目录
1. 总则 (1)
2. 应力分析管线的分类及应力分析方法 (2)
3. 管道应力分析设计输入和设计输出 (6)
4. 管道应力分析条件的确定 (9)
5. 管道应力分析评定准则 (11)
附件1 管线应力分析分类表 (14)
附件2 设备管口承载能力表 (15)
附件3 柔性系数k和应力增强系数i (16)
附件4 API 610《一般炼厂用离心泵》(摘录) (17)
附件5 NEMA SM23 (摘录) (22)
附件6 API 661 《一般厂用空冷器》(摘录) (23)
1. 总则
1.1 适用范围
1.1.1 本规定适用于石油化工生产装置及辅助设施中的碳钢、合金钢及不锈钢管道的应力分析设计工作。
本规定所列内容为管道应力分析设计工作的最低要求。
1.1.2 管道应力分析设计应保证管道在设计和工作条件下，具有足够的强度和合适的刚度，防止管道因热胀冷缩、支承或端点的附加位移及其它的荷载（如压力、自重、风、地震、雪等）造成下列问题：
1)管道的应力过大或金属疲劳引起管道或支架破坏。
2)管道连接处泄漏。
3)管道作用在与其相联的设备上的载荷过大，或在设备上产生大的变形或应
力，而影响了设备的正常运行。
4)管架因强度或刚度不够而造成管架破坏。
5)管道的位移量过大而引起的管道自身或其它管道的非正常运行或破坏。
6)机械振动、声频振动、流体锤、压力脉动、安全阀泄放等动荷载造成的管
道振动及破坏。
1.2 应力分析设计工作相关的标准、规范：
1) GB150-1999 《钢制压力容器》
2) GB50316-2000 《工业金属管道设计规范》
3) HG/T20645-1998 《化工装置管道机械设计规定》
4) JB/T8130.2－95 《可变弹簧支吊架》
5) JB/T8130.1－95 《恒力弹簧支吊架》
6) HQB-B06-05.203PP-2003《简化柔性计算的规定》
7) ASME/ANSI B31.3 Process Piping
8) ASME/ANSI B31.1 Power Piping
9) ASME/ANSI B31.4 Liquid Transmission and Distribution piping
systems
10)ASME/ANSI B31.8 Gas Transmission and Distribution piping
systems
11)API 610 Centrifugal Pumps for General Refinery Services
12)API 617 Liquid Transportation System for Hydrocarbone,
Liquid ,Petroleum Gve, Anhydrone Ammonis , and Alcohols
13) NEMA SM-23 Steam Turbine
14) API 661 Air-Cooled Heat Exchangers for General Refinery
Service
15) HQB-B06-05.105PP-2003 《管道配管设计规定》
16) HQB-B06-04.301PP- 《管架设计工程规定》
17) SHJ.41-91 《石油化工企业管道柔性设计规范》
18) GB 50316-2000 《工业金属管道设计规范》
2. 应力分析管线的分类及应力分析方法
2.1 应力分析管线的分类
原则上，所有的管线均应做应力分析，并根据管线的类别（温度、压力、口径、壁厚、所连接的设备的荷载要求等）确定应力分析的方法和详细程度。如果项目中没有具体规定，可按以下方法对应力分析管线进行分类。
2.1.1 Ⅰ类管线（见附录1）
此类管线采用目测检验或简化分析方法。
2.1.2 Ⅱ类管线（见附录1）
此类管线要求进行分析，并可采用公认的简化计算方法（或图表）进行分析计算。（详见附录1）
此种分析计算应有分析计算报告，分析报告适用于：
1) 高压管线
2) 锅炉水管线
3) 工艺管线
4) 天然气及液化天然气管线
2.1.3 Ⅲ类管线（见附录1）
此类管线应严格进行计算机辅助计算分析，下列管线均属于此类管线范畴：2.1.3.1与具有对载荷敏感的转动机械相连的管线，它包括以下几类：
1)与泵相连的管线,由于泵口载荷校核依据操作工况下的载荷进行，故
当管线操作条件为以下条件时，应做详细应力分析。
a)温度≥150°C （或≤-140°C），公称直径大于或等于
DN100(4”)的管线；
b)温度≥120°C （或≤-90°C），公称直径大于或等于DN300(12”)
的管线；
c)温度≥150°C（或≤-140°C），且管线公称直径大于管口公称直
径的管线。
2)与往复式、离心式压缩机、透平相连接的管线，由于设备管口载荷校核依据
操作工况下的载荷进行，故当管线操作温度高于120°C，公称直径大于或等于DN80(3”)的管线，应做详细应力分析。
3)与空冷器相连的管线，当其管径大于或等于DN150(6”)或设计温度大于或等于
120°C时，应做详细应力分析。
2.1.
3.2与对应力敏感的设备相连的管道，应进行应力分析。它包含以下几
类：
1)与按照ASME第Ⅷ卷第二章部分设计的设备相连的管道；
2)与加热器相连的管道；
3)与铝制设备相连的管道；
4)进出加热炉及蒸汽发生器的工艺管道，以及再生及除焦管道；
5)进出汽轮机的蒸汽管道；
6)与衬里设备相连的管道。
2.1.
3.3夹套管道。
2.1.
3.4附录1中所有的Ⅲ类管道。
2.1.
3.5其它的用图表法或公式法分析后，属于应力、柔性不能满足要求
的管道。
2.1.4 Ⅳ类管线（见附件1）
应力分析工程师对此类管线应特别注意，应采用特别的应力分析方法,因为在得到设备和结构的布置之前去做这些管线的分析是没用的。这
类管线有下列几类：
1)管线的设计温度和压力高于ASME/ANSI B16.5中的定义的2500磅等级；
2)在下列温度值下长期工作的管道
3)
4)薄壁管线（t/D≤0.02 t:壁厚 D：管径）；
5)管线的设计循环次数高于22000次；
6)根据应力分析工程师的意见，上述第Ⅲ类管线中要求做其它附加的应
力分析的管线。
2.2 应力分析的方法
通常在设计中根据以下条件确定应力分析方法：
1)介质的危险性（有毒、易燃、易爆等）；
2)管线操作工况（温度、压力、脉动、工作循环强度等）；
3)地震烈度；
4)工厂类型（化工、石油、电力、核工业等）。
2.2.1 目测方法
根据以往的经验或与已分析过的管线的比较相类似，则采用目测的方法已经足够，不需要进行更详细的应力分析。此时，需目测者具有相当
的工程经验。
2.2.2 简单分析（图表法、公式法）
简单分析将确保管线有足够的柔性，以吸收位移（热膨胀）。尽管简单分析不能提供准确的载荷和应力，但这种分析简单而快速，甚至可以由非专职应力分析工程师来完成。
下面给出两种简单分析方法：
2.2.2.1第一种方法是采用公司标准《简化柔性计算的规定》（HQB-B06-
05.203PP-2002）的快速管道应力分析方法。
它基于一种简单的（可靠的）计算方法，更多的是考虑管线的位移在允许的范围内——即管线有足够的柔性，能够吸收管线由于受热荷载等产生的位移。 需要注意的是，此种方法不适合于下列管线：
1) DN>600 （24”）；
2) 设计温度超出-20°C ～350°C 范围；
3) 薄壁管（t/D ≤0.02 t:壁厚 D ：管径）； 4) 需准确知道约束（端点）反力的管线； 5) 夹套管； 6) 非金属管 。
2.2.2.2
第二种简单计算方法依据ASME/ANSI B31.3标准，它包含一个标准的计算过程；它要求管线具有同一直径，两端固定，无中间约束。
3.208)
(2
≤-?U L Y
D 式中：D —管子外径，mm
Y —管子吸收的总位移， mm L —两固定点间管子总长度，m U —两固定点间的直线距离，m
需注意的是，此种分析方法不适用于下列管线
1) 管线的约束多于两个； 2) 需准确知道约束反力的管线； 3) 夹套管；
4) 管线的工作循环次数大于7000次； 5) 两固定点间的管径或壁厚有改变； 6) 非金属管道；
7) 大直径薄壁管（t/D ≤0.02）；
8) 端点附加位移量占总位移量大部分管道；
9) L/U>2.5的不等腿U 型管道或近似直线的锯齿状管道。 2.2.3 计算机辅助应力分析
使用专门的管道应力分析软件（CAESARⅡ）对管道进行详细的应力计算和结果分析。计算并分析评定管道各分支点的应力、约束点和端点（设备管口）的力和力矩等。
管道应力分析分为静力分析和动力分析。对一般管道，通常只做静力分析即可。但对一些特殊工况的管线则应做动力分析（如往复泵、往复式压缩机的进出口管线）。
2.2.
