统控制设计

哥哥-恒温箱PLC系统控制设计
哥哥-恒温箱PLC系统控制设计

毕业设计(论文)

题目:恒温箱PLC系统控制设计姓名:

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毕业论文(设计)任务书

目录

前言 (1)

1系统简介 (2)

1.1程序联动 (2)

1.2原理及应用 (2)

2 PLC的选型及设置 (4)

2.1PLC软件设计 (4)

2.2PLC的选型 (4)

3控制功能及其性能 (6)

3.1恒温箱主要参数 (6)

3.2强大的功能 (7)

4控制方案 (8)

4.1方案选择 (8)

4.2器件选择 (8)

4.3系统的设计和应用总结 (9)

结论 (10)

致谢 (11)

参考文献 (12)

摘要

本文以单片机80C552为核心,设计了恒温箱的微机控制系统。本系统采用集成温度传感器AD590进行温度检测和处理,利用单片机中的八路十位逐次比较型A/D转换器进行信号采集。本系统还设计了越限报警功能,并用键盘设定温度值,控制电热丝进行加热,使工作间的温度稳定在某一设定值。本系统还采用了时钟芯片MC146818 显示当前的时间。当电源断电后,可以靠蓄电池供电,进行时钟计时功能及保留其内部RAM的数据。

可编程控制器由于其在工业控制方面的应用意义日趋明显,并在发电、化工、电子等行业工艺设备的电气控制方面得到了广泛的应用。它具有功能强大、使用可靠、维修简单等许多优点,并且在很多地方已逐步取代了继电器电路的逻辑控制。与此同时,恒温箱也正被广泛地应用,在将其俩双双结合的情况下,不仅促进了科技的发展,也提高了人民活水平。

关键词:PLC 控制系统恒温箱温度传感器;

前言

恒温箱控制是其温度不随其他影响的变化而变化,本次作品的恒温箱控制系统是为家庭和工农业而设计的。家庭中温度对人体重要尤其对老人和婴儿,这时不得不需要恒温箱控制室内温度。这就迫切需要一种恒温箱控制器,而本设计恰恰满足了这点。它由检测端的传感器将温度信号转换成电信号,经模数转换器把数据传给单片机,由单片机来控制执行部件对温度控制设备供电,是能对温度进行预置、测量、显示及自动控制的简单恒温箱控制器。

随着我国经济的不断发展,社会高度信息化,新的高科技技术不断应用到各个方面中,使得智能化已成为一种发展的必然趋势。智能化也往往是从设备自动化系统开始。本文主要针对我们本次的毕业设计《智能化小型恒温箱》阐述PLC 控制设计与智能化恒温箱系统的关系。

1系统简介

本系统较一般两套制冷系统不同的是两台冷水机组却只选择一个冷却塔,经计算核定,这并不影响其效果)其中冷水机组是由设备生产厂成套供应的。根据本次设计的实验室要求,我们选择了2*5匹全封闭式压缩机冷水机组。它一般是根据空气调节原理及规律等由微处理器自动控制。冷水机组由压缩机、冷凝器与蒸体,析出的热量由冷却水带走,并在冷却塔里排入大气。液体制冷剂由冷凝器进入蒸发器蒸发吸收热发器组成。压缩机把制冷剂压缩,压缩后的制冷机进入冷凝器,被冷却水冷却后,变成液量,使冷冻水降温,然后冷冻水进入冷风机盘管吸收空气中的热量。如此循环不已,把室内的热量带出,达到降低环境温度的目的。因此,恒温箱冷冻系统的工艺控制要求为:

1.1程序联动

冷却塔风机——冷却水泵——冷冻水泵——冷水机组。停止:冷水机组——冷冻水泵——冷却水泵——冷却塔风机。当其中一台冷却水泵/冷冻水泵出现故障时,备用冷却水泵/冷冻水泵会自动投入工作。供回水管的压差△P=P1-P2 控制旁通阀(TV)的开口度,使其维持压差。的实验室的目的是为给同学们更形象生动的学习理解恒温箱系统,所以设计过程中,我们还会考虑到在合适并重要的位置处装上便于观察制冷剂或水流情况的窥视镜。

1.2原理及应用

恒温箱PLC系统的控制有3 种控制方式:早期的继电器控制系统、直接数字式控制器DDC 以及PLC(可编程序控制器)控制系统。继电器控制系统由于故障率高,系统复杂,功耗高等明显的缺点已逐渐被人们所淘汰,直接数字式控制器DDC 虽然在智能化方面有了很大的发展。但由于DDC 其本身的抗干扰能力问题和分级分步式结构的局限性而限制了其应用范围。相反,PLC 控制系统以其运行可靠、使用与维护均很方便,抗干扰能力强,适合新型高速网络结构这些显著的优点使其逐步得到广泛的应用。可编程控制器是计算机家族中的一员。于上个世纪中后叶被发明后,在机床、各种流水线的输送机械、发电、化工、电子等行业工艺设备的电气控制方面得到了广泛的应用,早期的可编程控制器被称作可编程逻辑(Programmable Logic Controller), 即简称为PLC。 PLC 具有功能强大、使用可靠、维修简便等许多优点。对于传统的继电器电路来说,它难以实现复杂逻辑功能的和数字式控制,而且要实现一定规模的逻辑控制功能不仅设计繁琐,难以实现升级,并易发故障,维修复杂,现在已被大中型设备的控制系统所抛弃。而PLC 正被广泛的应用并且已逐步取代了继电器电路的逻辑控制。随着科学技术不断的飞跃发

展,PLC 也不断得到完善和强大,同时它的功能也大大超过了逻辑控制的范围,如联网通信功能和自诊断功能等。因此今天这种装置被我们称作可编程控制器,不过我们还是习惯简称这种装置为PLC。

PLC 实质上是一种被专用于工业控制的计算机,其硬件结和微机是基本一致的。

PLC 主要是模块式的,包含CPU模块、I/O 模块等,PLC 一端接传感器,另一端接执行器,从传感器得到的数据经PLC 读、运算等处理下达给执行器,执行器动作。PLC 相当于继电器的作用,其好处是可靠性高,自动化程度高、可进行网络化等。

2 PLC的选型及设置

为了满足以上所介绍的空调工艺要求,整个控制系统需要可编程序控制器的输入、输出点分别是112 点和32 点,其中模拟量输入、输出为6 点和4 点。根据PLC 的I/O 原理使用原则,即留出一定的I/O 点以做扩展时使用,以及系统设计中实际所需的I/O 点数。选用华光电子工业有限公司A。这种机型的I/O 点数为256 点,有RS-422 通讯端口,其编程指令有143 条,并配有相应的编程软件S的SU-5/B 型。主机:SU-5/B;输入模块:U-25N、U-01AD;输出模块:U-05T、U-01D-62P,不仅可以通过手持编程器对其编程。而且可以通过PC 机对其进行编程输入。该软件还能在PLC 运行时监控其运行状况。

