引言 (2)
1、恒温箱的简介 (4)
1.1 恒温箱的概况 (4)
1.2 恒温箱的工作过程 (6)
1.3恒温箱恒温控制原理 (6)
2、恒温箱恒温控制系统硬件分析 (8)
2.1 PLC结构与工作原理分析 (8)
2.1.1 PLC 的基本结构 (8)
2.1.2 PLC 各部分的作用 (8)
2.1.3 PLC工作原理 (9)
2.1.4 PLC控制系统的设计基本原则 (10)
2.2恒温箱恒温控制系统输入/输出电路分析 (11)
2.3温度检测模块分析 (13)
2.4模数转换模块分析 (14)
2.4.1 FX2N-4A/D的外部接线 (14)
2.4.2 FX2N-4A/D缓冲寄存器（BFM） (15)
2.4.3 FROM和TO指令说明 (15)
2.5数模转换模块分析 (16)
2.5.1 FX2N-4D/A的外部接线 (16)
2.5.2 FX2N-4D/A缓冲寄存器（BFM） (17)
3 恒温箱恒温控制系统软件分析 (17)
3.1恒温箱恒温控制流程分析 (17)
3.2模数转换控制程序分析 (19)
3.3 模数转换控制程序分析 (21)
3.4数码管显示程序分析 (21)
3.5 加热功率程序分析 (22)
感谢信 (26)
参考文献 (27)
引言
PLC，乃是一种电子装置，早期称为顺序控制器“Sequence Controller”，1978 NEMA美国国家电气协会正式命名为Programmable Logic Controller，PLC)，其定义为一种电子装置，主要将外部的输入装置如：按键、感应器、开关及脉冲等的状态读取后，依据这些输入信号的状态或数值并根据内部储存预先编写的程序，以微处理机执行逻辑、顺序、定时、计数及算式运算，产生相对应的输出信号到输出装置如：继电器(Relay)的开关、电磁阀及电机驱动器，控制机械或程序的操作，达到机械控制自动化或加工程序的目的。并藉由其外围的装置(个人计算机/程序书写器)轻易地编辑/修改程序及监控装置状态，进行现场程序的维护及试机调整。而普遍使用于PLC程序设计的语言，即是梯形图(Ladder Diagram)程序语言。
PLC具有可靠性高，配套齐全，功能完善，适用性强，体积小，重量轻，能耗低等特点，易学易用，深受工程技术人员欢迎。PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。
而随着电子科技的发展及产业应用的需要，PLC的功能也日益强大，例如位置控制及网络功能等，输出/入信号也包含了DI、AI、PI及NI ，DO、AO 、PO 及NO，因此PLC在未来的工业控制中，仍将扮演举足轻重的角色。
我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。
恒温箱恒温控制系统分析
摘要：由于液体的粘稠度是随着温度的变化而不断变化，而粘稠度往往又严重影响着机器工作效率和使用寿命。因此，对液体的温度检测显得尤其重要。本论文对恒温箱中的恒温控制系统的硬件和软件进行了详细分析。
关键词：恒温箱；PLC；恒温控制系统
1、恒温箱的简介
1.1 恒温箱的概况
恒温箱，是用于定量加注水脂的机械设备。操作方便；开关阀选用耐压高、开关动作时间短、寿命长、可靠性高的产品。平均无故障时间：控制系统的平均无故障时间大于5万小时；数字预设、修改、存储加注数值；加注精度可进行标定，确保加注精度；工作状态实时动态显示；单次加注量、累计加注量等参数数字显示。加注步骤：工件到位――人工注水口固定――加水信号（人工给定）――定量加注――自动停止。定量恒温箱采用双作用气动柱塞水泵，调节压缩空气气源供给压力，通过空气过滤装置过滤压缩空气中杂质及水分，从５５加仑水桶或水罐中吸水，再通过管路输送到不同的工作点，用连接软管连接加水枪（根据加水现场的需要，装置配备8－15米软管卷盘．组成完整的集中加水系统。液体定量恒温箱：根据不同要求任意组合，满足用户需要。系统稳定可靠，高效，环境整洁。定量恒温箱应用行业：汽车发动机、总装生产线、工程机械、家电、电力、石化，汽车维修车间、换水中心、加水站，工程机械厂等定量加注。应用介质：各种粘度发动机水、变速箱双曲线齿轮水、ATF水、风窗玻璃清洗液、防冻液、动力转向液及其他类似流体。
可适用于现场定量恒温箱；也适用于水库远距离输送定量加注，将液体从水库以一定压力、流量远距离输送到加注点。输送流体：燃水（汽水、柴水）；ATF 水；发动机水；双曲线齿轮水；风窗玻璃洗涤液；变速箱润滑水；冷却液；动力转向液；制动液；制冷剂；化工材料等。
恒温箱有PLC/PC机控制，气动柱塞泵或电动齿轮泵驱动，通过电子式定量
加注枪或系统计量机构实现定量加注。同时根据水品的粘度情况进行保温处理，提高加注速度与加注精度。定量加注系统采用优质的元气件、专业的结构设计，使系统的加注精度、可靠性有了良好的保证，同时使现场的作业环境得到改善。恒温箱的外观如图1-1所示。
图1-1 恒温箱
（1）控制方式：
①手动/自动
②水箱容积：220L、450 L（特殊可依用户要求定制）
③补液形式：55加仑或水库（入口压力15Bar以下）
④温度范围：20-50度
⑤加注速度：1-3L/min，3-30L/min
⑥加注精度：0.5-1%
⑦加注量预设范围：0-999.9L
⑧供电电压：AC380V
⑨供气压力：4-7Bar
⑩驱动方式：气动柱塞泵、电动齿轮泵
（2）统计功能：
①可查询一段时间内的加注总量及加注总量及加注次数，便于
生产统计。
②加热温度、当前加注量等过程参数实时显示。
③报警内容详实，便于准确、及时排除故障。
④控制部分采用进口元件，工作可靠稳定。
⑤档位预设：便于生产过程快速选择加注参数
⑥联网功能：RJ45接口（可选）
⑦扫描输入：可识别一维、二维码（可选）
⑧防滴漏设计：维护现场的干净
⑨加注压力：2-10Bar
⑩加注枪：电子式/机械式适合流体：粘度在900厘泊以下润滑水（40度时）
液压水在使用时，如温度偏高，会使液压水的粘度降低，润滑性下降，会使水泵及液压元件在工作时磨损加快，容易造成泄漏。如温度偏低，会使液压水的粘度升高，将会造成液压元件的运动灵活性下降，严重时可能会使运动元件不能运动，影响正常工作。一般液压水工作中的温度控制在20℃-60℃范围内比较好。
因此，一些生产厂家在生产过程中对水温也有严格的要求。由此可见，恒温系统在恒温箱之中是必不可少的一部分。这也使得原本控制过程简单的恒温箱变得复杂了很多，然而这对于控制功能强大的PLC而言就变得简单了许多。
1.2 恒温箱的工作过程
（1）启动电源总开关,系统进入液位检测状态。当液位低于下限时,系统进入补液状态；当液面正常时，搅拌电机开始搅拌，各个温度传感器开始工作，并通过PID调节进行恒温控制。当水箱的温度在设定值范围内系统进入加注状态。