3.1静力分析包括：
1)管道在持续外载（压力、自重、集中力等）作用下的一次应力计算及评
定；
2)管道在温度荷载及端点附加位移载荷作用下的二次应力计算及评定；
3)管道对设备管口的作用力计算；
4)管道支吊架的受力计算；
5)管道上的法兰和分支点受力计算。
2.2.
3.2动力分析包括：
1)管道固有频率分析；
2)管道强迫振动响应分析；
3)往复式压缩机（泵）气柱频率分析；
4)往复式压缩机（泵）压力脉动分析。
3.管道应力分析设计输入和设计输出
3.1 设计输入
管道应力分析设计输入包括以下条件：
1)工艺流程图（P﹠ID）
2)工艺管线表
3)设备数据表
4)结构图
5)建筑图
6)总图
7)机泵条件
8)设备总装配图
9)设备布置图
10)配管图（平、立面）
11)管道轴测图（如果需要）
12)管道等级规定
3.2 设计输出
1)应力分析工程规定
2)临界管线表
3)应力分析报告（包括首页、计算内容页、应力分析轴测图、输入数据、
各工况下的位移、应力、约束反力、弹簧架表、有许用载荷要求的动
设备管口校核报告等）
4)设备管口荷载条件
5)设备预焊件条件
6)结构荷载条件
7)柔性件数据表
8)弹簧架数据表
典型的管道应力分析输出报告见附件3
3.2 应力分析报告标准格式
应力分析报告的标准格式参见标准《管机专业入库文件标准格式及规定》(XXX-XX)。
3.3 计算机辅助应力分析工作程序图
3.3.1管道计算机辅助应力分析工作程序如下图所示。
3.4管道应力分析适用的软件美国COADE公司的CAESARⅡ。
3.5管道应力分析的校审依据《压力管道设计文件校审与签暑制度》
及《校审细则》的规定执行。
4. 管道应力分析条件的确定
4.1 计算压力
4.1.1 管道计算压力应根据工艺管线表中设计压力确定。
4.1.2管道计算压力应不低于正常操作中预计的最高压力或在最苛刻温度下同时发生的内压或外压，取其最危险工况。对工艺有特殊要求的工况（指温度与压力的耦合）也应予以考虑。
4.2 计算温度
4.2.1 管道计算温度应根据工艺管线表中的设计温度确定。
4.2.2管道计算温度应不低于正常操作中预计的最高温度或在其它工况下的最苛刻温度，取其最高值，或二者均应考虑计算。对工艺有特殊要求的工况（指温度与压力的耦合）也应予以考虑。
4.2.3蒸汽伴热管道、蒸汽夹套管道和需蒸汽吹扫的管道，取介质设计温度和蒸汽温度的高者为计算温度。
4.2.4带内衬里的管道应利用计算值或经验数据并根据工艺管线表确定计算温度。
4.2.5安全阀排泄管道，应取排放时可能出现的最高或最低温度作为计算温度，同时，还应考虑正常操作时，排出管线处于常温下的工况。
4.2.6进行管道应力分析时，不仅要考虑正常操作条件下的温度，还要考虑短时超温工况（如开车、停车、除焦、再生等）。
4.2.7当管道的操作工况复杂，难以确定计算工况时，可选几种工况进行分析比较。
4.3 管道安装温度
4.3.1 管道应力分析的安装温度，应依据建设项目所在地的气象环境和安装时间及业主的特殊要求来确定。
4.3.2 如无特殊规定，则管道安装温度取21°C。
4.4 摩擦系数的确定
4.4.1 除非另有规定，在进行管道应力分析时，摩擦系数按下表确定。
4.5 腐蚀裕量
腐蚀裕量依据管道等级规定确定。通常，碳钢及合金钢的腐蚀裕量一般为1.0～1.5mm，不锈钢一般不考虑腐蚀裕量。
4.6 附加载荷
除上述4.1，4.2所定义的温度、压力载荷外，尚应考虑以下载荷：
4.6.1地震载荷
取0.08g作为地震时的水平加速度，此时应作为偶然载荷工况来计算，同时将相应的许用应力提高1/3。
4.6.2风载荷
按基本风压值乘以管线的迎风面积再乘以管线的形状系数为作用力，即
μ
q
f
=A
?
?
