[收稿日期]2002-03-09
[作者简介]王凤海(1970-),男(蒙古族),内蒙古赤峰市人,工程师,毕业于南京理工大学,学士学位,从事计量管理与计量技术工作。
杀菌机PU 值温度自动控制与测量系统
王凤海
(燕京啤酒(赤峰)有限责任公司,内蒙古赤峰 024000)
[摘 要]文章介绍了杀菌机PU 值温度自动控制与测量系统的组成、工作原理及功能。[关键词]杀菌机;PU 值温度;自动控制与测量[中图分类号]TP237
[文献标识码]B
[文章编号]1002-1183(2002)06-0021-02
杀菌机是啤酒包装生产线上的关键主机之一,其主要任务是杀死残存于酒液中的酵母菌和其它杂菌,保证啤酒的生物稳定性,使之有利于长期保存。通常以PU 值(即巴斯德灭菌单位,凡在60 经历1m in 所引起的灭菌效应为1个PU 值)的多少来表示杀菌的深度。不足或过度将分别对啤酒的保质期和风味产生影响,因此将PU 值控制在一定的范围内是杀菌机的主要技术指标。今年我公司在包装生产线的改造中选用了中国计量科学院工程技术部研究开发的啤酒杀菌机PU 值自动控制系统。该系统将PU 值与喷淋水温度、运行时间等参数联系在一起,操作者只需输入所需要的PU 值,计算机将自动地控制各温区的喷淋水温度并显示杀菌机内每一排啤酒所达到的PU 值。此外,本系统还具备停机自动选择参数功能,随着停机时间的长短,自动调节各温区的温度,以保证PU 值控制在一定范围内。同时本系统还有工作状态监视、故障诊断和管理等功能,是一种智能化的 傻瓜!控制系统。1 系统的组成
本系统是电?气混合型温度自动控制系统,由温度一次传感元件(铂热电阻Pt100)、一体化温度变送器、下位机(可编程序控制器)、上位机、电磁阀、气动薄膜阀、打印机、压缩空气过滤减压阀、压力变送器、气路等组成。2 系统的工作原理
图1为系统工作原理方框图。
各温区温度由Pt100铂热电阻和温度变送器转换为4~20mA 信号送入可编程控制器,各温区水泵压力经分配器和电磁阀进入压力变送器转换为4~20mA 信号后,由可编程控制器顺序采集。可编程控制器一方面进行输入输出数据处理、PID 运算,另一方面将各种信号传入上位机。上位机作为人机界面,
可以实时监视杀菌过程的运行状况和各种参数,提供报警、历史趋势图和数据档案报表,并且可由操作员设定PU 值,计算机据此计算出各温区喷淋水温度的
设定值。
输入温度信号经PID 运算后,由可编程控制器输出标准电控信号(直流0~24V )给电磁阀,电磁阀将电控信号(0~24V )转换成气控信号(20~100kPa),最后由气动薄膜阀执行自动调节,以控制冷却水或通过热交换器的蒸汽量,使各温区温度得到控制。
在可编程控制器内,各温区输出信号与水泵联动,即只有当水泵工作、继电器闭合时,气动薄膜阀才能执行自动调节,否则,调节阀将自动关闭。此外,对杀菌恒温区和最高温区而言,若生产线上的某一环节发生故障,输瓶机构停止工作,系统将根据停机时间的长短自动调节温度设定值,确保杀菌质量。当杀菌机高温区水温高于或低于设定值2 ,杀菌恒温区温度低于设定值2 时,上位机弹出报警画面,提示操作员注意。3 系统实现的监控功能
(1)设定PU 值,实时显示杀菌机内每一排啤酒所达到的PU 值。
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21#工业计量 2002年第6期
M EASU REMENT &CONTROL SYSTEM 计控系统
(2)实时显示各温区的温度设定值和测量值,温度过高或过低时,弹出报警画面。
(3)实时显示各温区水泵的压力值,压力不足时,弹出报警画面。
(4)指示各调节阀的开关状态。
(5)手动控制调节阀的开关状态。(6)历史趋势图显示。
(7)选择由上位机或下位机进行PID 运算。4 结束语
本系统取消了二次仪表、操作按钮和指示灯,由监控画面和触摸屏来完成全部监控功能。经过试运行,稳定可靠,提高了测控温精度,为产品质量提供可靠保证,这也是我公司计量工作步入计控一体化,提高现场检测水平,保证产品质量的成功经验。
[编辑:薛 敏]
[收稿日期]2002-05-18,[修订日期]2002-07-30
[作者简介]谢铭(1967-),男,河北兴隆人,高级工程师,毕业于北京工业大学,从事 三电一体化!工作。焦化配料自动控制系统
谢 铭,姜振峰,张 鹏,寇国强,郭大新
(承德钢铁公司焦化公司,河北承德 067002)
[摘 要]在保证可靠性和稳定性及配料精度的前提下,本系统合理结合工控机和PL C 的优点,实现了简洁、低成本的自动配料系统。
[关键词]混匀;配料;工控机;PLC;变频调速器[中图分类号]TP273
[文献标识码]B
[文章编号]1002-1183(2002)06-0022-02
混匀配料的精度直接影响炼铁质量,承钢焦化的混匀车间以前人工控制配料,需要时常跑盘(采用方盘置于皮带上接料,然后计算流量)检测流量,工作量大,精度低,大大影响了混匀料的配比精度,故我厂技术人员积极和华信电子技术有限公司合作,开发了自动控制系统,现在已经投入使用。1 控制方案
混匀车间共有6套料源,每套由料仓、圆盘给料机、小皮带构成。6套料源同时下料到一条大皮带,送入下一个工序。自动控制系统完成设备的顺序启停及联锁,和料流的PID 调节。车间现场保留有手动控制功能,方便处理故障及紧急情况。
大皮带是由中控室调度控制启停,只有在大皮带已经运转的情况下才能启动各个小皮带及圆盘给料机,并且在大皮带紧急停止时,系统作联锁控制,停止各个小皮带和圆盘。当系统正常启动时,距离大皮带出料端最远的料仓先起动出料,然后依次各个料仓出料,停止时亦然。
由工控机负责流量采集和操作界面,PLC 负责PID 调节,构成系统的自动控制部分,工控机价格低,容易实现友好的人机界面,且开发工具丰富;实现数据采集,板卡的操作也很方便,而且实现数据处理及管理灵活。PLC 可靠性高,实现皮带圆盘的启