（2）在控制面板上设置好各档位加注量,选择所需加注量的按钮。
（3）从枪架上拿着加注枪到加注口,按动加注按钮,设备自动开始加注,当达到设定量后自动停止,加注完毕后,手持加注枪放回枪架,完成一个循环。
1.3恒温箱恒温控制原理
本文主要论述恒温箱中的恒温控制系统，要求设定的恒温箱水温在某一数值范围内。加热采用电加热，功率为1.5KW，温度设定范围20-50℃之间。如图1-2所示，恒温水箱内有一个加热器、一个搅拌器、两个液位开关、四个温度传感器。液位开关为开关量传感器，测量水的水位高低，反映无水或水溢出状态。两个温度传感器分别测量水箱入口处的水温和水箱中水的温度。贮水箱中，也装有一个温度传感器恒温水箱中的水可以通过一个电磁阀或手动开关阀将水放到贮水箱中。贮水箱中的水可通过一个电磁阀引入到冷却器中，也可直接引到恒温水箱中。水由一个水泵提供动力，使水在系统中循环。水的流速由流量计测量。恒温水箱中的水温、入水口水温、贮水箱中的水温、流速以及加热功率均有LED显示。两个电磁阀的通断、搅拌和冷却开关均有指示灯显示。
恒温控制系统控制过程如下：当设定温度后（设定值为20℃），启动水泵向恒温水箱中贮水，水上升到液位1后，启动搅拌电机，测量水箱水温并与设定值比较，若温度差小于5℃，要采用PID调节，电加热器工作，对液体进行加热。
当水温高于设定值5-10℃时，要进冷水。当水温在设定值0-5℃范围内，仍采用PID调节加热。当水温高于设定值10℃以上时，采用进水与风机冷却同时进行的方法实现降温控制。此外，对温度、流量、加热电功率要进行实测并显示。若进水时无流量或加热、冷却时水温无变化时应报警，当液体的液面超过液位1时要显示报警并停止液体的注入，当液体的液面在液位2时也要同步报警并向水箱中
注水。
图1-2 加水机恒温控制装置示意图
2、恒温箱恒温控制系统硬件分析
2.1 PLC 结构与工作原理分析
2.1.1 PLC 的基本结构
PLC 由中央处理单元（CPU ），存储器，输入单元，输出单元，电源五部分组成。其结构框图如图
、
图2-1 PLC 基本结构框架图
2.1.2 PLC 各部分的作用
（1）中央处理单元（简称CPU
）
中央处理单元是PLC
的控制中枢，核心部件，其性能决定了PLC 的性能。 CPU 组成：由控制器，运算器和寄存器，这些电路都集中在一块芯片上，通过地址总线，数据总线，控制总线，与存储器的输入，输出接口电路相连。
CPU
作用：
纵：当从编程器输入的程序存入到用户程序存储器中，
然后
CPU 根据系统所
赋予的功能（系统程序存储器的解释编译程序），把用户程序翻译成PLC
内部所
认可的用户编译程序。
横：输入状态和输入信息从输入接口输进，CPU将之存入工作数据存储器中或输入映象寄存器。然后由CPU把数据和程序有机地结合在一起。把结果存入输出映象寄存器或工作数据存储器中，然后输出到输出接口、控制外部驱动器。
（2）存储器
存储器是具有记忆功能的半导体电路。其作用是存放系统程序，用户程序，逻辑变量和其它一些信息。可分为系统程序存储器和用户程序存储器。
系统程序存储器是控制PLC完成各种功能的程序，由PLC生产厂家编写，并固化到只读式存储器ROM中，用户不能访问。
用户程序存储器是用户根据工程现场的生产过程和工艺要求编写的程序。通过编程器输入到PLC的随机存储器RAM中，允许修改。
（3）输入/输出接口
输入接口是PLC与工业生产现场被控设备相连的输入端，是现场信号进入PLC的桥梁。其作用是接收主令元件，检测元件传来的信号。按输入类型可分为直流输入，交流输入，交直流输入。输入接口采用光电耦合电路，目的是把PLC 与现场电路隔离，提高PLC的抗干扰能力。接口电路内部有滤波，电平转移，信号锁存电路。各PLC生产厂家都提供了多种形式的I/O部件或模块供用户选用。
输出接口也是PLC与现场设备之间的连接部件，把输出信号送给控制对象的输出接口。其作用是将中央处理器送出的弱电信号转换成现场需要的电平信号，驱动被控设备的执行元件。按输出类型可分为继电器输出，晶体管输出，晶闸管输出。
三种输出类型特点：
继电器输出：有触点、寿命短、频率低、交直流负载
晶体管输出：无触点、寿命长、直流负载
晶闸管输出：无触点、寿命长、交流负载
（4）电源
将交流电转换成PLC内部所需的直流电源。目前大部分PLC采用开关式稳压电源供电。
2.1.3 PLC工作原理
PLC扫描工作方式主要分为三个阶段：输入采样、程序执行、输出刷新。
（1）输入采样
PLC在开始执行程序之前，首先扫描输入端子，按顺序将所有输入信号读入
到寄存输入状态的输入映像寄存器中．
（2）程序执行
PLC完成了输入采样后，按顺序从0000号地址开始的程序进行逐条扫描执行，并分别从输入映像寄存器，输出映像寄存器以及辅助继电器中获得所需的数据进行运算处理。再将程序执行的结果写入寄存执行结果的输出映像寄存器中保存。
(3)输出刷新
在执行到END指令，即执行完用户所有程序后，PLC将输出映像寄存器中的内容送到输出锁存器中进行输出，驱动用户设备。
2.1.4 PLC控制系统的设计基本原则
(1)最大限度地满足被控对象的控制要求
充分发挥PLC的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC 控制系统的首要前提，这也是设计中最重要的一条原则。这就要求在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关先进的国内、国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。
（2）保证PLC控制系统安全可靠
保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该保证PLC程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等），也能正常工作。
（3）力求简单、经济、使用及维修方便
一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。
（4）适应发展的需要
由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O点数和内存容量时，要适当留有余量，以满足今后生产的发展和工艺的改进。
2.2恒温箱恒温控制系统输入/输出电路分析
本系统的输入信号有启动开关、停止开关、液位开关、流量检测开关、温度传感器。输出信号控制的对象有水泵、水阀门、冷却风机、搅拌电机、电机热器、状态显示、温度显示等，如表2-1所示。