式中：f为力（单位N）
mm）
q为基本风压（单位N/2
A为迎风面积（单位2
mm）
μ形状系数，对管子为0.6
此时，计算的工况为偶然载荷工况，同时将相应的许用应力提高1/3。4.6.3安全阀泄放载荷
依据ASME/ANSI B31.1和API RP520标准来计算泄放载荷。把此载荷作为静荷载加入到被计算的管系中。（需考虑此载荷引起的系统振动时，则应做动力分析），此时计算的工况为偶然载荷工况，同时将许用应力提高1/3。
4.6.4有效冷紧
通常不建议采用冷紧，特别是与转动设备相连的管线，不允许使用冷紧的方法。
有效冷紧是指冷紧量的有效值，通常取冷紧量的2/3。
在应力分析中，对于在非蠕变温度下工作的管线，其冷紧量（如果需要），取全补偿量的50%。
对于在蠕变温度下工作的管线，即
碳钢： 370°C (375°C)
合金钢：450°C (482°C)
不锈钢：520°C (538°C)
其冷紧量（如果需要），取全补偿量的70%。(注：括号内的温度
是针对国外材料。)
5. 管道应力分析评定准则
5.1 应力评定
所有被分析的管系的应力评定准则依据ASME/ANSI B31.3（工艺管道），ASME/ANSI B31.1(动力管道)，ASME/ANSI B31.4和ASME/ANSI B31.8（长输管道），以及GB50316-2000等标准执行。
5.1.1 许用应力
许用应力的取值依据设计所采用的规范的不同，而分别依据ASME B31.1, ASME B31.3, ASME B31.4, ASME B31.8和GB50316-2000。
5.1.2 柔性系数和应力增强系数
管件的柔性系数和应力增强系数的计算方法见附件4，对于不同于附件4中的管件，应参照GB50316-2000规范采用相应的方法计算。
5.2 位移评定
各种载荷在管系中各点产生位移应控制在“GB50316-2000”规范允许的范围内，且应满足工艺、安装、操作等诸方面要求。
5.3设备管口载荷评定
5.3.1泵
与泵相连的管线，除其应力需满足相关规范的要求外，泵口所承受的载荷应满足制造商和API610(针对离心泵)标准的要求，且对于往复泵应做动力分析。API 610《一般炼厂用离心泵》管口许用载荷见附件4。
5.3.2压缩机
与压缩机相连的管线，除其应力需满足相关规范的要求外，压缩机管口所承受的载荷应满足制造商和API617（针对离心式压缩机）标准的要求，且对于往复式压缩机应做动力分析。对于离心式压缩机，其管口处承受的载荷应不大于NEMA SM23规范中规定值的1.85倍，或依据API617第2.4.2节进行计算，计算的限定值由供货商提供。
5.3.3 蒸汽透平和汽轮机
与蒸汽透平或汽轮机相连的管线，除其应力需满足相关规范的要求外，透平和汽轮机管口所承受的载荷应满足制造商和NEMA SM23标准的要求。NEMASM23标准的管口许用载荷见附件5。 5.3.4 空冷器
与空冷器相连的管线，除其应力需满足相关规范的要求外，空冷器管口所承受的载荷应满足制造商和API661标准的要求，API661的管口许用载荷见附件6。 5.3.5 容器
作用于容器管口的载荷，通常应低于附件2中的值。当超出时，且在管道自身无法解决的情况下，应向设备专业提出管口载荷条件，供设备专业校核计算。 5.3.6 其它设备
作用于其它设备管口的载荷，依据设备制造厂或相关标准规范评定。 5.4
补偿器的评定
在管线中安装补偿器（金属波纹式，填函式）时，管线的应力应满足相应规范的要求，同时，应考虑变形及内压推力对结构的作用，而且，波纹补偿器的各向变形应满足以下要求：
0.1≤?+?+?a
a a y y
X X θθ 或 a X L y D D X ≤?+?+?/300872665.0θ 其中：X ?--膨胀节的实际轴向位移。(单位：mm) θ?--膨胀节的实际弯曲角度。(单位:度) y ?--膨胀节的际横向位移。 (单位:mm) a X --膨胀节的许用轴向位移。 (单位:mm) a θ--膨胀节的许用弯曲角度。 (单位:度)
y--膨胀节的许用轴向位移。 (单位:mm)
a
D--膨胀节的有效直径。(单位:mm)
L--膨胀节的柔性长度。(单位:mm)
5.5弹簧支吊架（恒力，可变弹簧）
对于装有弹簧支吊架的管系，其应力评定应满足相应规范的要求，且通常要求可变弹簧的荷载变化率不得大于25%，弹簧的刚度偏差不得大于5%。
对于敏感设备（如转动设备），管口附近的弹簧支吊架的荷载变化率不得大于10%。
对于在蠕变温度下长期工作的管线，即
碳钢： 370°C (375°C)
合金钢：450°C (482°C)
不锈钢：520°C (538°C)
弹簧支吊架荷载变化率不得大于5%。
（注：括号内的数字为国外材料。）
Ⅰ类管线Ⅱ类管线Ⅲ类管线注：超出了此图范围的管线为第Ⅳ类管线。
附件2 设备管口承载能力表（仅供参考）
注： 1.该表依据设备半径R=1000mm,壁厚t=10mm 得出。 若不同，则加修正系数
R t f 5
.1
4
若为压力容器，则取表列值的75％。
附件3 柔性系数k和应力增强系数i
附件4 API 610《一般炼厂用离心泵》
(摘录)
一、对于单级、中心线安装、两点支承，材料为碳钢和合金钢的离心泵，当进口和
出口接管同时受载时，允许承受附表1中所规定的合力及合力距。
附表5-1 接管允许载荷
注：(1) 括号中数据的单位，Fr为Kgf;Mr为Kgf-m。
(2) DN>300毫米时，接管允许载荷应由买卖双方协商确定。
二、当泵接管不同时承受最大允许合力及合力矩时，可按下列规定确定允许载荷值。
(Fa/Fr)+(Ma/Mr)< 2
Fa/Fr< 2及Ma/Mr< K
对于DN < 150 K = 2
对于DN > 200 K =(D+150)/D
式中：
Ma---合成力矩 N-M
Mr---许用合成力矩 N-M
Fa---合力 N
Fr---许用合力 N
D ---公称直径 MM
泵的受力座标按图1规定
二、离心泵接管载荷除满足上述合力及合力矩要求外，作用在每个接管上的分力和
分力矩(沿x 、y 、或z 轴)均不得大于附表5-2中给定值的两倍。 即 22 22 式中 222222,,,,,Mz My Mx Fz Fy Fx 等为附表5-2中所列的允许值。 附表 5-2离心泵接管载荷 注： (1)括号中数据单位，Fx、Fy、Fz为Kgf；Mx、My、Mz为KGF-M。 (2)对于用汽轮机驱动的立式泵和管道泵，采用侧面管口值；对于用电动机驱动的立式泵和管道泵采用侧面管口值的2倍。 (3)在计算任意一点的总力矩形时，应将力F乘上各自的力臂、再加上力矩M。 (4)DN >300毫米时，允许的接管载荷应由买卖双方确定。 目录 摘要 1 引言 (1) 2 结构设计与方案选择 (2) 2.1设计任务 (2) 2.1.1单片机的选择 (2) 2.1.2电平转换 (2) 2.1.1单片机的选择 (2) 2.1.3单片机与pc机通信原理 (2) 2.2软件方案选择 (2) 2.2.1 上位机编程方案选择 (3) 2.2.2 单片机编程方案选择 (3) 2.3 总体方案选择 (2) 3 硬件设计 (8) 3.1单片机主要特性 (5) 3.2 MAX232电平芯片介绍10 (10) 3.3 硬件电路设计图 (11) 3.3.1 PC机与单片机通信接口电路设计框图 (11) 3.3.2整体设计原理图 (11) 4软件设计 (12) 4.1上位机程序设计 (12) 4.2下位机程序设计 (13) 5 软硬件调试部分 (21) 5.1 PROTEUS软件仿真 (21) 5.1.1 Protues简介 (21) 5.1.2 Protues仿真电路图 (22) 5.2 VC软件仿真 (21) 结束语 (27) 致谢 (28) 参考文献 (29) 摘要 本文主要描述了利用PC机与AT89C51单片机之间的通信程序设计实现温度显示。