停顺序及联锁,PID 调节且输出到变频调速器,而且硬件电路十分简洁、可靠,工控机与PLC 之间采用数字通信交换信息在保证系统功能及可靠性的前提下,降低了系统造价。
闭环控制见图1
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2 流量检测
在工业场合,用于检测皮带流量的设备,目前主要是电子秤和核子秤,由于电子秤故障率高,维修量大,而且性能不十分稳定,比如容易受到皮带张力的影响等,故本系统选用核子秤。
核子秤性能稳定,维护量小,可靠性高,抗干扰能力强。核子秤是根据物料量对射线的吸收程度不同,通过电离室采集吸收后的射线强度,经工控机及计算得到物料流量,并同时统计累计量,其数学模型为:
L =K (ln V -ln V 0)
其中,V 0为皮带无物时的信号;V 为当前瞬时信号;K 为该料的吸收参数;L 为当前流量。吸收
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22#Industrial Measurement 2002No 6
计控系统 M EASU REMENT &CONTROL SYSTEM
第四章罐头杀菌时间的计算(重点和难点) 先看杀菌锅及操作过程，这是一台立式杀菌锅，拧开柄型螺母，打开锅盖，将装满罐头的杀菌栏吊入锅中，拧紧柄型螺母，开始供应蒸汽。经过三个阶段：首先经过升温阶段、时间为τ1，达到预定杀菌温度t；再经过恒温杀菌阶段、时间为τ2；最后进行降温冷却阶段、时间为τ 3 ；对于高温杀菌的罐头，有的需要通入压缩空气反压冷却P。以上参数时间、温度、反压即为杀菌的工艺条件。 第一节罐头杀菌条件的表示方法 通常排列成公式的形式，因此也叫杀菌公式，也叫杀菌规程。 τ1—τ2—τ3 P t 不是加减乘除的关系。τ 1升温时间min，τ 2 恒温杀菌时间min，τ 3 降温时间min， t杀菌(锅)温度℃、注意不是指罐头的中心温度。P冷却时的反压—。τ 1 一般10 min 左右，τ 3 一般10min —20min，快一些为好，即快速升温和快速降温，有利于食品的色香味形、营养价值。但有时受到条件的限制，如锅炉蒸汽压力不足、延长升温时间； 冷却时罐头易胖听、破损等，不允许过快。目前的主要任务就是要确定τ 2 、t，最麻烦 就是要确定τ 2 ，要求杀菌公式在防止腐败的前提下尽量缩短杀菌时间。既能防止腐败，又能尽量保护品质。 下面是现有成熟的杀菌公式： 午餐肉：10 min—60 min—10 min /121℃，反压力。 蘑菇罐头：10 min—30 min—10 min /121℃ 桔子罐头：5 min—15 min—5 min /100℃
第二节 罐头杀菌条件的确定（难点和重点） 首先了解几个概念。 1、实际杀菌F 值：指某一杀菌条件下的总的杀菌效果。 实际杀菌F 值：把不同温度下的杀菌时间折算成121℃的杀菌时间，相当于121℃的杀菌时间，用F 实表示。特别注意：它不是指工人实际操作所花时间，它是一个理论上折算过的时间。为了帮助同学们理解和记忆，请看我为大家设计的例题。 例：某罐头110℃杀菌10 min ，115℃杀菌20 min ，121℃杀菌30 min 。 工人实际杀菌操作时间等于50 min ，实际杀菌F 值并不等于50 min 。 F 实=10×L 1+15×L 2+30×L 3， L 我把它叫做折算系数。 L 1 肯定小于L 2，二者均小于1。请问同学们L 3=？ F 实肯定小于50 min ， 由此可见，实际杀菌F 值不是工厂杀菌过程的总时间之和。 例：100℃杀菌90分钟，120℃杀菌10分钟，哪个杀菌强度大？ 折算成相当于121℃的杀菌时间，再比较！ 90×L 100和10×L 120比较！只要找到折算系数就好比较。 2、安全杀菌F 值 在某一恒定温度（121℃）下杀灭一定数量的微生物或者芽孢所需的加热时间。它被作为判别某一杀菌条件合理性的标准值，也称标准F 值，用F 安表示。“杀灭”具有商业杀菌的含义，允许活菌存在。F 安表示满足罐头腐败率要求所需的杀菌时间（121℃），每种罐头要求的标准杀菌时间（通常 121℃为标准温度），就象其它食品标准一样，拿
基于STC单片机的温度测量系统的研究 摘要：本文针对现有温度测量方法线性度、灵敏度、抗振动性能较差的不足，提出了一种基于STC单片机，采用Pt1000温度传感器，通过间接测量铂热电阻阻值来实现温度测量的方案。重点介绍了，铂热电阻测量温度的原理，基于STC实现铂热电阻阻值测量，牛顿迭代法计算温度，给出了部分硬件、软件的设计方法。实验验证，该系统测量精度高，线性好，具有较强的实时性和可靠性，具有一定的工程价值。 关键词：STC单片机、Pt1000温度传感器、温度测量、铂热电阻阻值、牛顿迭代法。 Study of Temperature Measurement System based on STC single chip computer Zhang Yapeng,Wang Xiangting,Xu Enchun,Wei Maolin Abstract:A method to achieve temperature Measurement by the Indirect Measurement the resistance of platinum thermistor is proposed. It is realized by the single chip computer STC with Pt1000temperature sensor.The shortcomings of available methods whose Linearity, Sensitivity, and vibration resistance are worse are overcame by the proposed method. This paper emphasizes