2.1 PLC软件设计

恒温箱系统的启动/停止是用于的手动启动/停止控制。也可以通过温度设定,依据冷负荷的需要自动开启。每台设备均设有自动、手动、备用三种运行状态,自动用于联锁集中控制;手动用于调试或检修;备用状态用于热备用。三台水泵二工一备。其中备用泵循环轮换,提高设备的保养率。各台设备按工艺要求顺序自动启动/停止时,采用每台设备启动后经15s 左右延时,再启动下一台设备。一是考虑水泵稳定运行有个过程,二是避免数台电动机同时启动,冲击变压器,影响供电质量。为提高恒温箱系统的经济性、可靠性及可维护性,需采用控制产品对恒温箱系统的各个设备进行控制。早期的恒温箱控制器多为就地式专用控制器和DDC 控制器,它们具有控制功能简单、不易联网及信息集成度不高等缺点。随着计算机技术、控制技术和网络技术的发展,现在的恒温箱系统都倾向于采用先进、实用、可靠的可编程控制器(PLC)来进行控制。

2.2 PLC的选型

空气处理机时,PLC 发出控制指令。首先开户回风门和新风门到设定位置,然后启动送风机,同时通过控制变频器,从而调节风机的转速度与系统设定值相比较后,用PID 方式调节冷水电动阀,控制冷水流量, 使送风温度达到设定值。转速的快慢是由回风温度与系统设定值相比较后,用PID 方式控制变频器,从而调节风机的转速,达到调节回风温度的目的。前后压差超出设定值时,PLC 发出过滤堵塞报警信号。

理机停止运行后,新风门、回风门和冷水电动阀回复到全关位置,并关停冷水环泵。

上位机监控系统主要完成对工艺参数的检测、各机组的协调控制以及数据的处理、分析等任务,下位PLC 主要完成数据采集、现场设备的控制及连锁等功能。

除此以外,恒温箱PLC系统还有如下功能:

显示机组的运行参数,包括冷水出口温度、冷水入口温度、冷却水出口温度、冷却水入口温度、蒸汽压力、蒸汽阀门开度,以及溶液泵、冷剂泵等所有屏蔽泵的运行状态和各种故障报警的详细信息。

对重要的数据进行在线存储,数据的存储时间最长为10 年。可以通过历史报表或者历史趋势曲线的方式检索历史数据。

3控制功能及其性能

根据设定的参数,并考虑经验运行数据,PLC 应用反馈数据 (如室内温度等)进行PID 调节,以保证运行参数满足系统要求。控制系统有三种运行方式:就地手动、软手动和自动。就地手动就是通过就地手动操作设备对机组进行控制,软手动是通过PLC 对机组进行手动控制,自动则是根据编好的控制程序自动控制相关设备的启、停及调节量。采用程序控制方式,杜绝冷剂污染,有效便捷地实现冷水、冷却水的变频控制。通过有效合理地开、停控制,达到启动速度快、停机时间短的目的,即能节省能耗,还能避免结晶,从而提高恒温箱系统的安全性和经济性。

3.1恒温箱主要参数

温度范围:200—1050℃

控制精度:±1℃

输入电压:AC200—240V

消耗功率:2KW

外形尺寸:40×45×45cm

通过一个温度传感器检测恒温箱的温度值并把它转换成标准电流(或电压)信号后,送到A/D 转换模块,转换成的数字信号输送到PLC 主机。PLC 主机得到一个控制量,该控制量的大小决定PLC 输出控制的继电器的导通时间,从而控制温度值的大小。如图3-1所示

图3-1恒温箱温度变化曲线

本控制系统选用可利用公司的小型一体化PLC 代替传统恒温箱主机控制系统中的单片机,较大程度地提高了系统配置及控制的灵活性,能更好地满足不同用户的不同需求。同时,明显缩短了程序开发周期。

200400600800min t c T

PLC 控制核心能够在恶劣的环境中长期可靠、无故障运行,并且易接线、易维护、隔离性好、抗腐蚀能力强,能适应较宽的温度变化范围,平均无故障时间间隔(MTBF)大于15 年。

3.2强大的功能

现代的PLC 的编程语言遵从易学、易懂、易用的标准。除了具备传统PLC 助记符和梯形图编程功能外,还具有结构化语言和顺序功能图编程功能。PLC 提供各种功能模块,包括各种通讯功能选择、通讯参数设置,以及可以具体到某年、某月、某日、某个时刻的多种定时器和超长定时器等,方便了各种功能的实现,有利于缩短开发周期和节省程序容量。

优良的开放性:上位软件Focsoft3.1 支持DDE、OPC、ODBC、SQL,并提供丰富的API 编程接口,方便接入其它系统。

4控制方案

4.1方案选择

本系统若根据赛题要求可有多种实现方案。

(1)方案一此方案是传统的一位式模拟控制方案,选用模拟电路,用电位器设定给定值,反馈的温度值和设定值比较后,决定加热或不回热。系统受环境影响大,不能实现复杂的控制算法,不能用数码显示,不能用键盘设定。

(2)方案二此方案是传统的二位式模拟控制方案,其基本思想与方案一相同,但由于采用上下限比较电路,所以控制精提高。这种方法还是模拟控制方式,因此也不能实现复杂的控制算法使控制精度做得较高,而且仍不能用数码显示和键盘设定(3)方案三此方案采用89S51单片机系统来实现。单片机软件编程灵活、自由度大,可用软件编程实现各种控制看法和逻辑控制。可实现数码显示和键盘设定等多种功能,系统电路框如图4-1。

图4-1单片机的原理图

方案一和方案二是传统的模拟控制方式,而模拟控制系统难以实现复杂控制规律,控制方案的修改也较麻烦。而方案三是采用以89S51为控制核心的单片机控制系统,尤其对温度控制,它可达到模拟控制所达不到的控制效果,并且可实现显示、键盘设定等多种功能,又易于扩展,大大提高了系统的智能化,也使得系统所测结果精度大大提高。故选择方案三。

4.2器件选择

由于单片机最小系统板采用的是去年省赛的板子,所以受到了很多限制。如对系统精度至关重要的A/D转换换器,板子上采用的是ADC0809。因为是八位的,所以精度不高,最多只能达到0.4度左右。但考虑到已有现成的板子,采用0809同样可达到实验的目的,所以A/D部分暂不作更改。

传感器部分既可采用热敏电阻,也可采用集成的温度传感器。但由于热敏电阻的精

度、重复性、可靠性都比较差,所以我们采用的集成的LM35,LM35是一个三端器件(电源、地、输出),的是NS公司生产的集成电路温度传感器系列产品之一,它具有很高工作精度和较宽的线性工作范围,该器件输出电压与摄氏温度线性成比例。LM35与用开尔文标准的线性温度传感器相比更有优越之处,LM35无需外部校准或微调,可以提供±1/4℃的常用的室温精度。其灵敏度为+10.0mV/℃,精度在+25℃时为0.5℃。精度较高,并且价格较低,每片仅售6元。较之性能较好的AD590K便宜许多,性价比高。故采用LM35而舍弃AD590K。