并详述了在VC6.0环境下，上位机利用MSCOMM通信控件与单片机之间串口通信实现温度显示。由单片机采集一个温度信号，将采集到的温度信号传送给PC机显示，PC机用VC6.0编写程序，单片机程序用C语言编写，最后用PROTUES软件进行仿真实现温度显示。 关键词：单片机MSCOMM控件VC6.0 AT89C51 温度显示 1引言 随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。 现代化集中管理需要对现场数据进行统计、分析、制表、打印、绘图、报警等,同时,又要求对现场装置进行实时控制，完成各种规定操作，达到集中管理的目的。加之单片机的计算能力有限，难以进行复杂的数据处理。因此在功能比较复杂的控制系统中，通常以PC机为上位机，单片机为下位机，由单片机完成数据的采集及对装置的控制，而由上位机完成各种复杂的数据处理及对单片机的控制。 目录 第一章过程控制课程设计任务书 (2) 一、设计题目 (2) 二、工艺流程描述 (2) 三、主要参数 (2) 四、设计内容及要求 (3) 第二章空调温度控制系统的数学建模 (4) 一、恒温室的微分方程 (4) 二、热水加热器的微分方程 (6) 三、敏感元件及变送器微分方程 (7) 四、敏感元件及变送器微分特性 (8) 五、执行器特性 (8) 第三章空调温度控制系统设计 (9) 一、工艺流程描述 (9) 二、控制方案确定 (10) 三、恒温室串级控制系统工作过程 (13) 四、元器件选择 (13) 第四章单回路系统的MATLAB仿真 (17) 第五章设计小结 (19) 第一章过程控制课程设计任务书 一、设计题目：空调温度控制系统的建模与仿真 二、工艺过程描述 设计背景为一个集中式空调系统的冬季温度控制环节，简化系统图如附图所示。 系统由空调房间、送风道、送风机、加热设备及调节阀门等组成。为了节约能量，利用一部分室内循环风与室外新风混合，二者的比例由空调工艺决定，并假定在整个冬季保持不变。用两个蒸汽盘管加热器1SR、2SR对混合后的空气进行加热，加热后的空气通过送风机送入空调房间内。本设计中假设送风量保持不变。 设计主要任务是根据所选定的控制方案，建立起控制系统的数学模型，然后用MATLAB对控制系统进行仿真，通过对仿真结果的分析、比较，总结不同的控制方式和不同的调节规律对室温控制的影响。 三、主要参数 （1）恒温室： 不考虑纯滞后时： 容量系数C1=1（千卡/ O C） 送风量G = 20（㎏/小时） 空气比热c1= 0.24（千卡/㎏·O C） 围护结构热阻r= 0.14（小时·O C/千卡） （2）热水加热器ⅠSR、ⅡSR： 作为单容对象处理，不考虑容量滞后。 时间常数T4=2.5 （分） 放大倍数K4=15 （O C·小时/㎏） （3）电动调节阀： 比例系数K3= 1.35 （4）温度测量环节： 天津理工大学理学院 专业设计（论文） 专业: 班级 设计题目: 基于单片机的温度检测 学生姓名: 学号: 指导教师: 2012年 12 月 13日 1、摘要 本文介绍了一种基于AT89C51单片机与PC机串口通信的温度控制系统，用单片机作下位机完成温度数据的采集和执行PC机发出的控制执行命令;用PC机作上位机接收单片机发送的数据,进行数据处理,向单片机发送控制命令，四位一体共阴数码管实时显示当前温度。 PC机与单片机采甪串行通信,可实现温度检测和采集并处理数据的人机友好界面。创新之处采用虚拟仪器技术，利用LabVIEW软件编写相应上位机软件，控制各采集模块进行温度采集，串口的数据传输，然后对数据处理和现实。 关键词：AT89C51单片机,PC机,串行通信，LabVIEW,数据采集 目录 一、引论 (5) 二、设计目的 (6) 2.1、设计目的 (6) 2.2、系统实现功能 (6) 三、系统总体方案设计 (7) 3.1、系统总体设计框图 (7) 3.2、系统硬件设计方案 (7) 3.3、系统软件设计方案 (8) 四、系统各个模块设计 (8) 4.2、显示电路 (8) 4.3、串行通信电路 (9) 4.4、DS18B20温度传感器电路 (9) 4.5、电源电路 (11) 4.6、单片机与PC机串口连接电路 (11) 五、系统软件设计 (12) 5.1、单片机软件设计 (13) 5.2、上位机软件设计 (15) 六、系统调试 (17) 七、结论 (17) 八、参考文献 (18) 九、附录 (19) 附录一、温度测试子程序流程图 (19) 附录二、系统总体电路图 (20) 附录三、单片机程序 (20) 基于PLC的中央空调温度控制系统的设计 目前中央空调已经广泛应用于各类建筑，在传统的设计中，中央空调根据最大负荷外加一定裕量设计，无论季节、气候等怎样变化，中央空调都始终在工频状态下全速运行。实际冷负荷根本远远达不到最大负荷，这样就造成了极大的能源浪费。本设计采用西门子S7-200 PLC作为主控制器，基于传统的PID算法，通过西门子MM430变频器控制水泵转速，采用了亚控Kingview进行组态。 标签：中央空调；变频器；PLC；PID 一、引言 目前中央空调已经被广泛地应用于各类建筑中，起着维持建筑物内温湿度恒定的作用。在传统的设计中，中央空调系统的容量的选择一般是依据建筑物的最大制冷、制热负荷或新风交换量的需求，而且保留了充足余量。但是实际上在一年的绝大部分时间中，实际冷负荷根本远远达不到最大负荷，这样就造成了极大的能源浪费。因此，对中央空调进行节能改造的重要性不言而喻。合理地控制中央空调的能耗，就可以减少不必要的能源浪费、节能减排，有利于构建节约型、环保型社会。 二、中央空调系统的节能改造方案 基本控制系统包括四个部分，简单地说，控制系统分为两个部分：控制器、广义对象。其中广义对象包括三部分：测量变送器、执行器、被控对象。为了实现控制系统的稳定，保证控制质量，需要依据工艺要求来为控制器选择合适的控制规律并且运用某种整定方法来对控制器参数进行整定，从而找寻到最佳的控制器参数。本论文所要讨论的是中央空调温度控制系统的设计，采用的算法为传统的PID算法。本系统为温差闭环控制系统。闭环控制的实质是利用负反馈的作用来减小误差。 三、硬件设计 （一）温度传感器选型 传感器是将生产过程工艺参数转换为电参数的装置，当温度超过150℃后，铜在空气中容易被氧化而失去线性特性，因此铜电阻不适宜在腐蚀性环境和高温环境下应用。而且由于铜的电阻率较小，这样铜电阻的机械强度就会变得很低。镍电阻虽然比较灵敏，但是它的热稳定性较差。在本设计中，综合比较铂电阻、铜电阻、镍电阻的特性以及分析中央空调温度控制系统的特点后，选择了Pt100温度传感器。 （二）PLC及扩展模块选型 一、通信协议 1、命令帧格式 帧头标志参数校验帧尾 命令字 01累加和 2030 1Byte1Byte2Byte1Byte1Byte 说明：1、累加和校验：各字节累加和与100的模。 2、 10进制输入；16进制传输。 2、信息帧格式 帧头标志参数校验帧尾 命令字 2030 02累加和 1Byte1Byte2Byte1Byte1Byte 说明：1、累加和校验：各字节累加和与100的模。 2、 10进制输入；16进制传输。 3、数据帧格式 （文件mokuaideng.txt (模块指示灯地址) 20 Byte ） 帧头标志校验帧尾203003累加和数据数据1Byte 16Byte 1Byte 1Byte 1Byte 标志:03 数据帧 文件mokuaideng.txt (模块指示灯地址) 20 Byte 04 数据帧 文件daotongbiao.txt (导通表) 40 Byte 05 数据帧 文件canshu.txt (控制参数) 6 Byte 06 数据帧 校验文件mokuaideng.txt (模块指示灯地址) 20 Byte 07 数据帧 校验文件daotongbiao.txt (导通表) 40 Byte 08 数据帧 校验文件canshu.txt (控制参数) 6 Byte 4、信息帧格式 定位物理针位 下位机-》上位机 上位机-》下位机 点亮指示灯 帧头标志参数校验帧尾203011累加和物理针位1Byte 1Byte 2Byte 1Byte 1Byte 说明：1、累加和校验：各字节累加和与100的模。 