on the following aspects:the principle of temperature measurement by using platinum thermistor , the measurement of platinum thermistor’s resistance based on STC single chip computer, the calculating temperature by Newton Iteration Method. Parts of hardware and software are given. The experimental results demonstrate that the precision and linearity of the method is superior. It is also superior in real-time character and reliability and has a certain value in engineering application. Keywords: STC single chip computer，Pt1000temperature sensor，platinum thermistor’s resistance，Newton Iteration Method 0 引言 精密化学、生物医药、精细化工、精密仪器等领域对温度控制精度的要求极高，而温度控制的核心正是温度测量。 目前在国内，应用最广泛的测温方法有热电偶测温、集成式温度传感器、热敏电阻测温、铂热电阻测温四种方法。 (1) 热电偶的温度测量范围较广，结构简单，但是它的电动势小，灵敏度较差，误差较大，实际使用时必须加冷端补偿，使用不方便。 (2) 集成式温度传感器是新一代的温度传感器，具有体积小、重量轻、线性度好、性能稳定等优点，适于远距离测量和传输。但由于价格相对较为昂贵，在国内测温领域的应用还不是很广泛。 (3) 热敏电阻具有灵敏度高、功耗低、价格低廉等优点，但其阻值与温度变化成非线性关系，在测量精度较高的场合必须进行非线性处理，给计算带来不便，此外元件的稳定性以及互换性较差，从而使它的应用范围较小。 （4）铂热电阻具有输出电势大、线性度好、灵敏度高、抗振性能好等优点。虽然它 的价格相对于热敏电阻要高一些，但它的综合性能指标确是最好的。而且它在0~200°C范
河北农业大学 毕业论文﹙设计﹚开题报告 题目智能型温度测量控制系统-开题报告 学生姓名学号 所在院(系)信息工程学院 专业班级通信工程2010140 指导教师 2014年02月23日
题目基于单片机的温度控制系统设计 一、选题的目的及研究意义 温度的测量及控制对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到非常重要的作用，是工业对象中主要的被控参数之一。在单片机温度测量系统中的关键是测量温度、控制温度和保持温度。在日常生活中，也可广泛实用于地热、空调器、电加热器等各种家庭室温测量及工业设备温度测量场合。随着微机测量和控制技术的迅速发展与广泛应用，以单片机为核心的温度采集与控制系统的研发与应用在很大程度上提高了生产生活中对温度的控制水平。近年来，温度的检测在理论上发展比较成熟，但在实际测量和控制中，如何保证快速实时地对温度进行采样，确保数据的正确传输，并能对所测温度场进行较精确的控制，仍然是目前需要解决的问题。这次毕业设计选题的目的主要是让生活在信息时代的我们，将所学知识应用于生产生活当中，掌握系统总体设计的流程，方案的论证，选择，实施与完善。通过对温度控制通信系统的设计、制作、了解信息采集测试、控制的全过程，提高在电子工程设计和实际操作方面的综合能力，初步培养在完成工程项目中所应具备的基本素质和要求。培养研发能力，通过对电子电路的设计，初步掌握在给定条件和要求的情况下，如何达到以最经济实用的方法、巧妙合理地去设计工程系统中的某一部分电路，并将其连接到系统中去。提高查阅资料、语言表达能力和理论联系实际的技能。 当今社会温度的测量与控制系统在生产与生活的各个领域中扮着越来越重要的角色，大到工业冶炼，物质分离，环境检测，电力机房，冷冻库，粮仓，医疗卫生等方面，小到家庭冰箱，空调，电饭煲，太阳能热水器等方面都得到了广泛的应用，温度控制系统的广泛应用也使得这方面研究意义非常的重要。 二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等 国外对温度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度测控技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。我国对于温度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上，才掌握了温度室内微机控制技术，该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。我国温度测控设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与发达国家相比，存在较大差距。我国温度测量控制现状还远远没有达到工厂化的程度，生产实际中仍然有许多问题困扰着我们，存在着装备配套能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享和可靠性差等缺点。在今后的温控系统的研究中会趋于智能化，集成化，系统的各项性能指标更准确，更加稳定可靠。应用领域非常的广泛，①冷冻库，粮仓，储罐，电信机房，电力机房，电缆线槽等测温和控制领域。 ②轴瓦，缸体，纺机，空调等狭小空间工业设备测温和控制。③汽车空调，冰箱，冷柜以及中低温干燥箱等。④太阳能供热，制冷管道热量计量，中央空调分户热能计量等。温度是一种最基本的环