4.3系统的设计和应用总结

由于整个实验室正在逐步筹划和建设的过程中,许多设计还处于探讨之中,众多功能还未付诸实施。

现在本文就系统改造实现情况作简单介绍:本文的系统调试应分为两步,设备电气控制系统调试和中心网络系统调试。我们就已完成的设备电气控制系统设计、调试及使用情况作一下说明:针对实验室的要求:要求电气系统运行稳定,感温精确度高,维护方便寿命长,并能联网进行管理。除此之外在实际使用中系统的故障报警部分设计还不够完善,许多功能还未开发。本文经过对设备状况和同学们对恒温箱学习认识的调研,本文认为可采用三菱公司的A 系列PLC 作为设备的控制系统核心。它不仅具备普通PLC 可编程控制器的各种优点,而且能够利用以太网网络模块(B2/B5)组建MELSECNET 网络,最终达到建成先进的分布式控制系统,既实现各种设备之间的联网,实现远程控制和管理。当然系统基本达到了设计的要求,它不仅具备基本逻辑控制功能,还具有联网通信功能和管理功能等。另外相对与老的控制系统,它工作稳定、故障率低,并能进行系统自动报警,操作及维护十分简便,维修综合成本(待机时间等)大大降低。

结论

在恒温箱系统中,采用PLC 控制系统是切实可行的,恒温箱系统用PLC 控制可以有效地保证其工作稳定、可靠,便于维护,且性能价格比高。同时以PLC为核心的高可靠的监控系统实现了对恒温箱的控制及两台主机之间的协调控制,具有先进、可靠、经济、灵活等显著特点。

致谢

本论文是在老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成,老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。一个月来,老师不仅在学业上给我以精心指导,同时还在思想上给我以无微不至的关怀,在此谨向杨老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

参考文献

[1] 郭宗仁.可编程控制器及其通信网络技术.北京:人民邮电出版社,1999

[2] 顾战松.可编程控制器原理与应用.北京:国防工业出版社,1995

[3] 何换上.工业电气控制设备.北京:高等教育出版社,1992

[4] 王兆义.实用小型可编程控制器.北京:机械工业出版社,1996

[5] 赵明.工厂电气控制设备.北京:机械工业出版社,1994

恒温箱PLC系统控制.

一、题目 恒温箱PLC系统控制 二、指导思想和目的要求 1)通过毕业设计培养学生综合运用所学的基础理论、基础知识、基本技能进行分析和解决实际问题的能力。 2)使学生受到PLC系统开发的综合训练,达到能够进行PLC 系统设计和实施的目的。 3)使学生掌握利用PLC对温度进行PID控制方法。 三、主要技术指标 1、选用三菱FX2N系列可编程控制器作为主机 2、主要参数 温度范围:200—1050℃ 控制精度:±1℃ 输入电压:AC200—240V 消耗功率:2KW 外形尺寸:40×45×45cm 3、系统构成 通过一个温度传感器检测恒温箱的温度值并把它转换成标准电流(或电压)信号后,送到A/D转换模块,转换成的数字信号输送到PLC主机。PLC主机得到一个控制量,该控制量的大小决定PLC输出控制的继电器的导通时间,从而控制温度值的大小。 4、控制要求 采用PID控制算法,使PLC控制的恒温箱的温度变化能按照给定的曲线运行,如图所示

四、要求 1.设计电气控制原理图。 2、进行PLC的选择及I/O分配。 3、设计PLC硬件系统。 4、对系统所需电气元器件选型,编制电气元件明细表。 5、PLC控制程序设计。 五、主要参考书及参考资料 1、自动控制原理及系统 2、PLC及应用 、

目录 摘要 (1) 第1章可编程控制器基础知识 (2) 1.1 PLC的定义 (2) 1.2 PLC的类型选择 (3) 第2章可编程器的系统运用 (5) 2.1恒温箱工艺过程及控制要求 (5) 2.2模块功能指令 (9) 2.2.1展热电阻/热电偶模块用法 (9) 2.2.2系统输入输出控制 (10) 第3章恒温箱工作的基本原理 (13) 3.1恒温箱工作原理 (13) 3.2控制系统温度采集 (17) 3.3恒温控制装置PLC接线图 (19) 3.4系统的配置及I/O地址 (20) 3.5梯形图(附录) (21) 总结 (22) 致谢 (23) 附录 (24) 参考文献 (31)

单片机课程设计(温度控制系统)

温度控制系统设计 题目: 基于51单片机的温度控制系统设计姓名: 学院: 电气工程与自动化学院 专业: 电气工程及其自动化 班级: 学号: 指导教师:

2015年5月31日 摘要: (3) 一、系统设计 (3) 1.1 项目概要 (3) 1.2设计任务和要求: (4) 二、硬件设计 (4) 2.1 硬件设计概要 (4) 2.2 信息处理模块 (4) 2.3 温度采集模块 (5) 2.3.1传感器DS18b20简介 (5) 2.3.2实验模拟电路图 (7) 2.3.3程序流程图 (6) 2.4控制调节模块 (9) 2.4.1升温调节系统 (9) 2.4.2温度上下限调节系统 (8) 2.43报警电路系统 (9) 2.5显示模块 (12) 三、两周实习总结 (13) 四、参考文献 (13) 五、附录 (15)

5.1原理图 (15) 摘要: 在现代工业生产中,温度是常用的测量被控因素。本设计是基于51单片机控制,将DS18B20温度传感器实时温度转化,并通过1602液晶对温度实行实时显示,并通过加热片(PWM波,改变其占空比)加热与步进电机降温逐次逼近的方式,将温度保持在设定温度,通过按键调节温度报警区域,实现对温度在0℃-99℃控制的自动化。实验结果表明此结构完全可行,温度偏差可达0.1℃以内。 关键字:AT89C51单片机;温控;DS18b20 一、系统设计 1.1 项目概要 温度控制系统无论是工业生产过程,还是日常生活都起着非常重要的作用,过低或过高的温度环境不仅是一种资源的浪费,同时也会对机器和工作人员的寿命产生严重影响,极有可能造成严重的经济财产损失,给生活生产带来许多利的因素,基于AT89C51的单片机温度控制系统与传统的温度控制相比具有操作方便、价价格便宜、精确度高和开展容易等优点,因此市场前景好。

完成版基于单片机的锅炉温度控制系统的设计.