2、 10进制输入；16进制传输。 标志位 13 ，单点检测 判断单点导通关系是否真确 5、信息帧格式 下位机-》上位机 自检、线检测 帧头标志参数1校验帧尾203012累加和起始针位1Byte 1Byte 2Byte 1Byte 1Byte 参数2终点针位2Byte 参数3状态1Byte 状态：00 导通 01 断路 02 短路/错路 单片机课程（设计） （设计目）题：空调机温度控制系统 学院：明德学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级：机电12151 学号： 学生姓名： 指导教师： 2015年6月 贵州大学单片机课程（设计） 诚信责任书 本人郑重声明：本人所呈交的课程设计，是在指导老师的指导下独立进行研究所完成。在文本设计中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。 特此声明。 课程（设计）作者签名： 日期： 空调机温度控制系统 摘要 新世纪里，人们生活质量不断提高，同时也对高科技电子产业提出了更高的要求，为了使人们生活更人性化、智能化。我设计了这一个基于单片机的空调温度控制系统，人们只有生活在一定的温度环境内才能长期感觉舒服，才能保证不中暑不受冻，所以对室内温度要求要高。对于不同地区空调要求不同，有的需要升温，有的需要降温。一般都要维持在22~26°C。 目前，虽然我国大量生产空调制冷产品，但由于我国人口众多，需求量过盛，在我国的北方地区，还有好多家庭还没有安装有效地室内温控系统。温度不能很好的控制在一定的范围内，夏天室内温度过高，冬天温度过低，这些均对人们正常生活带来不利的影响，温度、湿度均达不到人们的要求。以前温度控制主要利用机械通风设备进行室内、外空气的交换来达到降低室内温度，实现室内温度适宜人们生活。以前通风设备的开启和关停，均是由人手动控制的，即由人们定时查看室内外的温度、湿度情况，按要求开关通风设备，这样人们的劳动强度大，可靠性差，而且消耗人们体力，劳累成本过高。为此，需要有一种符合机械温控要求的低成本的控制器，在温差和湿度超过用户设定值范围时，启动制冷通风设备，否则自动关闭制冷通风设备。鉴于目前大多数制冷设备现在状况，我设计了一款基于MCS51单片机空调温度控制系统。 过程控制课程设计报告 ——中央空调温度控制系统 一、课程设计目的 1、熟悉并掌握组态王软件的基本使用； 2、通过组态王软件的使用，进一步掌握了解过程控制理论基础知识； 3、培养自主查找资料、收索信息的能力； 4、培养实践动手能力与合作精神。 二、选题背景 随着计算机技术、信息技术、控制理论的快速发展，人们对生活质量和工作环境的要求也不断增长，智能建筑应运而生。中央空调是智能建筑的重要组成部分，中央空调的能耗占整个建筑能耗的50%~70％，因此中央空调系统的监控是楼宇自动化系统研究的重点。在民航业中，中央空调系统是航站楼内最为重要的系统之一，其系统的性能直接影响到旅客的感受。 三、设计任务 由于中央空调系统非常复杂，本设计选取温度作为主要被控对象，使用组态王设计温度监控画面，能实现被控环境的温度设定并实时监控温度的变化趋势，控制器采用PID控制算法，可以在监控界面上对PID参数进行整定，实现稳态误差小于5%。 四、详细设计 1、监控界面说明 监控界面主要由三部分组成：系统组成部分、PID调节部分和显示部分，如图1所示。 系统组成部分位于画面左上侧，由被控环境、温度传感器、A/D模块、控制器、D/A模块、变频器、风机和管道组成。温度传感器检测被控环境的温度，经过A/D模块传送至控制器，与温度设定值比较，输出控制值，经D/A模块传送至变频器，控制风机的转速。值0-10对应管道流速，0为不流动，10为最快，运行时点击“系统运行”按钮，管道出现流动效果。 PID调节部分位于画面右侧，包括PID控件、环境温度设定显示按钮和PID参数输入按钮。利用系统PID控件内置的PID实现温度的控制，点击相应的按钮可输入值。 显示部分位于画面左下侧和右上侧，包括实时温度曲线、历史温度曲线、报警窗口和实时报表。实时温度曲线显示温度的调节变化过程。 基于单片机串口通信的上位机和下位机实践 串口是计算机上一种非常通用设备通信的协议（不要与通用串行总线Universal Serial Bus或者USB混淆）。大多数计算机包含两个基于RS232的串口。串口同时也是仪器仪表设备通用的通信协议；很多GPIB兼容的设备也带有RS-232口。同时，串口通信协议也可以用于获取远程采集设备的数据。 串口通信的概念非常简单，串口按位（bit）发送和接收字节。尽管比按字节（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。比如IEEE488定义并行通行状态时，规定设备线总常不得超过20米，并且任意两个设备间的长度不得超过2米；而对于串口而言，长度可达1200米。 首先亮出C#的源程序吧。 主要界面： 只是作为简单的运用，可以扩展的。 源代码： using System; using System.Collections.Generic; using https://www.doczj.com/doc/3413189274.html,ponentModel; using System.Data; using System.Drawing; using System.Text; using System.Windows.Forms; using System.IO.Ports; using System.Timers; namespace 单片机功能控制 { public partial class Form1 : Form { public Form1() { InitializeComponent(); } SerialPort sp = new SerialPort(); private void button1_Click(object sender, EventArgs e) { String str1 = comboBox1.Text;//串口号 String str2 = comboBox2.Text;//波特率 String str3 = comboBox3.Text;//校验位 String str4 = comboBox5.Text;//停止位 String str5 = comboBox4.Text;//数据位 Int32 int2 = Convert.ToInt32(str2);//将字符串转为整型 Int32 int5 = Convert.ToInt32(str5);//将字符串转为整型 groupBox3.Enabled = true;//LED控制界面变可选 try { if (button1.Text == "打开串口") { if (str1 == null) { MessageBox.Show("请先选择串口！", "Error"); return; } sp.Close(); sp = new SerialPort(); sp.PortName = comboBox1.Text;//串口编号 sp.BaudRate = int2;//波特率 switch (str4)//停止位 { case "1": sp.StopBits = StopBits.One; break; case "1.5": sp.StopBits = StopBits.OnePointFive; break; case "2": sp.StopBits = StopBits.Two; break; 现在很多小伙伴家里在装修的时候，都安装了中央空调，随之配套的还有中央空调的温控器，很多小伙伴还不知道温控器怎么操作，下面就一起来看看温控器的操作说明吧。 