创作编号： GB8878185555334563BT9125XW 创作者：凤呜大王*
毕业论文设计 基于51单片机的温度控制系统
摘要 在日常生活中温度在我们身边无时不在，温度的控制和应用在各个领域都有重要的作用。很多行业中都有大量的用电加热设备，和温度控制设备，如用于报警的温度自动报警系统，热处理的加热炉，用于融化金属的坩锅电阻炉及各种不同用途的温度箱等，这些都采用单片机技术，利用单片机语言程序对它们进行控制。而单片机技术具有控制和操作使用方便、结构简单便于修改和维护、灵活性大且具有一定的智能性等特 点，可以精确的控 制技术标准，提高了温控指标，也大大的提高了产品的质量和性能。 由于单片机技术的优点突出，智能化温度控制技术正被广泛地采用。本文介绍了基于单片机AT89C51 的温度控制系统的设计方案与软硬件实现。采用温度传感器DS18B20 采集温度数据，7段数码管显示温度数据，按键设置温度上下限，当温度低于设定的下限时，点亮绿色发光二极管，当温度高于设定的上限时，点亮红色发光二极管。给出了系统总体框架、程序流程图和Protel 原理图，并在硬件平台上实现了所设计功能。 关键词：单片机温度控制系统温度传感器
Abstract In daily life, the temperature in our side the ever-present, the control of the temperature and the application in various fields all have important role. Many industry there are a large number of electric heating equipment, and the temperature control equipment, such as used for alarm automatic temperature alarm systems, heat treatment furnace, used to melt metal crucible resistance furnace, and all kinds of different USES of temperature box and so on, these using single chip microcomputer, using single chip computer language program to control them. And single-chip microcomputer technology has control and convenient in operation, easy to modify and maintenance of simple structure, flexibility is large and has some of the intelligence and other characteristics, we can accurately control technology standard to improve the temperature control index, also greatly improve the quality of the products and performance. Because of the advantages of the single chip microcomputer intelligent temperature control technology outstanding, is being widely adopted. This paper introduces the temperature control based on single chip microcomputer AT89C51 design scheme of the system and the hardware and software implementation. The temperature sensor DS18B20 collection temperature data, 7 period of digital pipe display, the upper and lower limits of temperature button when temperature below the setting of the lower limit, light green leds, when the temperature is higher than the set on the limit, light red leds. Given the system framework and program flow chart and principle chart, and in Protel hardware platform to realize the function of the design. Keywords：SCM Temperature control system Temperature sensors
北方民族大学学士学位论文论文题目:温度自动控制系统的设计 北方民族大学教务处制
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