表2-1 I/O地址分配
通过以上控制要求的分析，首先确定PLC的型号为FX2N-48MR。又因为测量温度的输入量为模拟电压值，功率输出也是模拟量，所以，还需要选用FX2N-4AD、FX2N-4D/A模拟量特殊功能模块。
根据本恒温控制系统控制的要求，其I/O电气接线图如图2-2所示：
图2-2 恒温控制系统的I/O 电气接线图
温度传感器从使用的角度大致可分为接触式和非接触式两大类，前者是让温度传感器直接与待测物体接触，而后者是使温度传感器与待测物体离开一定的距离，检测从待测物体放射出的红外线，达到测温的目的。在接触式和非接触式两大类温度传感器中，相比运用多的是接触式传感器，非接触式传感器一般在比较特殊的场合才使用，目前得到广泛使用的接触式温度传感器主要有热电式传感器，其中将温度变化转换为电阻变化的称为热电阻传感器，将温度变化转换为热电势变化的称为热电偶传感器。
热电阻传感器可分为金属热电阻式和半导体热电阻式两大类，前者简称热电阻，后者简称热敏电阻。常用的热电阻材料有铂、铜、镍、铁等，它具有高温度系数、高电阻率、化学、物理性能稳定、良好的线性输出特性等，常用的热电阻如PT100、PT1000等。近年来各半导体厂商陆续开发了数字式的温度传感器，如DALLAS公司DS18B20，MAXIM公司的MAX6576、MAX6577，ADI公司的AD7416等，这些芯片的显著优点是与单片机的接口简单，如DS18B20该温度传感器为单总线技术，MAXIM公司的2种温度传感器一个为频率输出，一个为周期输出，其本质均为数字输出，而ADI公司的AD7416的数字接口则为近年也比较流行的I2C总线，这些本身都带数字接口的温度传感器芯片给用户带来了极大的方便，但这类器件的最大缺点是测温的范围太窄，一般只有-55～+125℃，而且温度的测量精度都不高，好的才±0.5℃,一般有±2℃左右，因此在高精度的场合不太满足用户的需要。
热电偶是目前接触式测温中应用也十分广泛的热电式传感器，它具有结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高、输出信号便于远传等优点。常用的热电偶材料有铂铑-铂、铱铑-铱、镍铁-镍铜、铜-康铜等，各种不同材料的热电偶使用在不同的测温范围场合。热电偶的使用误差主要来自于分度误差、延伸导线误差、动态误差以及使用的仪表误差等。
非接触式温度传感器主要是被测物体通过热辐射能量来反映物体温度的高低，这种测温方法可避免与高温被测体接触，测温不破坏温度场，测温范围宽，精度高，反应速度快，既可测近距离小目标的温度，又可测远距离大面积目标的温度。目前运用受限的主要原因一是价格相对较贵，二是非接触式温度传感器的输出同样存在非线性的问题，而且其输出受与被测量物体的距离、环境温度等多种其它因素的影响。
此系统中采用了线性度相对较好PT100的温度传感器。
FX2N-4A/D是模拟量输入模块，有四个输入通道，分别为通道1（CH1）、通道2(CH2)、通道3(CH3)、通道4(CH4)。每一通道都可进行A/D转换，即将模拟量信号转换成数字量信号，其分辨率为12位。输入的模拟电压值范围从直流-10V~+10V，分辨率为5mV。若为电流输入，则电流输入范围为4~20mA或-20mA ~ +20mA，分辨率20uA。FX2N-4A/D内部共有32个缓冲寄存器（BFM），用来与主机FX2N主单元PLC进行数据交换，每个缓冲寄存器的位数为16位。FX2N-4A/D占用FX2N扩展总线的8个点，这8个点可以是输入点或输出点。FX2N-4A/D消耗FX2N主单元或有源扩展单元5V电源槽30 mA的电流。
2.4.1 FX2N-4A/D的外部接线
FX2N-4A/D与FX2N系列PLC 主机连接通过扩展电缆。而四个通道的外部连接则需根据外界输入电压或电流量不同而有所不同，如图2-3所示。
图2-3 FX2N-4A/D模块的外部接线
图2-3中标注1~5的说明如下：
（1）外部模拟输入通过双绞屏蔽电缆输入至FX2N-4A/D各个通道中。
如果输入有电压波动或有外部电气电磁干扰影响，可在模块的输入口中加入一个（2）平滑电容（0.1~0.47uF/25V）。
（3）若外部输入时电流输入量，则需把V+和V-相连接。
（4）如有过多的干扰存在，应将机壳的地FG端与FX2N-4A/D的接地端相连。（5）可能的话，将FX2N-4A/D与主单元PLC 的地连接起来
2.4.2 FX2N-4A/D缓冲寄存器（BFM）
FX2N-4A/D缓冲寄存器的通道选择：
BFM#0对应的是通道的初始化，缺省值=H0000。BFM #1、#2、#3、#4 分别对应通道1、通道2、通道3、通道4 ，他们的作用是存放采样值（1~4093），用于得到平均值。缺省值设为8（正常速度），高速操作可选择1。BFM #5、#6、#7、#8也是分别对应通道1、通道2、通道3、通道4，他们的作用是作为缓冲器，独立存储通道CH1~CH4平均输入采样值。BFM#9、#10、#11、#12同样对应通道1、通道2、通道3、通道4，他们作为缓冲区，用于存放每个输入通道读入的当前值。
在BFM#0中写入十六位进制4位数字H****进行A/D模块通道初始化，最低位数字控制CH1，最高位控制CH4，各位数字的含义如下：
*=0时设定输入范围为-10V ~ +10V，*=1时，设定输入范围为+4mA ~ +20mA，*=2时，的设定输入范围为-20mA ~ +20mA，*=3时，关断通道。例如BFM#0=H3310则说明CH1设定输入范围为-10V ~ +10V，CH2设定输入范围为+4mA ~ +20mA，CH3、CH4两通道关闭。
2.4.3 FROM和TO指令说明
可以使用特殊功能模块读指令FROM（FNC78）和写指令TO（FNC79）读写FX2N-4A/D模块实现模拟量的输入和输出。
FROM指令用于从特殊功能模块缓冲存储器（BFM）中读入数据，如图2-4（a）所示。这条语句是将模块号为m1的特殊功能模块内，从缓冲存储器（BFM）号为m2开始的n个数据读入PLC，并存放在从D开始的n个数据寄存器中。
图2-4 特殊功能模块读和写指令
TO指令用于从PLC向特殊功能模块缓冲存储器（BFM）中写入数据，如图2-4（b）所示。这条语句是将PLC中从[S?]元件开始的n个字的数据，写到特殊功能模块m1中编号为m2开始的缓冲存储器（BFM）中。
模块号是指从PLC最近的开始按No.0→No.1→No.2……顺序连接，模块号用于用于以FROM/TO指令指定那个模块工作。
特殊功能模块是通过缓冲存储器（BFM）与PLC交换信息的，FX2N-4A/D共有32通道的32位缓冲寄存器（BFM）。