中央空调温控器分爲电子式和机器式两种，按显示不同分爲液晶显示和调理式。中央空调温控器是经过顺序编辑，用顺序来控制并向执行器收回各种信号，从而到达控制空调风机盘管以及电动二通阀的目的。 机器式 机器盘管温控器使用于商业、工业及民用修建物。可对采暖、冷气的中央空调末端风机盘管、水阀停止控制。使所控场所环境温度恒定爲设定温度范围内。温度设定拔盘指针应设定爲所需恒定温度地位。拔动开关功用辨别爲:电源开关(开ON—关OFF);运转形式开关(暖气HEAT—冷气COOL)，FAN风速开关(低速L—中速M—高速H)。可控制设备：三档风机盘管风速，三线电动阀，二线电动阀，也可接电磁阀、开关型风阀或三线型风阀。外型尺寸。 操作办法 1、开关机：把拨动开关拨动到ON地位，温控器开机；把开关拨动到OFF 地位，温控器关机。 2、打工形式设定：把拨动开关拨动到COOL地位，温控器设定爲制冷形式；把拨动开关拨动到HEAF地位，温控器设定爲制热形式。 3、温度设定：机器式温控器，采用旋钮式设定温度，把红点对着面板标明的温度数据即可。 4、风速设定：把开关拨动到LOW地位；温控器设定爲高档风速；把开关拨动到WED地位，温控器设定爲中档风速；把开关拨动到High地位，温控器设定爲高档风速。 快益修以家电、家居生活为主营业务方向，提供小家电、热水器、空调、燃气灶、油烟机、冰箱、洗衣机、电视、开锁换锁、管道疏通、化粪池清理、家具维修、房屋维修、水电维修、家电拆装等保养维修服务。 基于单片机串口通信的上位机和下位机实践串口 Universal Serial Bus或者USB RS232 GPIB兼容的设备也带有RS-232 获取远程采集设备的数据。 bit byte 发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。比如IEEE488 202 1200米。 首先亮出C#的源程序吧。 using System; using System.Collections.Generic; using https://www.doczj.com/doc/3413189274.html,ponentModel; using System.Data; using System.Drawing; using System.Text; using System.Windows.Forms; using System.IO.Ports; using System.Timers; namespace 单片机功能控制 { public partial class Form1 : Form { public Form1() { InitializeComponent(); } SerialPort sp = new SerialPort(); private void button1_Click(object sender, EventArgs e) { String str1 = comboBox1.Text;//串口号 String str2 = comboBox2.Text;//波特率 String str3 = comboBox3.Text;//校验位 String str4 = comboBox5.Text;//停止位 String str5 = comboBox4.Text;//数据位 Int32 int2 = Convert.ToInt32(str2);//将字符串转为整型Int32 int5 = Convert.ToInt32(str5);//将字符串转为整型groupBox3.Enabled = true;//LED控制界面变可选 try { if (button1.Text == "打开串口") { if (str1 == null) 文档名称：蓝牙通信协议编制审定：解晓飞 目录 1 前言 (2) 2帧定义 (2) 2同步字 (2) 3帧类型 (3) 4通讯流程 (3) 4.1设置采集信息 (3) 4.2采集测试命令 (3) 4.3开始采集、结束采集 (4) 5通信原则 (4) PDA与下位机蓝牙通讯协议 1 前言 本协议用于定义PDA通过蓝牙与下位机进行数据通信的底层操作。数据传输以信息帧格式传输，且帧长度为非定长信息。 2帧定义 系统中共有三种帧格式，根据类型的不同帧的格式也不同具体定义如下： 3.1、命令帧 3.2 回复帧 3、2数据帧 其中命令帧是由PDA发给单片机的，回复帧和数据帧是由单片机发给PDA 的。 2同步字 为保证数据正确传输，帧格式中设有起始同步字和结束同步字，起始同步字包括两个字节，内容为0xaa、0xaa，结束同步字包括两个字节，内容为0x55、0x55。 3帧类型 类型字包括一个字节，表示发送的数据的类型，本系统中包括三个类型：命令、回复、数据三类。具体定义如下： 4通讯流程 操作过程中PDA均采用主动模式，单片机采用被动模式。 4.1设置采集信息 单片机启动后等待接收蓝牙命令首先进行参数设置，本部分由PDA控制。 PDA发送设置命令（帧类型0x30）并将信息发送到单片机，单片机接收到数据后检测数据个数是否正确，如果检测正确返回接收正确命令否则返回接收错误命令。 如果单片机返回的数据为接收错误，PDA重新发送命令。 从数据发送时起PDA进行计数等待，等待500ms后没有接收到返回值，自动重新发送命令并等待，重复上述操作。 发送三次都没有返回值时弹出警告对话框，提示蓝牙通讯故障。 如发送数据正常则提示设置成功信息对话框。 4.2采集测试命令 1、PDA发送采集命令 PDA发送采集设置命令（帧类型0x30），单片机接收到数据后检测数据是否正确，如果检测错误则返回接收错误命令。PDA接收到单片机返回接收错误回复，PDA重新发送命令。 从数据发送时起PDA进行计数等待，等待500ms后没有接收到返回值（采集数据或错误回复值），自动重新发送命令并等待，重复上述操作。 唐山学院 毕业设计 设计题目：基于PLC的变频中央空调温度控制系统设计 系别：智能与信息工程学院 班级： 姓名： 指导教师：田丽欣 2016年6月 1 日 基于PLC的变频中央空调温度控制系统 设计 摘要 为了保证环境温度和湿度的舒适，大多酒店、大型商场、工厂车间、写字楼甚至学校等都装有中央空调系统，方便管理以及节约能源。但传统的中央空调能源利用率还是相对较低，普遍存在30%左右的无效能耗。传统的中央空调能源消耗大，而效率相对低下，无论负荷的大小，电机已及系统都是在全负荷的状态下工作的，当用户不需要这么大的负荷时，就造成了资源的浪费。 中央空调系统由空调主机，冷却水泵、冷却塔，冷冻水泵、风机、盘管系统等组成。冷冻水是流过空调主机后，经过空调主机制冷降温，通过冷冻泵输送到各个房间中，然后通过盘管系统，和室内的空气进行热交换，最后再流回空调主机，形成循环。而冷却水系统则主要是给空调主机降温，在冷却泵的作用下，冷却水流经空调主机，把空调主机的热量带走，再在冷却塔处经由却塔风机进行散热，最后再流回空调主机，形成循环。冷冻水、冻却水作为热量的载体，不断地把室内的热量带到室外。 本论文所研究的中央空调系统可在PLC的控制下，利用PT-100温度变送器采集室内温度，通过EM235模拟量输入输出模块将采集到的温度度数转化为模拟量，进行PID计算，转化后输送给变频器，变频器再带动电机做出相应的加减速转动，使室内温度发生变化，从而形成闭环控制，实现最优控制，低能源高效率，保证居住、工作环境的温度和湿度的同时，最大空间的节约能源，提高能源利用率。 关键词：中央空调温度控制PLC EM235 变频器PID控制 第一章上位机与下位机 1.1 上位机与下位机的概念 上位机和下位机，一般是指集中控制系统中的PC机和现场的工控机。