第四章 罐头杀菌时间的计算(重点和难点) 先看杀菌锅及操作过程，这是一台立式杀菌锅，拧开柄型螺母，打开锅盖，将装满罐头的杀菌栏吊入锅中，拧紧柄型螺母，开始供应蒸汽。经过三个阶段：首先经过升温阶段、时间为τ1，达到预定杀菌温度t ；再经过恒温杀菌阶段、时间为τ2；最后进行降温冷却阶段、时间为τ3；对于高温杀菌的罐头，有的需要通入压缩空气反压冷却P 。以上参数时间、温度、反压即为杀菌的工艺条件。 第一节 罐头杀菌条件的表示方法 20 4060801001200 10 20 30 40 50 通常排列成公式的形式，因此也叫杀菌公式，也叫杀菌规程。 τ1—τ2—τ3 P t 不是加减乘除的关系。 τ1升温时间min ， τ2恒温杀菌时间min ，τ3降温时间min ，t 杀菌(锅)温度℃ 、注意不是指罐头的中心温度。P 冷却时的反压—。τ1一般10 min 左右，τ3一般10min —20min ，快一些为好，即快速升温和快速降温，有利于食品的色香味形、营养价值。但有时受到条件的限制，如锅炉蒸汽压力不足、延长升温时间；冷却时罐头易胖听、破损等，不允许过快。目前的主要任务就是要确定τ2、t ，最麻烦就是要确定τ2，要求杀菌公式在防止腐败的前提下尽量缩短杀菌时间。既能防止腐败，又能尽量保护品质。 下面是现有成熟的杀菌公式：
午餐肉：10 min —60 min —10 min /121℃，反压力。 蘑菇罐头：10 min —30 min —10 min /121℃ 桔子罐头：5 min —15 min —5 min /100℃ 第二节 罐头杀菌条件的确定（难点和重点） 首先了解几个概念。 1、实际杀菌F 值：指某一杀菌条件下的总的杀菌效果。 实际杀菌F 值：把不同温度下的杀菌时间折算成121℃的杀菌时间，相当于121℃的杀菌时间，用F 实表示。特别注意：它不是指工人实际操作所花时间，它是一个理论上折算过的时间。为了帮助同学们理解和记忆，请看我为大家设计的例题。 例：某罐头110℃杀菌10 min ，115℃杀菌20 min ，121℃杀菌30 min 。 图2－6－4立式高压蒸汽杀菌锅 1蒸汽管 2水管 3排水管 4溢流管 5排气阀 6安全阀 7压缩空气管 8温度计
温度控制系统测试 实验目的 1．在自动控制理论实验基础上，控制实际的模拟对象，加深对理论的理解； 2．掌握闭环控制系统的参数调节对系统动态性能的影响。 实验设备 1．自动控制理论及计算机控制技术实验装置； 2．数字式万用表、示波器(自备)； 3．温度对象、控制对象。 实验原理 图 1 温度控制系统框图如图1所示，由给定、PID调节器、可控硅调制（使用全隔离单相交流调压模块）、加温室（采用经高速风扇吹出热风）、温度变送器（PT100输入0-100°输出2-10V电压）和输出电压反馈等部分组成。在参数给定的情况下，经过PID运算产生相应的控制量，使加温室里的温度稳定在给定值。 给定Ug由自动控制理论及计算机控制技术的实验面板单元U3的O1提供，电压变化范围为1.3V～10V。 PID调节器的输出作为可控硅调制的输入信号，经控制电压改变可控硅导通角从而改变输出电压的大小，作为对加温室里电热丝的加热信号。 温度测量采用PT100热敏电阻，经温度变送器转换成电压反馈量，温度输入范围为0～100℃,温度变送器的输出电压范围为DC2～10V。 根据实际的设计要求，调节反馈系数β，从而调节输出电压。
实验电路原理图 实验电路由自动控制理论及计算机控制技术实验板上的运放和备用元件搭建而成，实验参考参数如下：R0=R1=R2=100KΩ，R3=100KΩ，R4=10M，C1=10uF，R5=430K。Rf/Ri=1; 具体的实验步骤如下： 1．先将自动控制理论及计算机控制技术面板上的电源船形开关均放在“OFF”状态。 2．利用实验板上的单元电路U9、U13和U15，设计并连接如图2所示的闭环系统。 图2 在进行实验连线之前，先将U9单元两个输入端的100K可调电阻均逆时针旋转到底（即调至最小），使电阻R0、R1均为100K; 将U15单元输入端的100K可调电阻逆时针旋转到底（即调至最小），使输入电阻R3的总阻值为100K;C1在U15单元模块上。R4取元件库单元上的10M电阻。R5取元件库单元上的的430K电阻； U13单元作为反相器单元，将U13单元输入端的100K可调电阻均顺时针旋转到底（即调至最大），使电阻Ri为200K;保证反馈系数为1。 注明：所有运放单元的+端所接的100K电阻均已经内部接好，实验时不需外接。 （1）将数据采集系统U3单元的O1接到Ug； （2）给定输出接PID调节器的输入，这里参考电路中Kd=0，R4的作用是提高PI调节器的动态特性。 （3）经过PID运算调节器输出（0～10V）接到温度的检测和控制单元的脉宽调制的
题目名称：基于NTC热敏电阻的温度测量与控 制系统设计 摘要：本系统由TL431精密基准电压，NTC热敏电阻(MF-55)的温度采集，A/D和D/A转换，单片机STC89C51为核心的最小控制系统，LCD1602的显示电路等构成。温度值的线性转换通过软件的插值方法实现。该系统能够测量范围为0~100℃，测量精度±1℃,并且能够记录24小时内每间隔30分钟温度值，并能够回调选定时刻的温度值，能计算并实时显示24小时内的平均温度、温度最大值、最小值、最大温差，且有越限报警功能。由于采用两个水泥电阻作为控温元件，更有效的增加了温度控制功能。 