1.1 课题背景及研究意义 锅炉是一种热能转换设备,由锅和路两大主体和保证其安全经济连续运行的附件,仪表附属设备,自控和保护系统组成,水在锅(锅筒)中不断被炉里燃料燃烧释放出来的能量加热,温度升高并产生带压蒸汽,由于水的沸点随压力的升高而升高,锅是密封的,水蒸气在里面的膨胀受到限制而产生压力形成热动力(严格的说锅炉的水蒸气是水在锅筒中定压加热至饱和水再汽化形成的)作为一种能源广泛使用。锅炉广泛用于生产和生活之中。中小型锅炉作为供暖设备用于提供热水,取暖方面得到了广泛应用。目前,取暖多采用集中供暖方式。集中供暖,一般都是按一个采暖季每平方(建筑面积)来收费的,对北方地区来说,天气比较冷,需要供暖时间长,应该集中供暖省钱。指集中集团式供暖的一种形式。从能源利用方面讲,集中供暖一次性投资大,运行费用高,无论是否需要,暖气始终全天供热,因楼层不同而造成温度不均,若遇到供暖偏热,居民只有开窗降温,使宝贵的能源白白浪费。这种供暖方式从原理上而言,效率较高。集中供暖的锅炉大多数是燃媒锅炉,锅炉燃烧时污染大,已经带来了严重的环境污染问题。由于这些用户采用集中取暖,给个别用户带来不便的缺陷。 基于这种情况,近年来采用以天然气,液化石油气为燃料的中小型燃气锅炉具有高效、环境污染小,发热量大甚至无污染等特点,受到普遍欢迎。尤其在国外,燃气锅炉目前已得到了普遍应用。家用燃气锅炉常见的是套管式燃气锅炉、板换式燃气锅炉、冷凝式燃气锅炉。随着科技的发展以及各种客观条件的具备,生活采暖用燃气锅炉的应用也必将得到进一步的发展与推广。随着燃料不断补给,燃料充足,城市燃气管网逐步完善,燃气使用率逐步会提高。市场经济的发展与开放,国有企业享受国家能源补贴的取消,住房逐渐私有化,供热管网费、采暖费全部由个人支付。会有越来越多的人放弃集中供热方式而采用分散采暖方式。而小型家用燃气锅炉的使用作为集中供暖的一个很好补充或替代它必将被越来越多的人关注和选用成为趋势。 目前市场上家用燃气锅炉为进口,价格高,售后服务不够完善,不利于燃气锅炉的推广使用,研制燃气锅炉的公司亦相对较少。因此研制开发小型家用燃气锅炉就具有现实的意义与客观的市场价值。 本设计将结合小型家用燃气锅炉实际的需要,利用MCS-51系列单片机为核心器件组成温度控制系统,采用温度采集技术,通过运行和分析研究,以期正确认识和全面理解利用单片机实现温度采集技术在过程控制中的应用。 1.2 系统的总体设计思想 目前,世界计算机市场上出现了专门用于工业控制的单片机系列产品,单片机以其体积小、重量轻、功耗低、价格便宜、功能强的特点,在工业控制的实践中得到越来越广泛的应用单片机不仅可以实现各种常规的控制,还可以根据被控对象

烤箱温度控制系统设计.doc

苏州市职业大学2014─2015学年第1学期试卷 《MATLAB 工程应用》 (分散 A 卷 开卷 设计) 出卷人 宋秦中 出卷人所在学院 电子信息工程学院 使用班级 12电子1,12电子2 班级 12 应用电子技术1 学号 127303110 姓名 施晓蓉 第1页,共21页 一、设计题(满分100分) 请在以下题目中任选一项完成设计 1. 汽车运动控制系统设计; 2. 电烤箱温度控制系统设计 3. 汽车减震系统建模仿真; 4. 汽车自动巡航控制系统的PID 控制; 5. 汽车怠速系统的模糊PID 控制; 6. 双闭环直流调速系统的设计与仿真 7. 自选测控项目(给出你自选的题目) 8. 本份试题选取项目为: 电烤箱温度控制系统设计 附评分细则:

《MATLAB工程应用》期末考试设计报告 第一章概述 本次课题的主要内容是通过对理论知识的学习和理解的基础上,自行设计一个基于MA TLAB 技术的PID控制器设计,并能最终将其应用于一项具体的控制过程中。以下为此次课题的主要内容: (1) 完成PID控制系统及PID调节部分的设计 其中包含系统辨识、系统特性图、系统辨识方法的设计和选择。 (2) PID最佳调整法与系统仿真 其中包含PID参数整过程,需要用到的相关方法有: b.针对有转移函数的PID调整方法 主要有系统辨识法以及波德图法及根轨迹法。 (3) 将此次设计过程中完成的PID控制器应用的相关的实例中,体现其控制功能(初步计划为温度控制器) 第2页,共21页

第二章调试测试 2.1进度安排和采取的主要措施: 前期:1、对于MA TLAB的使用方法进行系统的学习和并熟练运用MA TLAB的运行环境,争取能够熟练运用MA TLAB。 2、查找关于PID控制器的相关资料,了解其感念及组成结构,深入进行理论分析,并同步学习有关PID控制器设计的相关论文,对其使用的设计方法进行学习和研究。 3、查找相关PID控制器的应用实例,尤其是温度控制器的实例,以便完成最终的实际应用环节。 中期:1、开始对PID控制器进行实际的设计和开发,实现在MATLAB的环境下设计PID控制器的任务。 2、通过仿真实验后,在剩余的时间内完成其与实际工程应用问题的结合,将其应用到实际应用中(初步计划为温度控制器)。 后期:1、完成设计定稿。 2、打印以及答辩工作地准备。 2.2被控对象及控制策略 2.2.1被控对象 本文的被控对象为某公司生产的型号为CK-8的电烤箱,其工作频率为50HZ,总功率为600W,工作范围为室温20℃-250℃。设计目的是要对它的温度进行控制,达到调节时间短、超调量为零且稳态误差在±1℃内的技术要求。 在工业生产过程中,控制对象各种各样。理论分析和实验结果表明:电加热装置是一个具有自平衡能力的对象,可用二阶系统纯滞后环节来描述。然而,对于二阶不振荡系统,通过参数辨识可以降为一阶模型。因而一般可用一阶惯性滞后环节来描述温控对象的数学模型。 所以,电烤箱模型的传递函数为: 第3页,共21页

恒温箱自动控制系统设计报告

恒温箱自动控制系统设计 【摘要】 本组设计的恒温箱自动控制系统主要由中央处理器、温度传感器、半导体制冷器、键盘、显示、声光报警等部分组成。处理器采用AVR Mega128单片机,温度传感器采用DS18B20,利用半导体制冷片一面制冷一面发热的工作特性进行升降温,用LCD12864作为显示输出。温度传感器检测到温度数据传送给单片机,单片机再将温度数据与给定值进行比较,从而发出对半导体制冷器的控制信号,使温度维系在给定值附近(偏差小于±2℃),同时单片机将数据送与显示器。【关键字】 单片机温度传感器半导体制冷器控制 一、设计方案比较 1.1总体设计方案 这里利用DS18B20芯片作为恒温箱的温度检测元件。DS18B20芯片可以直接把测量的温度值变换成单片机可以读取的标准电压信号。单片机从外部的两位十进制拨码键盘进行给定值设定,读入的数据与给定值进行比较,根据偏差的大小,采用闭环控制的方法使控制量更加精准。控制结果通过液晶显示器LCD12864予以显示。 系统整体框图如图一所示: 图一、系统整体框图 1)温度检测元件的选择: 方案一:这里所设计的是测温电路,因此可以采用热敏电阻之类的器件利用其