2．5数模转换模块分析
FX2N-4A/D是模拟量输出模块，有四个输出通道，分别为通道1（CH1）、通道2(CH2)、通道3(CH3)、通道4(CH4)。每一通道都可进行D/A转换，即将数字量信号转换成模拟量信号，其分辨率为12位。输出的模拟值范围，电压值为-10V~+10V，电流为0~20mV,分辨率为5mV。若为电流输入，则电流输入范围为4~20mA或-20mA ~ +20mA，分辨率前者为5mV，后者为20uA。FX2N-4D/A 内部共有32个缓冲寄存器（BFM），用来与主机FX2N主单元PLC进行数据交换，每个缓冲寄存器的位数为16位。FX2N-D/A占用FX2N扩展总线的8个点，这8个点可以是输入点或输出点。FX2N-4D/A消耗FX2N主单元或有源扩展单元5V电源槽30 mA的电流。
2.5.1 FX2N-4D/A的外部接线
FX2N-4D/A与FX2N系列PLC 主机连接通过电缆相连接，一般连接到FX2NPLC 主机或扩展单元或其他特殊功能模块的右边，最多可以连接8个特殊功能模块，按0到7的数字顺序连接到一个PLC上。如图2-5所示。
图2-5 FX2N-4D/A模块的外部接线图
图2-5中的1~7标注说明如下：
（1）双绞线屏蔽电缆，应远离干扰源。
（2）在输出电缆的负载端使用单点接地。
（3）若有噪音或干扰，可以连接一个平滑电容器，阻值在0.1~0.47uF，耐压25V。
（4）FX2N-4D/A与PLC主机的大地应连接在一起。
（5）电压输出端或电流输出端，若短接的话，可能会损坏FX2N-4D/A。
（6）24V电源，电流200mV，外接或者用PLC 24V电源。
（7）不使用的端子，不要将任何单元连接在此端子上。
2.5.2 FX2N-4D/A缓冲寄存器（BFM）
FX2N-4D/A和PLC 主机之间通过BFM （32点16位RAM）交换数据。FX2N-4D/A缓冲寄存器的通道选择：
BFM #0（E）对应的是输出模式选择，出厂设置为H0000。BFM #1、#2、#3、#4分别对应输出通道1~通道4的数据。BFM #5（E）数据保持模式。出厂值H0000。
BFM #0为FX2N-4D/A输出模式选择（电压型电流型），BFM #0中写入十六进制4位数字H****，进行D/A模块通道初始化。最低位数字代表通道1（CH1），第二位数字是代表通道2（CH2），最高位数字代表通道4（CH4）。
例如，BFM#0 = H2110，说明如下：
CH1：设定为电压输出模式，从-10V~+10V。
CH2、CH3：设定为电流输出模式，从+4mV +2 0mV。
CH4：设定为电流输出模式，从0mA ~ 20mA。
3 恒温箱恒温控制系统软件分析
3.1恒温箱恒温控制流程分析
根据恒温控制系统控制过程，画出恒温控制流程图，如图3-1所示：
图3-1 恒温系统恒温控制流程图
程序中用到的PLC内部数据存储器功能为：
D54-----温度设定值D4-------恒温箱内水温D14------流动液体的温度D24--------储水箱内的温度D44------加热的功率
3.2模数转换控制程序分析
根据图3-2中的数模转换程序，进行程序分析：
当T20得电后，先对第一个特殊功能模块进行初始化，然后将H0002传送源数据送至第一个特殊功能模块的BFM#17中，传送字数为1个。再将第一个特殊功能模块中的BFM #0开始的一个数据读入PLC的基本单元中，并存入D0中。D0中的数据乘以K100,并将数据保存在D2中。再用D2除以K255并将数据保存到D中，然后比较D4和K5的值，当D4<=K5时，D4自动加1。最后送至显示模块，进行显示。其他温度的模数转换程序与此段程序大致相同。
图3-2 通过FX2N-4A/D的A/D通道得到恒温箱中的水温
图3-3 通过FX2N-4A/D的A/D通道得到流水的水温图3-4 通过FX2N-4A/D的A/D通道得到储水箱的水温
目录 一、系统设计方案的研究 (2) （一）系统的控制特点与性能要求 (2) 1.系统控制结构组成 (2) 2.系统的性能特点 (3) 3.系统的设计原理 (3) 二、系统的结构设计 (4) （一）电源电路的设计 (4) （二）相对湿度电路的设计 (6) 1.相对湿度检测电路的原理及结构图 (6) 3.对数放大器及相对湿度校正电路 (7) 3.断点放大器 (8) 4.温度补偿电路 (8) 5.相对湿度检测电路的调试 (9) （三）转换模块的设计 (9) 1.模数转换器接受 (9) 2.A/D转换器ICL7135 (9) （四）处理器模块的设计 (11) 1.单片机AT89C51简介及应用 (11) 2.单片机与ICL7135接口 (14) 3.处理器的功能 (15) 4.CPU 监控电路 (15) （五）湿度的调节模块设计 (15) 1.湿度调节的原理 (15) 2.湿度调节的结构框图 (16) 3.湿度调节硬件结构图 (16) 4.湿度调节原理实现 (16) （六）显示模块设计 (17) 1.LED显示器的介绍 (17) 2.单片机与LED接口 (17) （七）按键模块的设计 (18) 1.键盘接口工作原理 (18) 2.单片机与键盘接口 (19) 3.按键产生抖动原因及解决方案 (19) 4.窜键的处理 (19) 三、软件的设计及实现 (19) （一）程序设计及其流程图 (20) （二）程序流程图说明 (21) 四、致谢 (22) 参考文献： (22)
智能温度控制系统设计 摘要: 此系统采用了精密的检测电路（包刮精密对称方波发生器、对数放大及半波整流、温度补偿及温度自动校正及滤波电路等几部分电路组成），能够自动、准确检测环境空气的相对湿度,并将检测数据通过A/D转换后，送到处理器（AT89C51）中，然后通过软件的编程，将当前环境的相对湿度值转换为十进制数字后，再通过数码管来显示；而且，通过软件编程，再加上相应的控制电路（光电耦合及继电器等部分电路组成），设计出可以自动的调节当前环境的相对湿度：当室内空气湿度过高时，控制系统自动启动抽风机，减少室内空气中的水蒸气，以达到降低空气湿度的目的；当室内空气湿度过低时，控制系统自动启动蒸汽机，增加空气的水蒸气，以达到增加湿度的目的，使空气湿度保持在理想的状态；键盘设置及调整湿度的初始值，另外在设计个过程当中，考虑了处理器抗干扰，加入了单片机监视电路。 关键词： 湿度检测; 对数放大; 湿度调节; 温度补偿 一、系统设计方案的研究 （一）系统的控制特点与性能要求 1.系统控制结构组成 （1）湿度检测电路。用于检测空气的湿度[9]。 （2）微控制器。采用ATMEL公司的89C51单片机，作为主控制器。 （3）电源温压电路。用于对输入的200V交流电压进行变压、整流。 （4）键盘输入电路。用于设定初始值等。 （5）LED显示电路。用于显示湿度[10]。 （6）功率驱动电路（湿度调节电路）