上位机（PC 机）主要用来发出操作指令和显示结果数据，下位机（工控机）则主要用来监测和执行上位机的操作指令。举个例子，蓄电池生产中，需要按工艺要求进行充电和放电。现场有许多工位，各自配有智能的充放电设备，它们就是“下位机”。整个车间有一台PC机来集中管理，这就是“上位机”。 上位机软件一般用高级语言编程，如BASIC、C，有比较丰富的图形界面。下位机的编程，依所用的MCU而异，以汇编为主。 上位机和下位机之间的通讯，常见是RS-232，RS-485，当然还有很多，但都是串行方式。特别是“一对多”的RS-485用得最普遍。 上位机是指：人可以直接发出操控命令的计算机，一般是PC，屏幕上显示各种信号变化（液压，水位，温度等）。下位机是直接控制设备获取设备状况的的计算机，一般是PLC/单片机之类的。上位机发出的命令首先给下位机，下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据（一般模拟量），转化成数字信号反馈给上位机。简言之如此，真实情况千差万别不离其宗。上下位机都需要编程，都有专门的开发系统。 另外，上位机和下位机是通过通讯连接的“物理”层次不同的计算机,是相对而言的。一般下位机负责前端的“测量、控制”等处理；上位机负责“管理”处理。下位机是接收到主设备命令才执行的执行单元，即从设备,但是，下位机也能直接智能化处理测控执行；而上位机不参与具体的控制，仅仅进行管理（数据的储存、显示、打印......人机界面等方面）。常见的DCS系统,“集中-分散（集散）系统”是上位机集中、下位机分散的系统。 在概念上,控制者和提供服务者是上位机.被控制者和被服务者是下位机.也可以理解为主机和从机的关系.但上位机和下位机是可以转换的. 两机如何通讯，一般取决于下位机。TCP/IP一般是支持的。但是下位机一般具有更可靠的独有通讯协议，购买下位机时，会带一大堆手册光盘，告诉你如何使用特有协议通讯。里面会举大量例子。一般对编程人员而言一看也就那么回事，使用一些新的API罢了。多语言支持功能模块，一般同时支持数种高级语言为上位机编程。 上位机是指：人可以直接发出操控命令的计算机，一般是PC，屏幕上显示各种信 关于空调温度控制系统的研讨 摘要本文介绍了空调机温度控制系统。本温度控制系统采用的是AT80C51单片机采集数据，处理数据来实现对温度的控制。主要过程如下：利用温度传感器收集的信号，将电信号通过A/D转换器转换成数字信号，传送给单片机进行数据处理，并向压缩机输出控制信号，来决定空调是出于制冷或是制热功能。当安装有LED实时显示被控制温度及设定温度，使系统应用更加地方便，也更加的直观。 关键字 AT80C51单片机 A/D转换器温度传感器 随着人们生活水平的日益提高，空调已成为现代家庭不可或缺的家用电器设备，人们也对空调的舒适性和空气品质的要求提出了更高的要求。现代的只能空调，不仅利用了数字电路技术与模拟电路技术，而且采用了单片机技术，实现了软硬件的结合，既完善了空调的功能，又简化了空调的控制与操作；不仅满足了不同用户对环境温度的不同要求，而且能全智能调节室内的温度。为此，文中以单片机AT80C51为核心，利用LM35温度传感器、ADC0804转换器和数码管等，对温度控制系统进行了设计。 一、总体设计方案 空调温度控制系统，只要完成对温度的采集、显示以及设定等工作，从而实现对空调控制。传统的情况时采用滑动电阻器电阻充当测温器件的方案，虽然其中段测量线性度好，精度较高，但是测量电路的设计难度高，且测量电路系统庞大，难于调试，而且成本相对较高。鉴于上述原因，我们采用了ADC0804将输入的模拟信号充当测温器件。外部温度信号经ADC0804将输入的模拟信号转换成8位的数字信号，通过并口传送到单片机（AT80C51）。单片机系统将接收的数字信号译码处理，通过数码管将温度显示出来，同时单片机系统还将完成按键温度设定、一段温度内空调没法使用等程序的处理，将处理温度信号与设定温度值比较形成可控制空调制冷、制热、停止工作三种工作状态，从而实现空调的智能化。原理图如下图所示： 图 1 系统原理图 二、硬件电路设计 该空调温度控制系统的硬件电路，只要由单片机AT80C51最小系统、8段译码管、数码管、按键电路、驱动电路、A/D转换电路、温度采样电路等组成。图2为该实验的系统框图，我们下面主要就几个模块进行扼要介绍。 图2 系统框图 2.1 温度的采集——温度传感器 通过查找资料我们发现，温度传感器并不是什么复杂和神秘的电子器件，在对精度要求不高的一般应用中，可以使用一个型号为LM35【1】的温度传感器，它的外观与一般的三极管没有什么区别，温度传感器LM35只有3个管脚：+Vs、Vout、GND。其中，+Vs接+4V~+20V 的电源，为器件工作供电，GND接地。当加上工作电压后，LM35的外壳就开始感应温度，并在Vout管脚输出电压。Vout的输出与温度具有线性关系。 当温度为0时，Vout=0V，如果温度上升，则每上升1°C，Vout的输出增加10mV。如果温度为25°C时，Vout=25*10=250mV。这样，使用一个简单的温度传感器LM35就可以把温度转换成电压信号，这个电压信号直观地反映环境的温度。 2.2 模拟/数字转换器ADC0804 摘要 中央空调已经广泛应用于商用与民用建筑中，用于保持整栋建筑温度恒定。传统的设计中，无论季节、昼夜和用户负荷的怎样变化，各电机都长期固定在工频状态下全速运行，所以会造成极大的的能源浪费。 本设计采用变频器、PLC、温度传感器等器件的有机结合，构成温差闭环自动控制系统，自动调节水泵的输出流量达到节能目的。该系统采用西门子的S7—200PLC作为主控制单元，利用传统PID控制算法，通过西门子MM440变频器控制水泵运转速度，保证系统根据实际负荷的情况调整流量，实现恒温控制，从而最大程度的解决能源浪费问题。 本设计通过采用基于USS 协议的RS-485总线通讯的网络，通过西门子TD200文本显示器实现人机界面的设计，使用MCGS工控组态软件，对系统进行理论分析。通过分析该设计，验证了该设计的可靠性，可以解决中央空调的能源浪费问题。 关键词：中央空调，PLC，PID，变频器 ABSTRACT The central air conditioning has been widely used in commercial and civil buildings, which are used to maintain constant temperature of the building. In traditional design, regardless of the season, day and night, and how the user load changes, the motor is fixed to run at full speed for a long time in the condition of power frequency. It will cause great waste of energy. This design is developed based on the combination of frequency converter, PLC, temperature sensor. It makes up a temperature difference closed-loop automatic control system and automatically adjust the output flow of pump to achieve energy saving. The system adopts the Siemens S7-200 PLC as