感温效应,检测并采集出随温度变化而产生的电压或电流,进行A/D转换后送给单片机进行数据处理,从而发出控制信号。此方案需要另外设计A/D转换电路,使得温测电路比较麻烦。 方案二:上网查得温度传感器DS18B20能直接读出被测温度,并可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读取方式,它内部有一个结构为8字节的高速暂存RAM存储器。DS18B20芯片可以直接把测量的温度值变换成单片机可以读取的标准电压信号。与方案一比较更加简单实用,因此我们选择方案二。 2)显示方案选择: 方案一:温度的显示可以用数码管,但数码管只能显示简单的数字,它有电路复杂,占用资源较多,显示信息少等缺点。 方案二:LCD12864汉字图形点阵液晶显示模块,可显示汉字及图形,内置 8192个中文汉字,128个字符及64×256点阵显示RAM。可显示内容:128列×64行,多种软件功能:光标显示、画面移位、自定义字符、睡眠模式等。我们设计的系统需要显示更多的信息,所以考虑显示功能更好的液晶显示,要求能显示更多的数据,增强显示信息的可读性,看起来更方便。所以选择方案二。 LCD12864接线方法如图二所示: 图二、LCD12864接线图 3)声光报警系统 采用蜂鸣器及三色LED组成声光报警系统。制冷时LED为红色,温度达到控制要求且上下浮动在1℃以内时为绿色,升温时为黄色。温度到达给定值的同时,蜂鸣器发出报警提示音。 二、理论分析与计算 实现温度的实时显示是由计算温度子程序将 RAM 中读取值进行 BCD 码的转换运算,并进行温度值正负的判定,从DS18B20读取出的二进制值必须先转换成十进制值,才能用于字符显示。因为 DS18B20 的转换精度为 9-12 位可选的,为了提高

温度控制器课程设计要点

郑州科技学院 《模拟电子技术》课程设计 题目温度控制器 学生姓名 专业班级 学号 院(系)信息工程学院 指导教师 完成时间 2015年12月31日

郑州科技学院 模拟电子技术课程设计任务书 专业 14级通信工程班级 2班学号姓名 一、设计题目温度控制器 二、设计任务与要求 1、当温度低于设定温度时,两个加热丝同时通电加热,指示灯发光; 2、当水温高于设定温度时,两根加热丝都不通电,指示灯熄灭; 3、根据上述要求选定设计方案,画出系统框图,并写出详细的设计过程; 4、利用Multisim软件画出一套完整的设计电路图,并列出所有的元件清单; 5、安装调试并按规定格式写出课程设计报告书. 三、参考文献 [1]吴友宇.模拟电子技术基础[M]. 清华大学出版社,2009.52~55. [2]孙梅生.电子技术基础课程设计[M]. 高等教育出版社,2005.25~28. [3]徐国华.电子技能实训教程[M]. 北京航空航天大学出版社,2006.13 ~15. [4]陈杰,黄鸿.传感器与检测技术[M].北京:高等教育出版社,2008.22~25. [5]翟玉文等.电子设计与实践[M].北京:北京中国电力出版社,2005.11~13. [6]万嘉若,林康运.电子线路基础[M]. 高等教育出版社,2006.27 ~29. 四、设计时间 2015 年12月21 日至2015 年12 月31 日 指导教师签名: 年月日

本设计是一种结构简单、性能稳定、使用方便、价格低廉、使用寿命长、具有一定的实用性等优点的温度控制电路。本文设计了一种温度控制器电路,该系统采用模拟技术进行温度的采集与控制。主要由电源模块,温度采集模块,继电器模块组成。 现代社会科学技术的发展可以说是突飞猛进,很多传统的东西都被成本更低、功能更多、使用更方便的电子产品所替代,本课程设计是一个以温度传感器采用LM35的环境温度简易测控系统,用于替代传统的低精度、不易读数的温度计。但系统预留了足够的扩展空间,并提供了简单的扩展方式供参考,实际使用中可根据需要改成多路转换,既可以增加湿度等测控对象,也能减少外界因素对系统的干扰。 首先温度传感器把温度信号转换为电流信号,通过放大器变成电压信号,然后送入两个反向输入的运算放大器组成的比较器电路,让电位器来改变温度范围的取值,最后信号送入比较器电路,通过比较来判断控制电路是否需要工作。此方案是采用传统的模拟控制方法,选用模拟电路,用电位器设定给定值,反馈的温度值与给定的温度值比较后,决定是否加热。 关键词:温度传感器比较器继电器

锅炉内胆温度控制系统设计

锅炉内胆温度控制系统设计 一.引言 过程控制是自动化的重要分支,其应用范围覆盖石油、化工、制药、生物、医疗、水利、电力、冶金、轻工、建材、核能、环境等许多领域,在国民经济中占有极其重要的地位。无论是在现代复杂工业生产过程中还是在传统生产过程的技术改造中,过程控制技术对于提高劳动生产率、保证产品质量、改善劳动条件以及保护生态环境、优化技术经济指标等方面都起着非常重要的作用。 过程控制的主要任务是对生产过程中的有关参数(温度、压力、流量、物位、成分、湿度、PH值和物性等)进行控制,使其保持恒定或按一定规律变化,在保证产品质量和生产安全的前提下,是连续型生产过程自动的进行下去。实际的生产过程千变万化,要解决生产过程的各种控制问题必须采用有针对性的特殊方法与途径。这就是过程控制要研究和解决的问题。二.任务和要求 任务:设计锅炉内胆温度控制系统,选择合适的传感器、控制器和执行器,使其满足一定的控制要求。 要求:本系统的控制对象为锅炉内胆的水温,要求锅炉内胆的温度的稳定值等于给定值,误差保持在 5%的误差带以内。 三.总体方案 系统组成:本实验装置由被控对象和控制仪表两部分组成。系统动力支路分两路:一路由三相(380V交流)磁力驱动泵、电动调节阀、直流电磁阀、涡轮流量计及手动调节阀组成;另一路由日本三菱变频器、三相磁力驱动泵(220V变频)、涡轮流量计及手动调节阀组成。1.原理框图 图1