编号： 毕业设计任务书 题目：恒温箱温度控制系统的设计 学院：机电工程学院 专业：电气工程及其自动化 学生姓名：孙卉 学号：1200120304 指导教师单位：机电工程学院 姓名：韦寿祺 职称：教授 题目类型：?理论研究?实验研究?工程设计?工程技术研究?软件开发 2015年12月28日
一、毕业设计（论文）的内容 恒温箱广泛应用在医疗、工业生产和食品加工等领域，其对温度稳定性要求较高，如何实现对温度的精确控制是恒温箱温度控制系统的关键。温度控制系统通常由被控对象、测量装置、调节器和执行机构等组成。目前，测量装置大多采用温度传感器采集温度，但是在常规的环境中，温度受其它因素影响较大，而且难以校准，因此，温度也是较难准确测量的一个参数，常规方法测量温度误差大、测量滞后时间长。当前，普遍使用单片机或者PLC实现恒温箱温度的智能控制，两种控制方式各有优势。本课题要求设计一种智能恒温控制系统，选择合适的控制方式实现温度的智能控制，具体任务如下： 1、收集有关恒温箱的文献资料，了解恒温箱的工作原理、工艺要求等，重点学习掌握恒温箱温度控制系统的构成、运行参数、控制特点等，选择合适的控制方式，制定恒温箱电热温度控制系统的控制方案。 2、建立恒温箱电热温度控制系统的数学模型，应用仿真软件进行仿真，选择调节器参数，分析系统稳态和动态控制性能指标。 3、完成恒温箱电热温度控制系统的硬件电路设计和相关控制软件程序的编写，绘制系统原理图，计算元器件参数，选择元器件型号。 4、制作演示模拟样机，进行软硬件联调。 二、毕业设计（论文）的要求与数据 1、收集恒温箱温度控制系统的工作原理和控制方法的相关文献资料15篇以上，其中英文文献不少于2篇。 2、恒温箱电热温度控制系统的输入电源为单相220V，电加热额定功率5kW，温度调节范围室温~200℃，温度控制精度在±1℃以内。 3、恒温箱对加热电源电流的传递函数为18.4 e ，采用PID调节器或九点 1.2s 控制器设计恒温箱电热温度控制系统，选择单片机或PLC作为控制器。 4、演示模拟样机采用单相220V供电，自行定义加热功率，最高温度100℃，温度控制精度在±1℃以内。 三、毕业设计（论文）应完成的工作 1、完成二万字左右的毕业设计说明书，要求原理正确，数据详实，文理通顺，格式规范；毕业设计说明书的英文摘要要求300个单词以上，内容与中文摘要一致，语句通顺，无语法错误；附15篇以上参考文献，其中英文文献不少于
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)
——您身边的实验室工程专家 恒温恒湿系统控制 南京拓展科技有限公司是专业从事恒温恒湿、生物安全、理化检测等实验室整体规划设计、安装和运行保障为一体的高科技服务型企业，是实验室综合解决方案的提供者。 建设要求： 1、恒温恒湿室技术要求 a) 符合ISO、GB标准。 b) 根据甲方要求恒温恒湿实验室设置精度 c) 风速0.25m/s。 2、建筑要求 a) 建筑物周围无强磁场、震动、热源、异味、污染等。 b) 建筑物层高应在3.0m以上（梁下净空高度）。 3、恒温室建设要求 a) 送风方式为孔板式，上送风，下回风。 b) 室内净空高度为2.35-2.70m。 c) 无窗，减少门的数量。 d) 新建实验室的恒温室内不设上下水、供暖管线设施。改建实验室的恒温室内上下水、供暖管线设施应按规范作隔热防潮处理。 4、空调机房建设要求 a) 应建在有外墙的位置。 b) 独立供电系统和接地系统。 c) 设有上下水，下水作防异味处理。 5、保温墙面要求 λ=0.021～0.12Kcal/m·H·℃（λ=0.0244～0.1395w/m·k）范围内，吸水率不大于10%，热绝缘性能优，耐水性能好，难燃，绿色环保、尺寸稳定性能好的材料. 6、保温材料导热系数λ=0.0267～0.0289w/m·k，满足要求。
——您身边的实验室工程专家恒温恒湿空调系统的任务，是将室内的温湿度及洁净度控制在一定的波动范围内，以满足工业生产、科学研究等特殊场合对室内环境的要求。近年来，随着我国生产力的发展和科技水平的不断提高，恒温恒湿空调系统的应用场合越来越多，温湿度要求也不断提高。在电子、医药、计量、纺织、光学仪器和农业育种等领域，恒温恒湿空调系统的精度和可靠性直接关系着产品的品质以及实验结果的准确性。在系统的冷热源配置、空气热湿处理、气流组织和系统控制等方面均与舒适性空调系统存在较大差异。结合近年来典型工程实践，讨论恒温恒湿系统设计中需要注意的若干问题。 1. 室内环境参数的确定 恒温恒湿间室内环境参数的确定取决于产品、实验对像或实验设备的要求。不同的精度和可靠性等要求，往往使恒温恒湿系统的复杂性大不相同，也极大地关系到系统的初投资和运行费用。肓目地提高精度要求，往往会导致初投资和运行费用成倍增加；相反，如果精度要求过低，将可能直接导致生产、实验活动的失败。因此，在系统设计之前，需要暖通专业人员与使用方根据生产和实验对像的要求，准确地提出室内环境的要求。 主要包括： 1）控制区域。在某些生产、实验过程中，需要对整个房间的温湿度进行控制。但更多的情况是只须对特定的生产、实验区域进行严格控制。 2）基准温湿度。很多生产、实验要求基准温湿度为固定不变的值，例如很多计量实验要求的基准温度为22 ℃，一些纺织类的生产、实验要求基准相对湿度为65%。还有一些特殊的实验过程和气候室，要求室内的基准温湿度可以根据实验要求在较大范围内进行调整，此时需要确认其变化范围和变化时间。 3）温湿度精度。温湿度精度一般包括2方面的要求，即单一控制点的时间变化率和均匀度。在参数确认阶段，必须明确精度要求的涵义。均匀度要求一般针对温度精度，可以用垂直方向和水平方向的温度梯度要求的方式提出。 4）新风要求。新风要求一般根据室内工作人员数量提出。新风对室内环境扰动极大，因此新风量的确定应该尽可能合理、准确。由于一般恒温恒湿环境所需要的换气次数较多，因此不能采用最小新风比的方法确定。 5）可靠性要求。某些实验周期较长或重要的场合，对恒温恒湿环境的可靠性有明确要求，如要求系统可连续不间断运行若干时间。此时需要在设备的备用方面加以考虑。
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