关键词： NTC TL431 温度线性转换 Abstract: The system is composed of TL431 as precise voltage,the temperature acauisition circuit with NTC thermistors (MF-55), the transform circuit of A/D and D/A, the core of the minimum control system with STC89C51, 1the display circuit usingLCD1602, etc. Get the temperature of the linear transformation by the software method. The range of the measure system is 0 ~ 100 ℃, measurement accuracy + 1 ℃.It can record 24 hours of each interval temperature by per 30 minutes selected of temperature.The time can be calculated and real-time display within 24 hours of the average temperature, maximum temperature and minimum temperature, maximum value, and each temperature sensor has more all the way limit alarm function. Due to the two cement resistance as temperature control components, the more effective increase the temperature control function. Keyword: NTC TL431 temperature linear conversion
电子工程设计报告 题目：温度测量系统/闭环温度控制系统设计 专业：电子科学与技术 小组：第8小组 姓名学号：王丹阳11023224 覃业泰 11023226 李赉龙 11023228 指导教师：高新 完成日期：2013.12.15
中文摘要 本电子工程设计的任务是完成一套小型的温度测量与控制系统。这个系统需要完成非电量到电量信号转换、信号处理、数据采集、数据处理、人机交互、数据通信、控制等设计工作，几乎覆盖一般电子系统的所有设计环节。其中包含有三个阶段。本报告为第二阶段内容，在第一阶段电源模块、变送器模块，驱动器模块的基础上，又包含： 单片机模块的设计与实现； 数模转换模块的设计与实现； 模数转换模块的设计与实现； 键盘显示模块的设计与实现。 在上述七个模块的基础上，通过软件设计完成环境温度的显示与闭环温度控制两大功能。并通过键盘很方便的进行两大功能的自由切换和目标控制温度的设定。 本报告针对以上模块分别详细给出了设计要求、方案设计、电路设计、原理分析、电路调试、电路故障等方面的内容，以完整反映实验过程。 【关键词】单片机；温度；闭环控制
目录 中文摘要 (1) 1 课题背景 (4) 1.1 课题背景 (4) 1.2 设计概述 (4) 2 简单电路的模块化设计与实现 (5) 2.1 单片机应用电路设计与实现 (5) 2.1.1基本要求 (5) 2.1.2设计方案 (6) 2.1.3单片机系统的调试 (8) 2.1.4调试中遇到的问题 (9) 2.2模/数转换电路设计与实现 (9) 2.2.1实验要求 (9) 2.2.2设计方案 (10) 2.2.3电路主要参数计算 (11) 2.2.4 模数转换电路模块的调试 (12) 2.3显示与键盘控制电路设计与实现 (13) 2.3.1基本要求 (14) 2.3.2设计方案 (14) 2.3.3显示模块模块的调试 (15) 2.3.4键盘模块的调试 (17) 2.4数/模(D/A)转换电路设计与实现 (18) 2.4.1基本要求 (18)
清华大学 毕业设计（论文） 题目基于PLC的大棚温度自动控制 系统设计 系（院）自动化系 专业电气工程与自动化班级2009级3班 学生姓名雷大锋 学号2009022321 指导教师王晓峰 职称副教授 二〇一三年六月二十日
独创声明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。 作者签名: 年月日 毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定） 作者签名: 年月日
基于PLC的大棚温度自动控制系统设计 摘要 大棚温度自动控制系统是一种为作物提供最好环境、避免各种棚内外环境变化对其影响的控制系统。该系统采用FX2N系列PLC作为下位机，PC机作为上位机，采用三菱D-720通用变频器,采用温度、湿度、光照传感器采集现场信号，这些模拟量经PLC转化为数字信号，把转化来的数据与设定值比较，PLC经处理后给出相应的控制信号使环流风机、遮阴帘、微雾加湿机等设备动作，大棚温度就能实现自动控制。这种技术不但实现了生产自动化，而且非常适合规模化生产，劳动生产率也得到了相应的提高，通过种植者对设定值的改变，可以实现对大棚内温度的自动调节。 关键词：大棚，温度控制，PLC
对开门百级净化热风循环风箱: 1、通常采用250℃,时间不低于45分钟; 2、在250度时,1min ,FH=; 3、那么45分钟,其FH值就是*45=; 4、那么不是大于基本要求FH等于1000吗? 5、2000年版药典就是不低于30分钟（FH=*30=）,那么为什么会在2005年版做如此修改? 6、是因为这里的250度是腔体内温度,不是物品内部或表面温度,也不是最低点温度,所以将其时间提高15分钟!所谓：“温度不够时间补，补的是时间” 隧道烘箱： 1、通常采用320度,时间不低于4分钟; 2、其在300度(公认温度,低于通常,真是!),1分钟,FH=, 3、那么4分钟,FH值就是*4=1022; 4、那么为什么会通常用320度呢?原因同上,瓶底温度在320度时,瓶内温度才会达到300度."要提高产量,得提高温度，温度不均匀更要提高温度，补的是温度“ 一补时间，一补温度，中国人真是大补呀！原因不说，乱补一气，反正设备不会说话，而我们有的不是效率，而是时间。 干热灭菌FH值计算 SDA不知为何?FH大于1400.准确地说是1364. 干热标准温度为170C,Z为54. F(T)=10^((T-170)/Z) F(320)=10^((320-170)/54)=600,也就是说:320C 1分钟相当于标准温度(170C)600分钟 320C,10MIN,F(H)=6000(5995). 