2.简要原理 单闭环锅炉水温定值控制系统的结构示意如课程设计指导书所示,图1为其结构框图。其中锅炉内胆为动态循环水,磁力泵、电动调节阀、锅炉内胆组成循环供水系统。而控制参数为锅炉内胆的水温,即要求锅炉内胆的水温等于设定值。先通过变频器-磁力泵动力支路给锅炉内胆打满水,然后关闭锅炉内胆的进水阀。待系统投入运行后,再打开锅炉内胆的进水阀,允许变频器-磁力泵以固定的小流量使锅炉内胆的水处于循环状态。在锅炉内胆水温的控制过程中,由于锅炉内胆由循环水,因此锅炉内胆循环水水温控制相比于内胆静态水温控制时更充分,因而控制速度有较大的改善。 在结构原理框图中可以清楚的看出,我们给定温度的设定值,将温度传感器的值与设定值相比较,把偏差值送入PID调节器,PID调节器的输出信号送入可控硅调压装置,经调压装置输出的电压信号来控制加热装置的阻值,从而控制锅炉内胆的水温。此控制系统为单闭环反馈系统,只要PID参数设置的合理,就能够使系统达到稳定。 3.优缺点分析 优点:单闭环系统结构简单,稳定性好、可靠性高,在工业控制中得到广泛的应用。 缺点:对动态特性复杂、存在多种扰动或扰动幅度很大,控制质量要求高的生产过程,简单控制系统难以满足要求 四.元器件的选择与参数整定 1.元器件的选择: (1)被控对象 由不诱钢储水箱、4.5千瓦电加热锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒构成)、冷热水交换盘管和敷朔不锈钢管道组成。 模拟锅炉:本装置采用模拟锅炉进行温度实验,此锅炉采用不锈钢精制而成,设计巧妙。 管道:整个系统管道采用不诱钢管组成,所有的水阀采用优质球阀,彻底避免了管道系统生锈的可能性。有效提高了实验装置的使用年限。其中储水箱底有一个出水阀,当水箱需要更换水时,将球阀步打开直接将水排出。 (2)检测装置 变送器:采用工业用的扩散硅压力变送器,含不诱钢隔离膜片,同时采用信号隔离技术,对传感器温度漂移跟随补偿。 温度传感器:本装置采用六个Pt100传感器,分别用来检测上水箱出口、锅炉内胆、锅炉夹套以及盘管的水温。经过调节器的温度变送器,可将温度信号转换成4~20mA DC电流信

恒温恒湿控制系统设计

生化处理的恒温恒湿控制系统设计 2007年第11期(总第108期) 宋奇光,伍宗富,梅彬运(湖南文理学院,湖南常德415000 ) 【摘要】以PLC为控制器,结合温度传感变送器、LED显示器等,组成 一个生化处理的恒温恒湿控制系统。使用温度传感变送器获得温度的感应电压, 经处理后送给PLC。PLC将给定的温度与测量温度的相比较,得出偏差量,然后 根据模糊控制算法得出控制量。执行器由开关频率较高的固态继电器开关担任, 采用PWM控制方法,改变同一个周期中电子开关的闭合时间。从而调节高温电 磁阀开关的导通时间,达到蒸汽控制目的。 【关键词】生化处理;PLC;恒温恒湿 引言 生化处理系统是食品工艺的关键设备。在此以米粉生产工艺中的生化处理系统的蒸汽温湿度控制进行实用设计,其温度控制在0~100℃,误差为±0.5℃,可用键盘输入设置温度及LED实时显示系统温度,采用模糊算法进行恒温控制,将数字处理控制方法运用到温度控制系统中,可以克服温度控制系统中存在的严重的滞后现象,可以很大程度的提高控制效果和控制精度[1]。 1米粉生化处理的恒温恒湿系统现状与分析 1.1 现状 由于国内米粉生产设备厂家尚未掌握米粉的关键技术,使其制造的设备无法满足米粉生产的工艺要求。我们经过现场堪察,发现原有的连续式米粉生化处理恒温恒湿控制系统具有如下现状。 一是连续式米粉生化处理恒温恒湿箱的控制基本上是手动调节; 二是箱内各部位温度分布不均匀,实际温度波动太大(40-70℃),远远达不到生产要求(62.5℃±2.5℃),影响米粉的抗老化效果; 三是实际湿度也达不到生产要求,容易出现湿度偏高(米粉发泡)或者偏低(米粉起壳)的现象,严重影响米粉生产质量; 四是上层辅助加热管道分布不合理,容易使散落米粉焦化,影响产品质量。

恒温箱的控制设计毕业设计论文

摘要 温度与生物的生活环境密切相关,不同的生物或物体对温度的要求都不同。随着智能控制技术不断的发展,在现代工业生产以及科学实验的许多场合,为了获取生物或物体所需求的温度,需要及时准确的获取温度信息,同时完成对温度的预期控制,这时候温度检测与控制系统就显得尤其的重要。因此,温度检测系统的设计与研究一直备受广大科研者重视。 本次课题设计了一个低成本,高精度的恒温箱。该设计主要从硬件和软件两个方面出发: 1)在硬件上,选择AT89C52单片机为核心,采用了TL431组成2.5V的恒流源,并以Pt100温度传感器作为温度检测仪器,通过ICL7135模数转换器采集数据,用LED数码管作为显示器,构成了一个恒温箱; 2)在软件上,设计了温度检测算法,并在C语言编程环境下,编写了相应的程序来实现所设计的算法。最后通过Proteus ISIS与Keil的联合仿真,保证了算法的可行性。 通过仿真实验可以发现所设计的系统可以较好的检测、控制并且保持温度。但是由于温度调节的迟滞性以及设计上的不足,该系统具有一定的局限性。 关键词:温度检测;AT89C52单片机;恒温箱;C语言编程

ABSTRACT Temperature is closely related to life and environment. Different creature or object have different requirements to temperature. With the development of the intelligent-control- technology, and in order to arrive to the creature's or object's temperature-demand, we should take the information of temperature timely and accuratly, and control the temperature to the expected degree, in the modern industrial production and scientific experiment many occasions . I n this situation, the testing and controlling system for temperature is especially important. Therefore, the designs for temperature detection system attract researchers' attentions. In this dissertation, we designed a box with constant temperature which has low cost as well as high accuracy. We designed the system mainly from two aspects: hardware and software 1)Hardware's design: At first, we chosed AT89C52 SCM as the core of the system. And then we selected TL431 to compose the 2.5 V constant and Pt100 temperature sensor for testing temperature. At last, we collecte data througn the ICL7135 ADC and display data them on the LED. All of this consists of a the constant-temperature-box; 2)Software's design: In this papar, we designed a algorithm detecte temperature and implemented it based on the C programming language's environment. Finally we did a series of simulation experiment through the Proteus ISIS and Keil to ensure that the algorithm is feasible. Simulation results show that the system designed had a very good effect on temperature's detection, controlling and keeping . Because of the adjustmentand of the temperature and the insufficiency of the design, this system has some limitations. Keywords:Temperature detection;AT89C52 SCM; Box of constant temperature ; C language programming