高频炉智能温度控制系统 摘要GP15-B型高频炉自动控温系统开发的目的是将高频炉旧有的手动控制系统改造成微机监控的自动控制系统，以提高控制质量、生产效率和减轻人的劳动强度。基于工业PC的高频炉自动控温系统具有实时监测、数据处理、操作指导提示、智能控制等功能。该系统的控制算法采用仿人智能控制算法(SHIC)，其最主要的优点是不需要事先知道被控对象的精确模型，就能够实现既快速又高精度的控制。 关键词智能控制控制系统高频感应加热 Abstract Temperature in intelligent control system of GP15-B high frequency induction heating furnace is to replace the old hand-control system by computer-control system, and improve the quality of control, increase the efficiency and reduce labor intensity. The temperature automatic control system has some important function, such as real time monitor, data processing, intelligent control, and etc. This system is adept simulating human intelligent control algorithm (SHIC), the most eminent advantage of SHIC is that it can realize quickly and high precision control without the accurate math model of controlled object. Keywords intelligent control control system high frequency induction heating 1 系统结构简介 GP15-B型高频炉自动控温系统是为满足高熔点材料熔化特性测试目的而开发的，对提高高熔点材料性能测试水平和充分利用原系统具有实用意义。本系统的基本组成如图1所示，控制的基本过程是：用光电高温计读取加热设备的温度，输出一个与温度对应的电压信号，此信号经过放大、滤波处理后送到A/D(模/数)转换器，转换成相应的数字量。微机定时地对A/D进行读取，将所得到的数字电压经过电压-温度转换程序转换成数字温度(即实际温度的数字量)，将此温度与用户设定温度相比较，得出温度偏差值E，SHIC仿人智能控制器判断E的大小及E的变化趋势(增大、减小或不变)，输出一个合适的控制量，控制量经过D/A(数/模)转换器转换成相应的控制电压，控制电压的大小将决定可控硅移相触发电路的触发相位，从而控制了高频感应加热设备的输入功率，进而调节温度。系统的温度控制范围为800～3000℃。
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
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。
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
组合式空调恒温恒湿的自动控制 【关健词】组合式空调恒温恒湿除湿 【摘要】如何符合特殊的生产线温湿度的使用要求，是空调系统及其控制系统设计的难题。组合式空调的自控系统较好地解决了这难题，它采用了除湿优先的控制方法，利用最小能量能使该系统达到恒温恒湿控制精度。 我国为了更加快速与国际形势市场接轨，在原加入WTO的基础上，历经金融风暴后，大多数医疗手术室、电子、烟草、化工、制药、食品、民用建筑、商场、工业厂房及印刷等洁净空间，都感觉到无形的压力。这样强迫他们不断地更新设备、更新工业、更新观念，不断提高产品档次，提高产品质量。特别是国内的喷涂生产线，他们从国外引入先进的机器人喷涂生产线替代即将淘汰残旧的设备。这种机器人喷涂生产线对环境要求很高，温湿度不稳均会影响产品的外观及喷涂率，甚至导致涂料成本增加、喷涂不匀等质量问题。面对这烦恼的问题，恰好遇到了组合式空调，它完全可以满足工艺要求。按国家相关标准要求，室内温度要求±1℃，相对湿度要求±5%。如何符合特殊的生产线温湿度的使用要求，成为了空调系统及其控制系统设计的难题。组合式空调的自控系统较好地解决了这难题，它典型结构如图1所示。 图1 组合式空调结构示意图 根据喷涂生产线对空气的质量精度要求不同、南北方气候差异，选配较合理功能段的组合式空调对空气进行混合、加热、冷却、加湿、除湿、过滤等处理也相当重要，满足车间温湿
度时积极提倡节能回收。除湿是恒温恒湿系统空气处理过程中必不可少的环节，在空调系统中常采用冷冻除湿技术。因为制冷系统既要控制温度又要控制湿度，而被控制室内的温湿度也是密切关联，所以较难符合被控制生产线所要求达到理想的温湿度精度。空气成分的温湿度是密切关联，如：温度精度≤±1℃与湿度精度≤±1%相比，湿度较难控制。因此±1%湿度所对应的温度精度≤±1℃。假设在12℃结露点上空气的含水率保持恒定，但空气温度在1.0℃之间变化，那么相对湿度就在47%和53%之间波动，0.2℃的空气温度变化将引起大于0.5%的相对湿度的变化。这一点可查空气H-D图（焓湿图）可以得到证明。组合式空调系统中表冷器有降温和除湿双重功能，致它接受两个控制量的控制，至于它在某一时刻接收那个信号控制，需要看哪个参数先满足要求而定。对于室内有散湿负荷，特别是湿负荷变化大的对象（生产线），无疑是十分合适的，因为它不是控制固定露点温度来确保室内相对湿度。虽然有人称它为无露点控制方式，但是这并不意味着经表冷器处理后的空气不必再处理到相应的露点温度。要除湿从原理上说，必须把空气处理到相应的露点.这样的控制方式把它称为不定露点温度控制。这样经此处理的冷气进入房间后，除非室内有大量显热负荷，在大多数情况下，都会导致室内过冷，相对湿度显得过高。实际运行过程中控制器选择的控制信号多半是来自湿度控制器的信号，于是避免冷热抵消，该系统将在消耗最低能量下运行。组合式空调是针对室外空气的经过过滤处理后用风机以一定的风量送往室内，来调节室内的空气。F6、F9袋式及G4板式的过滤器作用是除去空气中的细菌来提高空气洁净度；调节冰水比例阀控制表冷器冰水流量对空气进行制冷和除湿；调节加湿比例阀控制干蒸汽加湿器过热蒸汽流量对空气进行加湿处理；调节加热比例阀控制加热盘管过热蒸汽流量进行加热处理。自控系统采用西门子CPU226CN为控制核心的PLC，由温湿变送器采集0-10V的温湿度信号送到A/D模EM235，通过PLC的PID运算，输出D/A模块EM232由信号0-10V调节控制比例阀的运行控制温湿度；风量变送器采集0-10V的风量信号经过变换和计算，输出控制变频器的运行控制风量。所有控制状态和有关数据可以在触摸（HMI）监控显示。控制系统构成如图2所示，I/O接线示意图如图3所示，触摸屏（HMI）监控图如图4所示。