the main control unit, using the traditional PID to control algorithm, using Siemens MM440 inverter to control of pump speed, to guarantee system adjust load flow according to actual situation. All of these will bring out constant temperature control, so as to solve the problem of energy waste to a great extent. This design use RS - 485 bus communication networks which is based on USS protocol and using the Siemens TD200 to realize the human-computer interface design, and using the software made from MCGS, to carries on the theoretical analysis to the system. Verified the reliability of the design, the design can solve the problem of central air conditioning energy waste through the analysis of the design. KEY WORDS: The central air conditioning, PLC, PID, frequency converter 大连海事大学 课程设计报告 课程名称：计算机微机原理课程设计 成员： 成员1：2220133293 范凯锋 成员2：2220132642 唐绍波 成员3：2220130079 曹晓露 设计时间：2016年3月7日至3月18日 考核记录及成绩评定 目录 1．设计任务与要求 (1) 1.1课程设计题目 (1) 1.2课程设计的背景 (1) 1.3课程设计的目的 (1) 1.4课程设计的意义 (1) 1.5设计任务 (1) 2．设计方案 (2) 2.1参数采集和传输设计 (2) 2.2参数显示设计 (2) 2.3模拟信号采样设计 (2) 2.4硬件研制过程 (2) 3．详细设计 (3) 3.1硬件系统框图与说明 (3) 3.2硬件设计 (4) 3.3软件主要模块流程图与说明 (7) 4．设计结果及分析 (8) 5．成员分工及工作情况 (9) 5.1成员分 工 (9) 5.2工作情 况 (9) 5.3实验总结 (9) 6．参考文献 (9) 7. 附录 (10) 一、设计任务与要求 1.1课程设计题目 双机数据采集系统设计 1.2 课程设计的背景 二十一世纪是信息化高速发展的世纪，产业的信息化离不开微型计算机的支持。微型计算机的进步是推动全球信息化的动力。因此在二十一世纪掌握微型计算机接口技术是十分有必要的。本次课题是双机参数采集系统设计，这次课题旨在通过自己对所需功能芯片的设计与实现来巩固以前所学的微机原理课程知识，同时也提高动手实践的能力，还有为将来进行更大规模更复杂的开发积累经验。 随着软件规模的增长，以及随之而来的对软件开发进度和效率的要求，高级语言逐渐取代了汇编语言。但即便如此，高级语言也不可能完全替代汇编语言的作用。 1.3课程设计的目的 《微机原理与汇编语言》是一门实践性和实用性都很强的课程，本次课程设计是在课程学习结束后，为使学生进一步巩固课堂和书本上所学知识，加强综合能力，充分理解和运用所学到的知识，通过简单的应用系统的设计，提高系统设计水平，启发创新思想。通过本课程设计希望达到以下目地： ?培养资料搜集和汇总的能力； ?培养总体设计和方案论证的意识； ?提高硬件，软件设计与开发的综合能力； ?提高软件和硬件联合调试的能力； ?熟练掌握相关测量仪器的使用方法； 空调机温度控制系统 1. 设计要求及预期功能 用MCS-51单片机设计一个空调机的温控系统。具体要求及功能如下： ①实时测量环境温度，并显示当前温度值。 ②当室温度高于设定温度，压缩机运转，使室温降低。 ③当室温低于设定温度，压缩机停止运转。 ④温度设定功能，通过按键输入压缩机启停的温度设定值。设定温度过程中显示设定温度值，以便于操作。设定完毕后，改为显示当前测定温度值。 2. 总体方案 (1)系统设计 1所示。 ① ②系统由四个主要功能模块组成：温度测量、按键输入，数码显示以及控制压缩机启停 模块。 ◆温度测量模块的主要功能是将环境温度转化为电参数(电压)，并通过A/D转换得到 数字量送入单片机。 ◆按键输入模块主要功能是实现设定温度值的输入。 ◆LED显示模块主要功能是显示当前环境温度值。因空调对温度精度要求不高，本设 计只要求显示两位整数的温度值。 ◆压缩机控制模块主要功能是单片机根据环境温度与设定温度的比较结果送出开关信 号、控制压缩机的启停。 (2)关键技术 ◆本系统中的关键技术是如何实时测量室内温度。在对外界物理量如温度、湿度、压 力等进行测量时，首先要解决的问题是如何将这些非电量转换为电参数(电阻、电压、 电流)，其次，是如何将模拟量(电压)转换为数字量。 ◆显然对温度的测量，温度传感器是必不可少的。温度传感器的种类、型号很多。在 本设计中选用的是AD590温度传感器。 3. 硬件设计及功能说明 ⑴系统的硬件电路：包括主机、温度控制、压缩机的控制、按键及显示5个部分，系统硬件电路原理图如图2所示。 ⑵功能说明 ①将AD590作为室内温度传感器，当温度变化时，AD590会产生电流变化，经OPA1将电流转换为电压，由OPA2做零位调整，最后由OPA3反相放大10倍。 ②ADC0804输出最大转换值=FFH(255),OPA3为放大10倍时，则本电路最大测量温度为：最大显示温度为5.1V/10=0.51V，即51o C(10为放大倍数) 255X=51 知X=0.2 即先乘2再除10 FF→255→255×2→510 R4=0.5 R3=10 即D4=0 D3=5 D2=1 D1=0 本电路显示器只取D3、D2两位数。 ③按下P2.1按钮，放开后立即进入温度设定模式，显示设定最高温度34C(建立TABLE 内)，每按一次设定温度将减少1C直至最低设定温度20C，再按一次又回到34C。 ④当室温高于设定温度，压缩机（P3.0）运转，使室温降低，当室温低于设定温度，压缩机停止运转。 ⑤当进入设定温度模式，如未按下设定按钮（P2.1），经数秒后自动解除设定模式，回到室温显示模式。 ⑥本程序以计时中断，每50毫秒中断一次，比较室温与设定温度一次，而令压缩机运转或停止。 4. 软件设计 (1) 软件设计流程 主要包括5个模块： ●主程序 ●按键设定温度模块 ●十进制调整和数据转换模块 ●控制模块 ●显示模块 #include 上位机和下位机通信
空调温度控制系统
上位机下位机温度检测汇总
基于PLC的中央空调温度控制系统的设计
上位机与下位机之间通信协议格式
空调机温度控制系统
中央空调温度控制系统
基于C#的串口通信上位机和下位机源程序文件
中央空调温控器操作说明
基于C#的串口通信上位机和下位机源代码
上位机与下位机通过蓝牙通讯协议
基于PLC的变频中央空调温度控制系统的毕业设计说明
上位机与下位机之间的连接
空调温度控制系统
基于PLC的中央空调温度控制系统设计
上位机下位机串口通信
空调机温度控制系统-Read
下位机STC89C52单片机 红外遥控 多功能数字钟 DS18b20温度 串口通讯 上位机温度报警系统综合程序
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