(完整word版)基于51单片机的温度控制系统设计

基于51单片机的水温自动控制系统 0 引言 在现代的各种工业生产中 ,很多地方都需要用到温度控制系统。而智能化的控制系统成为一种发展的趋势。本文所阐述的就是一种基于89C51单片机的温度控制系统。本温控系统可应用于温度范围30℃到96℃。 1 设计任务、要求和技术指标 1.1任务 设计并制作一水温自动控制系统,可以在一定范围(30℃到96℃)内自动调节温度,使水温保持在一定的范围(30℃到96℃)内。 1.2要求 (1)利用模拟温度传感器检测温度,要求检测电路尽可能简单。 (2)当液位低于某一值时,停止加热。 (3)用AD转换器把采集到的模拟温度值送入单片机。 (4)无竞争-冒险,无抖动。 1.3技术指标 (1)温度显示误差不超过1℃。 (2)温度显示范围为0℃—99℃。 (3)程序部分用PID算法实现温度自动控制。 (4)检测信号为电压信号。 2 方案分析与论证 2.1主控系统分析与论证 根据设计要求和所学的专业知识,采用AT89C51为本系统的核心控制器件。AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压,高性能CMOS 8位微处理器。其引脚图如图1所示。 2.2显示系统分析与论证 显示模块主要用于显示时间,由于显示范围为0~99℃,因此可采用两个共阴的数码管作为显示元件。在显示驱动电路中拟订了两种设计方案: 方案一:采用静态显示的方案 采用三片移位寄存器74LS164作为显示电路,其优点在于占用主控系统的I/O口少,编程简单且静态显示的内容无闪烁,但电路消耗的电流较大。 方案二:采用动态显示的方案 由单片机的I/O口直接带数码管实现动态显示,占用资源少,动态控制节省了驱动芯片的成本,节省了电 ,但编程比较复杂,亮度不如静态的好。 由于对电路的功耗要求不大,因此就在尽量节省I/O口线的前提下选用方案一的静态显示。

锅炉温度控制系统的设计

齐鲁理工学院 课程设计说明书 题目基于PID的锅炉温度控制系统的设计 课程名称过程控制系统与仪表 二级学院机电工程学院 专业自动化 班级2014级自动化二班 学生姓名金高翔 学号201410532019 指导教师黄丽丽

设计起止时间:2016年12月5日至2016年12月18日

目录 摘要 (1) 1 绪论 (2) 1.1 课程设计的背景: (2) 1.2 课程设计的任务: (2) 1.3 课程设计的基本要求: (2) 2 PLC和组态软件介绍 (3) 2.1 可编程控制器 (3) 2.1.1 可编程控制器的工作原理 (3) 2.2 组态软件 (3) 2.2.1 组态的定义 (3) 2.2.2 组态王软件的特点 (4) 2.2.3组态王软件仿真的基本方法 (4) 3 PID控制及参数整定 (4) 3.1.PID控制器的组成 (4) 3.2.采样周期的分析 (5) 4 被控对象的建模 (6) 5 PLC控制系统的软件设计 (9) 5.1.程序编写 (9) 5.2用指令向导编写PID控制程序 (11) 6 组态的设计 (15) 7 系统测试 (18) 7.1 启动组态王 (18) 7.2 实时曲线界面 (18) 7.3历史曲线界面 (19)

8 结论 (19) 参考文献: (21) 致谢: (22)

基于PID的锅炉温度控制系统的设计 摘要:从上世纪的80年代到90年代中期,PLC得到了飞速的发展,在这个时期,PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到了大幅度的提高,PLC逐渐的进入过程控制领域,在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等优点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位,在可预见的未来,是无法取代的。 本文介绍了以锅炉为被控对象,以锅炉出口水温为主被控参数,以加热炉电阻丝电压为控制参数,以PLC为控制器,构成锅炉温度控制系统;采用PID算法,运用PLC梯形图编程语言进行编程,实现锅炉温度的自动控制。 锅炉的应用领域相当广泛,在相当多的领域里,锅炉的性能优劣决定了产品的质量好坏。目前锅炉的控制系统大都采用以微处理器为核心的计算机控制技术,既提高设备的自动化程度又提高设备的控制精度。 本文分别就锅炉的控制系统工作原理,温度变送器的选型、PLC配置、组态软件程序设计等几方面进行阐述。通过改造电热锅炉的控制系统具有响应快、稳定性好、可靠性高,控制精度好等特点,对工业控制有现实意义。 关键词:电热锅炉的控制系统温度控制PLC PID

模电课设—温度控制系统的设计

目录 1.原理电路的设计 (1) 1.1总体方案设计 (1) 1.1.1简单原理叙述 (1) 1.1.2设计方案选择 (1) 1.2单元电路的设计 (3) 1.2.1温度信号的采集与转化单元——温度传感器 (3) 1.2.2电压信号的处理单元——运算放大器 (4) 1.2.3电压表征温度单元 (5) 1.2.4电压控制单元——迟滞比较器 (6) 1.2.5驱动单元——继电器 (7) 1.2.6 制冷部分——Tec半导体制冷片 (8) 1.3完整电路图 (10) 2.仿真结果分析 (11) 3 实物展示 (13) 3.1 实物焊接效果图 (13) 3.2 实物性能测试数据 (14) 3.2.1制冷测试 (14) 3.2.2制热测试 (18) 3.3.3性能测试数据分析 (20) 4总结、收获与体会 (21) 附录一元件清单 (22) 附录二参考文献. (23)

摘要 本课程设计以温度传感器LM35、运算放大器UA741、NE5532P及电压比较器LM339N 为电路系统的主要组成元件,扩展适当的接口电路,制作一个温度控制系统,通过室温的变化和改变设定的温度,来改变电压传感器上两个输入端电压的大小,通过三极管开关电路控制继电器的通断,来控制Tec制冷片的工作。这样循环往复执行这样一个周期性的动作,从而把温度控制在一定范围内。学会查询文献资料,撰写论文的方法,并提交课程设计报告和实验成品。 关键词:温度;测量;控制。

Abstract This course is designed to a temperature sensor LM35, an operational amplifier UA741, NE5532P and a voltage comparator LM339N circuit system of the main components. Extending the appropriate interface circuit, make a temperature control system. By changing the temperature changes and set the temperature to change the size of the two input ends of the voltage on the voltage sensor, an audion tube switch circuit to control the on-off relay to control Tec cooling piece work. This cycle of performing such a periodic motion, thus controlling the temperature in a certain range. Learn to query the literature, writing papers, and submitted to the curriculum design report and experimental products. Key words: temperature ; measure ;control

基于单片机的温度控制系统设计报告

基于单片机的温度控制系统设计报告

智能仪器仪表综合实训 题目基于单片机的温度控制系统设计 学院 专业电子信息工程 班级 (仪器仪表) 学生姓名 学号 指导教师 完成时间:

目录 一、系统设计---------------------------------------------------------第 1 页 (一)系统总体设计方案----------------------------------------------第 1 页 (二)温度信号采集电路选择和数据处理--------------------------------第 3 页 (三)软件设计------------------------------------------------------第 3 页二、单元电路设计-----------------------------------------------------第 5 页 (一)温度信号采集电路----------------------------------------------第 5 页 (二)步进电机电路------------------------------------------------- 第 5 页(三)液晶显示模块---------------------------------------------------------- 第6 页 (四)晶振复位电路--------------------------------------------------第 7 页三、总结体会--------------------------------------------------------------------------------------第 7 页 四、参考文献-------------------------------------------第 8 页 附录:程序清单------------------------------------------第 8 页