摘要 智能温度控制系统 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。本系统是以单片机的基本语言汇编语言来进行软件设计编程的，其指令的执行速度快，节省存储空间。为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了。使硬件在软件的控制下协调运作。 根据本温度系统的设计要求，该系统是由单片机和温度传感器与一体的综合设计，由于是用单片机采集温度信号，所以在之前必须对温度信号进行放大和转换，就应该选择放大器和A/D转换器，本系统要实现人工智能化，就必须有对温度进行设定，所以还需要设计键盘与单片机系统进行沟通。 关键字：单片机温度传感器键盘 A/D转换器放大器
目录 摘要 ........................................................................................................................... I 第一章绪论.. (1) 第二章设计要求 (2) 2.1 设计课题工艺过程简介 (2) 2.2 控制任务指标及要求： (2) 第三章系统设计思想 (3) 第四章硬件的选择 (4) 4.1 单片机的选择 (4) 4.2 温度传感器的选择 (4) 4.3 显示器的选择 (4) 4.4 键盘的选择 (4) 4.5 温度控制部分 (5) 4.6 自动推舟控制部分 (5) 4.7 实现方案 (5) 第五章硬件设计 (6) 5.1单片机基本系统： (6) 5.1.1 单片机8051 (6) 5.1.2 8155简介 (9) 5.2前向通道 (13) 5.2.3 温度传感器： (13) 5.2.4 运算放大器 (15) 5.2.5 A/D转换器： (18) 5.3 后向通道.................................................................................... 错误！未定义书签。 5.4 人机对话通道 (20) 5.4.1 显示器： (20) 5.4.2 键盘 (23) 5.4.374922引脚说明及功能 (26) 5.5 其他外围器件 (26) 第六章软件设计 (29) 6.1 软件设计思路： (29) 6.2 程序设计流程说明： (29) 6.3 主程序流程图如下： (30) 6.4 键盘输入中断服务程序 (31) 6.5 温度检测子程序流程图 (31) 6.6 程序清单 (32) 结论 (37) 谢辞 (38) 参考文献 (39)
学科代码：080601 学号：101401010078 贵州师范大学（本科） 毕业论文 题目：恒温箱自动控制系统 学院：机械与电气工程学院 专业：电气工程及其自动化 年级：2010级 姓名：周康 指导教师：吴志坚（讲师） 完成时间：2014年5月5日
摘要 恒温箱主要是用来控制温度,它为农业研究、生物技术测试提供所需要的各种环境模拟条件，因此可广泛适用于药物、纺织、食品加工等无菌试验、稳定性检查以及工业产品的原料性能、产品包装、产品寿命等测试。恒温箱供科研机关及医院作细菌培养之用;也可以作育种、发酵以及大型养殖孵化等用途。恒温箱控制系统能够自动温度控制、人工干预温度控制、远程温度控制等多功能的高性能装置。可以形成规模化和产业化，大范围的应用到现代化工业生产。本论文结合工厂中如何实现恒温箱控制，讨论大多数工业生产情况下对恒温箱中的温度进行有效控制的方法。因此采用以单片机为基础的恒温箱控制系统，单片机系统包括89C52处理器、扩展存储器27512及6264，并行接口芯片8255、8253、ADC0809、8279、掉电保护和复位以及看门狗电路等。具体方法是使用铂锗-铂热电偶进行温度数据采集，经过放大和滤波电路进行A/D转换，转换后的值再根据标准分度表转换成温度值，同时显示出来。并且通过CAN总线传输控制参数 关键词: 单片机、恒温箱、热电偶、CAN总线 Abstract The thermostat is mainly used to control temperature. It can provide many kinds of simulated conditions which are needed for agricultural research and biological technology
毕业设计开题报告 题目名称智能温度控制系统设计 学生姓名郑如顺专业电气信息工程班级10级一、选题的目的意义 温度控制无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用，而当今，我国农村的锅炉取暖等大多数都没有温度监控系统，部分厂矿，企业还一直沿用简单的温度设备和纸质数据记录仪。无法实现温度数据的测量与控制。随着社会经济的高速发展，越来越多的生产部门和生产环节对温度控制精度的可靠性和稳定性等有了更高的要求。传统的温度控制器控制精度普遍不高，不能满足对温度要求较为苛刻的生产环节。 在温度控制中，由于受到温度被控对象特性（如惯性大、滞后大、非线性等）的影响，使得控制性能难以提高，有些工艺过程其温度控制的好坏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。 此次的智能温度控制系统的设计基于此而设计，针对一些大型公共场合，为达到对其温度的良好控制，从实用的角度以AT89C51为核心设计一套温度智能控制系统。其控制温度不是一个点，而是一个范围。系统以AT89C51单片机为核心，组成一个集温度的采集、处理、显示、自动控制为一身的闭环控制系统。利用单片机采集环境温度值，以数字量的形式存储和显示，可以独立作为一种设备对温室温度进行有一定精度的控制，经过简单的运算发出各种控制命令，并能动态的显示当前温度值，设定目标控制温度值。同时，也可以作为数据采集装置，为上位机进行复杂运算决策提供数据来源。 该智能温度控制系统功耗低，本系统运行情况良好且经济可靠。能利用最少的资源对不同温度进行高精度的测量，信息性能可靠、操作便利，复杂的工作通过软件编程来完成，可以方便的获取结果，在实际的使用中获得了理想的效果。