隧道烘箱设定320度,但不能全程达到320C,我们公司的是5分钟. 以我做过的经验.,F(H)在2000到3000之间.为什么呢?正常的计算是要把长升温100度开始与降温至100度结束,均应计入FH值的计算,所以,FH值的计算是一个倒扣的船形集合,即使低于药典正常标准,仍能达到FH值大于1000,但这计算起来有点麻烦. 从资料报道，国外生产能满足灭菌去热原要求，其FH≥1000。根据中国2000版药典的要求和公式计算，认为空瓶FH≥ 1400为宜。通过计算：当FH≥1400, 安瓿在300℃时的暴露（灭菌）时间必须大于。因此，对连续式隧道灭菌烘箱的灭菌程序为：300℃时, 大于4min即能满足工艺要求。 温度设备验证合格判断标准
北京电子科技学院 课程设计报告 ( 2010 – 2011年度第一学期) 名称：模拟电子技术课程设计 题目：温度测量控制系统的设计与制作 学号： 学生姓名： 指导教师： 成绩： 日期：2010年11月17日
目录 一、电子技术课程设计的目的与要求 (3) 二、课程设计名称及设计要求 (3) 三、总体设计思想 (3) 四、系统框图及简要说明 (4) 五、单元电路设计（原理、芯片、参数计算等） (4) 六、总体电路 (5) 七、仿真结果 (8) 八、实测结果分析 (9) 九、心得体会 (9) 附录I：元器件清单 (11) 附录II：multisim仿真图 (11) 附录III：参考文献 (11)
一、电子技术课程设计的目的与要求 （一）电子技术课程设计的目的 课程设计作为模拟电子技术课程的重要组成部分，目的是使学生进一步理解课程内容，基本掌握电子系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。 按照本专业培养方案要求，在学完专业基础课模拟电子技术课程后，应进行课程设计，其目的是使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计小型电子系统的方法，独立完成系统设计及调试，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。 （二）电子技术课程设计的要求 1．教学基本要求 要求学生独立完成选题设计，掌握数字系统设计方法；完成系统的组装及调试工作；在课程设计中要注重培养工程质量意识，按要求写出课程设计报告。 教师应事先准备好课程设计任务书、指导学生查阅有关资料，安排适当的时间进行答疑，帮助学生解决课程设计过程中的问题。 2．能力培养要求 （1）通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力。 （2）通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取、安装调试等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。 （3）掌握常用仪器设备的使用方法，学会简单的实验调试，提高动手能力。 （4）综合应用课程中学到的理论知识去独立完成一个设计任务。 （5）培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。 二、课程设计名称及设计要求 （一）课程设计名称 设计题目：温度测量控制系统的设计与制作 （二）课程设计要求 1、设计任务 要求设计制作一个可以测量温度的测量控制系统，测量温度范围：室温0～50℃，测量精度±1℃。 2、技术指标及要求： （1）当温度在室温0℃～50℃之间变化时，系统输出端1相应在0～5V之间变化。 （2）当输出端1电压大于3V时，输出端2为低电平；当输出端1小于2V时，输出端2为高电平。 输出端1电压小于3V并大于2V时，输出端2保持不变。 三、总体设计思想 使用温度传感器完成系统设计中将实现温度信号转化为电压信号这一要求，该器件具有良好的线性和互换性,测量精度高,并具有消除电源波动的特性。因此，我们可以利用它的这些特性，实现从温度到电流的转化；但是，又考虑到温度传感器应用在电路中后，相当于电流源的作用，产生的是电流信号，所以，应用一个接地电阻使电流信号在传输过程中转化为电压信号。接下来应该是对产生电压信号的传输与调整，这里要用到电压跟随器、加减运算电路，这些电路的实现都离不开集成运放对信号进行运算以及电位器对电压调节，所以选用了集成运放LM324和电位器；最后为实现技术指标（当输出端1电压大于3V时，输出端2为低电平；当输出端1小于2V时，输出端2为高电平。输出端1电压小于3V并大于2V时，输出端2保持不变。）中的要求，选用了555定时器LM555CM。 通过以上分析，电路的总体设计思想就明确了，即我们使用温度传感器AD590将温度转化成电压信号，然后通过一系列的集成运放电路，使表示温度的电压放大，从而线性地落在0～5V这个区间里。最后通过一个555设计的电路实现当输出电压在2与3V这两点上实现输出高低电平的变化。
论文题目:温度自动控制系统的设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
《电子技术综合设计》 设计报告 设计题目：水温自动控制系统 组长姓名：学号： 专业与班级：工业自动化14-16班 姓名：学号： 专业与班级：工业自动化14-16班 姓名：学号： 专业与班级：工业自动化14-16班 时间： 2016～ 2017学年第（1）学期 指导教师：陈烨成绩：评阅日期：