基于PLC的锅炉温度控制系统毕业设计

基于PLC的锅炉温度控制系统 作者姓名xxx 专业自动化 指导教师姓名xxx 专业技术职务讲师

目录 摘要 (1) 第一章绪论 (3) 1.1课题背景及研究目的和意义 (3) 1.2国内外研究现状 (3) 1.3项目研究内容 (4) 第二章 PLC和组态软件基础 (5) 2.1可编程控制器基础 (5) 2.1.1可编程控制器的产生和应用 (5) 2.1.2可编程控制器的组成和工作原理 ··············错误!未定义书签。 2.1.3可编程控制器的分类及特点 (7) 2.2组态软件的基础 (8) 2.2.1组态的定义 (8) 2.2.2组态王软件的特点 (8) 2.2.3组态王软件仿真的基本方法 (8) 第三章 PLC控制系统的硬件设计 (9) 3.1 PLC控制系统设计的基本原则和步骤 (9) 3.1.1 PLC控制系统设计的基本原则 (9) 3.1.2 PLC控制系统设计的一般步骤 (9) 3.1.3 PLC程序设计的一般步骤 (10) 3.2 PLC的选型和硬件配置 (11) 3.2.1 PLC型号的选择 (11) 3.2.2 S7-200CPU的选择 (12) 3.2.3 EM235模拟量输入/输出模块 (12) 3.2.4 热电式传感器 (12) 3.2.5 可控硅加热装置简介 (12) 3.3 系统整体设计方案和电气连接图 (13) 3.4 PLC控制器的设计 (14) 3.4.1 控制系统数学模型的建立 (14)

3.4.2 PID控制及参数整定 (14) 第四章 PLC控制系统的软件设计 (16) 4.1 PLC程序设计的方法 (16) 4.2 编程软件STEP7--Micro/WIN 概述 (17) 4.2.1 STEP7--Micro/WIN 简单介绍 (17) 4.2.2 计算机与PLC的通信 (18) 4.3 程序设计 (18) 4.3.1程序设计思路 (18) 4.3.2 PID指令向导 (19) 4.3.3 控制程序及分析 (25) 第五章组态画面的设计 (29) 5.1组态变量的建立及设备连接 (29) 5.1.1新建项目 (29) 5.2创建组态画面 (33) 5.2.1新建主画面 (33) 5.2.2新建PID参数设定窗口 (34) 5.2.3新建数据报表 (34) 5.2.4新建实时曲线 (35) 5.2.5新建历史曲线 (35) 5.2.6新建报警窗口 (36) 第六章系统测试 (37) 6.1启动组态王 (37) 6.2实时曲线观察 (38) 6.3分析历史趋势曲线 (38) 6.4查看数据报表 (40) 6.5系统稳定性测试 (42) 结束语 (43) 参考文献 (44) 致谢 (45)

温度控制系统设计

温度控制系统设计 目录 第一章系统方案论证错误!未指定书签。 总体方案设计错误!未指定书签。 温度传感系统错误!未指定书签。 温度控制系统及系统电源错误!未指定书签。 单片机处理系统(包括数字部分)及温控箱设计错误!未指定书签。 算法原理错误!未指定书签。 第二章重要电路设计错误!未指定书签。 温度采集错误!未指定书签。 温度控制错误!未指定书签。 第三章软件流程错误!未指定书签。 基本控制错误!未指定书签。 控制错误!未指定书签。 时间最优的控制流程图错误!未指定书签。 第四章系统功能及使用方法错误!未指定书签。 温度控制系统的功能错误!未指定书签。 温度控制系统的使用方法错误!未指定书签。 第五章系统测试及结果分析错误!未指定书签。 硬件测试错误!未指定书签。 软件调试错误!未指定书签。 第六章进一步讨论错误!未指定书签。 参考文献错误!未指定书签。 致谢错误!未指定书签。 摘要:本文介绍了以单片机为核心的温度控制器的设计,文章结合课题《温度控制系统》,从硬件和软件设计两方面做了较为详尽的阐述。 关键词:温度控制系统控制单片机 : . : 引言: 温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制,有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量,因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。本文设计了以单片机为检测控制中心的温度控制系统。温度控制采用改进的数字控制算法,显示采用静态显示。该系统设计结构简单,按要求有以下功能: ()温度控制范围为°; ()有加热和制冷两种功能 ()指标要求: 超调量小于°;过渡时间小于;静差小于℃;温控精度℃ ()实时显示当前温度值,设定温度值,二者差值和控制量的值。 第一章系统方案论证 总体方案设计 薄膜铂电阻将温度转换成电压,经温度采集电路放大、滤波后,送转换器采样、量化,量化后的数据送单片机做进一步处理;

单片机恒温箱温度控制系统的设计说明

课程设计题目:单片机恒温箱温度控制系统的设计 本课程设计要求:本温度控制系统为以单片机为核心,实现了对温度实时监测和控制,实现了控制的智能化。设计恒温箱温度控制系统,配有温度传感器,采用DS18B20数字温度传感器,无需数模拟∕数字转换,可直接与单片机进行数字传输,采用了PID控制技术,可以使温度保持在要求的一个恒定围,配有键盘,用于输入设定温度;配有数码管LED用来显示温度。 技术参数和设计任务: 1、利用单片机AT89C2051实现对温度的控制,实现保持恒温箱在最高温度为110℃。 2、可预置恒温箱温度,烘干过程恒温控制,温度控制误差小于±2℃。 3、预置时显示设定温度,恒温时显示实时温度,采用PID控制算法显示精确到0.1℃。 4、温度超出预置温度±5℃时发出声音报警。 5、对升、降温过程没有线性要求。 6、温度检测部分采用DS18B20数字温度传感器,无需数模拟∕数字转换,可直接与单片机进行数字传输 7、人机对话部分由键盘、显示和报警三部分组成,实现对温度的显示、报警。

一、本课程设计系统概述 1、系统原理 选用AT89C2051单片机为中央处理器,通过温度传感器DS18B20对恒温箱进行温度采集,将采集到的信号传送给单片机,在由单片机对数据进行处理控制显示器,并比较采集温度与设定温度是否一致,然后驱动恒温箱的加热或制冷。2、系统总结构图 总体设计应该是全面考虑系统的总体目标,进行硬件初步选型,然后确定一个系统的草案,同时考虑软硬件实现的可行性。总体方案经过反复推敲,确定了以美国Atmel公司推出的51系列单片机为温度智能控制系统的核心,并选择低功耗和低成本的存储器、数码显示器等元件,总体方案如下图: 图1系统总体框图 二、硬件各单元设计 1、单片机最小系统电路 单片机选用Atmel公司的单片机芯片AT89C2051 ,完全可以满足本系统中要求的采集、控制和数据处理的需要。单片机的选择在整个系统设计中至关重要,该单片机与MCS-51系列单片机高度兼容、低功耗、可以在接近零频率下工作等诸多优点,而广泛应用于各类计算机系统、工业控制、消费类产品中。 AT89C2051是AT89系列单片机中的一种精简产品。它是将AT89C51的P0口、P2口、EA/Vpp、ALE/PROG、PSEN口线省去后,形成的一种仅20引脚的单片机,相当于早期Intel8031的最小应用系统。这对于一些不太复杂的控制场合,仅有一片AT89C2051就足够了,是真正意义上的“单片机”。AT89C2051为很多规模不太大的嵌入式控制系统提供了一种极佳的选择方案,使传统的51系列单片机

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