富田恒温恒湿控制软件 目录 一、引言 1、编写目的........................................３ 2、参考资料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３ 3、术语和缩写词．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３ 二、软件概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４ 1、产品介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４ 2、使用对象．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４ 3、产品特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４ 三、运行环境．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４ １、硬件环境．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４ 2、软件环境．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５ 四、系统软件安装、缷载．．......．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５ 1、安装程序．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．５ 2、卸载程序．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 五、软件功能介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.．．．．．．9 六、软件控制系统简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 1、温度控制程序简述．．．．．．．．．．．．．．．．．.........．．．．11 2、风机控制程序简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13 3、PID控制系统程序简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
唐山学院 测控系统原理课程设计 题目恒温箱控制器的设计 系 (部) 机电工程系 班级 姓名 学号 指导教师 2014 年 03 月 02 日至 03 月 13 日共两周 2014年 03 月 13 日
测控系统原理课程设计任务书 一、设计题目、内容及要求 1、设计题目：恒温箱控制器的设计 2、设计内容：运用所学单片机、模拟和数字电路、以及测控系统原理与设计等方面的知识，设计出一台以AT89C52为核心的恒温箱控制器，对恒温箱的温度进行控制。完成恒温箱温度的检测、控制信号的输出、显示及键盘接口电路等部分的软、硬件设计，A/D和D/A 转换器件可自行确定，利用按键（自行定义）进行温度的设定，同时将当前温度的测量值显示在LED上。 恒温箱控制器要求如下： 1）目标稳定温度范围为100摄氏度——50摄氏度； 2）以PID控制算法实现控制精度为±1度； 3）温度传感器输入量程：30摄氏度——120摄氏度，电流4——20mA； 4）加热器为交流220V，1000W电炉。 3、设计要求： 1）硬件部分包括微处理器（MCU）、D/A转换、输出通道单元、键盘、显示等； 2）软件部分包括键盘扫描、D / A转换、输出控制、显示等； 3）用PROTEUS软件仿真实现； 4）用Protel画出系统的硬件电路图； 5）撰写设计说明书一份(不少于2000字)，阐述系统的工作原理和软、硬件设计方法，重点阐述系统组成框图、硬件原理设计和软件程序流程图。说明书应包括封面、任务书、目录、摘要、正文、参考文献(资料)等内容，以及硬件电路图和软件程序框图等材料。 二、设计原始资料 Proteus 及KEIL51仿真软件，及软件使用说明。 三、要求的设计成果（课程设计说明书、设计实物、图纸等） 设计说明书一份(不少于2000字)。
智能恒温控制系统设计 精编版 MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】
无锡工艺职业技术学院 毕业设计（论文） 题目：智能恒温控制系统设计 院系：电子信息系 专业：应用电子技术 学号： 学生姓名：方久磊 指导教师：路红娟 职称：高级工程师 2016年 04 月 25 日 目录 摘要------------------------------------------------------------------------------------------------------3 前言------------------------------------------------------------------------------------------------------4
4 摘要 本课题设计是一个以AT89C51单片机为主控制模块，从而实现了根据温度设定，自动调节相应的温度，这个设计中包括了感应模块、加热制冷装置、单片机模块、存储模块、驱动模块、时钟模块和键盘输入模块，显示模块共同组成。本课题侧重于时钟模块、输入模块和存储模块进行方案论证，该系统电路结构简单、温控效果好、操作方便、智能化程度高。 关键词：AT89C51单片机 DS1302时钟模块 FM24C256 存储器 前言 智能恒温控制系统已在很多生产领域中得到广泛应用。目前，国外温度控制系统及仪表正朝着高精度智能化、小型化等方面快速发展。而在国内随着嵌入式系统开发技术的快速发展，作为高新技术之一的单片机以其体积小、价格低、可靠性高、适用范围大以及本身的指令系统等诸多优势，在各个领域、各个行业都得到了广泛应用。传统的恒温控制器多由继电器组成，但是继电器的触点的使用寿命有限、故障率偏高，稳定性差、无法满足现代的温度控制要求。而随着计算机技术的发展，嵌入式微型计算机在工业中得到越来越多的应用。将嵌入式系统应用在温度控制系统中。使得智能恒温控制变得更小型，更智能化。在温度控制系统在工业生产环节中，存在惯性大、滞后大、非线性、温度变化缓慢等的不利因素，使得控制性能难以提高，有些工艺过程其温度控制的好坏直接影响着产品的质量；由于环境的不同恒温控制系统无法改变，无法做到随环境的变化而改变内部恒定的温度值。因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。