一、课题任务 设计并制作一个水温自动控制系统，对1.5L净水进行加。水温保持在一定范围内且由人工设定。 细节要求如下： 1.温度设定范围为40℃~90℃，最小分辨率为0.1℃，误差≤1℃。 2.可通过LCD显示屏显示温度目标值与实时温度。 3.可以通过键盘调整目标温度的数值。 二、方案比较 1.系统模块设计 为完成任务目标，可以将系统分为如下几个部分：5V直流电供电模块、测温模块、80C52单片机控制系统、键盘控制电路、温度显示模块、继电器控制模块、强电加热电路。通过各模块之间的相互配合，可以完成水温检测、液晶显示、目标值设置、水温控制等功能。 系统方框图如下：
2.5V直流电供电模块 方案一：直接用GP品牌的9v电池，然后接通过三端稳压芯片7805稳压成5伏直流电源提供给单片机系统使用，接两个5伏电源的滤波电容后输出。 方案二：通过变压器，将220v的市电转换成9v左右的交流电，变压器输出端的9V电压经桥式整流并电容滤波。要得到一个比较稳定的5v电压，在这里接一个三端稳压器的元件7805。 由于需要给继电器提供稳定的5V电压，而方案一中导致电池的过度损耗，无法稳定带动继电器持续工作，所以我们选用能够提供更加稳定5v电 源的方案二。 3.测温模块 经查阅资料,IC式感温器在市场上应用比较广泛的有以下几种： AD590：电流输出型的测温组件,温度每升高1 摄氏度，电流增加1μA，温度测量范围在-55℃～150℃之间。其所采集到的数据需经A/D 转换，才 能得到实际的温度值。 DS18B20：内含AD转换器，所以除了测量温度外，它还可以把温度值以数字的方式(9 B i t ) 送出，因此线路连接十分简单，它无需其他外加电路，直接输出数字量，可直接与单片机通信，读取测温数据。它能够达到0.5℃ 的固有分辨率，使用读取温度暂存寄存器的方法还能达到0.0625℃以上精度，温度测量范围在-55℃～125℃之间，应用方便。 SMARTEC感温组件:这是一只3个管脚感温IC，温度测量范围在 -45℃～13℃，误差可以保持在0.7℃以内。 max6225/6626：最大测温范围也是-55～+125℃，带有串行总线接口， 测量温度在可测范围内的的误差在4℃以内，较大，故舍弃该方案。 本设计选用DS18B20感温IC，这是因其性能参数符合设计要求，接口简单，内部集成了A/D 转换，测温更简便，精度较高，反应速度快，且经 过市场考察，该芯片易购买，使用方便。 下面是DS18B20感温IC的实物和接口图片
D 值：（考察对时间的关系）在一定温度下，杀灭90%微生物所需的灭菌时间。杀灭微生物符合一级动力学方程，即有 kt dt dN -= 或303 .2lg lg 0kt N N t =- 式中，t N ：灭菌时间为t 时残存的微生物数；0N ：原有微生物数；k ：灭菌常数 )10lg 100(lg 303.2-=k t D ＝ D 值随微生物的种类、环境和灭菌温度变化而异。 Z 值：（考察对温度的敏感性）降低一个lgD 值所需升高的温度，即灭菌时间减少到原来的1/10所需升高的温度或相同灭菌时间内，杀灭99%的微生物所需提高的温度。 1 212lg lg D D T T Z --= 即10121 2Z T T D D -= F 值：在一定灭菌温度（T ）下给定的Z 值所产生的灭菌效果与在参比温度（T 0）下给定的Z 值所产生的灭菌效果相同时所相当的时间。常用于干热灭菌 ∑-?=100 Z T T t F F 0值：在一定灭菌温度（T ）、Z 值为10℃所产生的灭菌效果与121℃、Z 值为10℃产生的灭菌效果相同时所相当的时间（min ）。 ∑-?=10121 0Z T t F 物理F0值数学表达式：F0 = △t ∑10 T-121/ Z 生物F0值数学表达式： F0=D121℃×(lgN0-lgNt) 为灭菌后预计达到的微生物残存数，即染菌度概率。 F0值 F0值仅限于热压灭菌，生物F0值相当于121℃热压灭菌时，杀灭容器中全部微生物所需要的时间。 F0值体现了灭菌温度与时间对灭菌效果的统一，数值更为精确、实用。 为了确保灭菌效果，应适当增加安全系数，一般增加理论值 的50%。 键词：罐头，杀菌，F 值， D 值，Z 值
基于单片机的温度测量控制系统设计
目录 1引言 (2) 1.1问题的提出…………………………………………………………… (2) 1.1.1什么是温度控制…………………………………………………………… (2) 1.2设计目的…………………………………………………………… (2) 2设计方案 (3) 2.1硬件设计方案…………………………………………………………… (3) 2.2软件设计方案…………………………………………………………… (3) 3硬件设计 (5) 3.1主控制部分AT89S51的设计方案 (5) 3.2温度采集模块…………………………………………………………… (7) 3.3显示模块…………………………………………………………… (7) 4软件设计 (9) 4.1温度采集…………………………………………………………… (9) 4.2键盘输入…………………………………………………………… (10) 4.3 LCD显
示…………………………………………………………… (11) 5总结 (12) 6参考文献 (15) 附录1设计原理图 (14) 附录2设计程序 (15)
1引言 1.1问题的提出 温度是工业生产中主要的被控参数之一，与之相关的各种温度控制系统广泛应用于冶金、化工、机械、食品等领域。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。 1.1．1什么是温度控制 温度控制系统由温控器和热电偶组成，热电偶检测温度并转换成电信号传给温控器，温控器根据所设定的温度发出控制信号，温度高于设定温度上限停止加热系统或开启降温系统，低于设定温度下线停止降温系统或开启加热系统。 1.2设计目的 本设计以AT89C51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机。由键盘输入预设温度，比较实际环境温度与预设温度再由单片机做出相应的处理已以达到温度控制的目的。