高精度PID温度控制器
时间:2007-04-19 来源: 作者:江孝国王婉丽祁双喜点击：4468 字体大小:【大中小】
摘要：介绍一种高精度的、采用PID 控制原理的温度控制器, 给出了实验结果。这种控制器适用于小功率半导体器件的工作温度控制, 其控制精度可达±0.05℃。
1 引言
温度控制已成为工业生产、科研活动中很重要的一个环节, 能否成功地将温度控制在所需的范围内关系到整个活动的成败。由于控制对象的多样性和复杂性, 导致采用的温控手段的多样性。例如: 某种半导体激光器对工作温度的稳定性有较高的要求, 一般要将温度控制在±0.1℃左右, 才能保证器件输出的激光波长不发生超出要求的漂移, 否则,激光波长的超范围漂移将使研究工作难以开展。为达到这种温控要求, 笔者根据工作中的情况, 采用PID 控制原理研制成适合用于小功率半导体器件的温度控制器。该控制器能够达到很好的控制效果, 若精心选择PID 的各种参数, 温度控制的精度可以达到±0.05℃, 完全可以保证器件的正常工作。
2 温度控制原理
在上述温控实例中, 器件工作时产生的热量将使器件本身工作温度升高, 最后达到很高的基本稳定的温度。较高的温度将严重影响器件的各种性能参数, 也很可能导致器件不能正常工作, 甚至损坏。温度控制的目的就是将器件的工作温度以一定的精度稳定在一个较低的水平上, 这样一来就要求根据器件工作时的实际情况(如产热量大小等) 采取一定的措施,随时将产生的热量即时散掉, 并且要求器件在单位时间里产生的热量等于控制器在单位时间里吸收的热量, 若两者达到动态平衡, 则可以保持器件工作温度的稳定[1]。
在一定的控制系统中, 首先将需要控制的被测参数(如温度) 由传感器转换成一定的信号后再与预先设定的值进行比较, 把比较得到的差值信号经过一定规律的计算后得到相应的控制值, 将控制量送给控制系统进行相应的控制, 不停地进行上述工作, 从而达到自动调节的目的。当控制对象的精确数学模型难以建立时, 比较成熟且广泛使用的控制方法是采用按差值信号的比例、积分和微分进行计算控制量的方法, 即PID 法, 其控制规律的数学模型为:
其中: K P 为比例系数; e 为差值信号, e= T - Tset (T : 温度测量值, Tset: 温度设定值) ; Ti 为积分常数; Td 为微分常数; V0、V0-1为当时及前一时刻的控制量。
实现PID 控制原理的具体方法因系统的不同而不同[2]。在我们的系统中, 采用了增量式计算方法, 而控制量的输出则采用了位置式的输出形式。在数值控制系统中, 其控制规律
的数学模型演化为:
其中: T 为采集周期; ei、ei-1、ei-2为此时刻、前一时刻、再前一时刻的差值信号。
这种方法的好处在于只需保持前三个时刻的差值信号, 同时输出控制量的初始设定值不必准确, 就能较快地进入稳定控制过程。
3 电路工作原理
图1 表示了本控制器的电原理图。
图1控制器原理图
程序启动后, 首先进行PID 参数初始化, 最主要的是对Kp、Ti、Td、T 的初始化, 然后进入控制循环体。首先是采集温度值, 按上述的PID 控制规律及压控电流源的控制特性计算热电偶冷却器的工作电流I0 的大小及极性, 然后输出到D/A 转换器, 由其产生VCCS 的输入控制电压V0。程序延迟0.3～0.5s 后, 重复上述过程, 不断根据最新测到的温度计算最
近的控制量。这样多次重复后,就可以达到稳定控制温度的目的。图2 给出了程序流程框图。
4 PID 参数的选择
如前所述, PID 的主要参数是KP、Ti 及Td。其选择方法是: 首先根据控制系统的特性确定K p 的极性。在本文中, 其极性应为负, 而不是文献[2]中所要求的正极性; 并且实验发现, 本系统虽然属于具有延迟效应的温度控制系统, 但Kp 不能选择过大, 否则将不稳定。其次, Ti 及Td 的选择相对而言就不是很严格了, 可根据设计者的要求(如希望积分作用明显还是微分作用明显) 而定。关于采样周期则可以根据系统响应的延迟时间而定, 一般可选择比系统响应稍快些即可, 选择过小的采样周期反而不好。本文选择的是与系统响应时间相当的采样周期, 约0.3～0.5s。PID 参数的选择不是唯一的, 但一定要选择好关键参数。在本文中则应仔细选择Kp ,然后再选择其它参数。只要一组PID 参数能够较好地用于控制系统, 并且控制效果也是较好的, 则说明这样一组参数是合适的。
本文中的PID 参数选择如下: Kp =- 1.0, Ti= 2, Td= 1.5, T = 0.3, 这样的一组PID 参数可以达到良好的控制效果。
5 实验结果
为了验证控制器的工作情况, 我们设计了一种模拟实验条件, 电路如图3 所示。通过
改变R2 的阻值, 便可相应地改变稳压器LM 317 消耗的功率, 也即其自身的温度会相应地改变。在环境温度为24℃时, 当不进行控制时其温度可以达到约70℃; 后采用本控制器对其进行温度控制, 测得的结果如图4(a)、(b) 所示(图中横坐标为采样时间序列,每点对应约0.4 秒) , 可见精度达到了±0.05℃, 控制效果是很好的。
6 结束语
PID 控制原理的优点在于能够在控制过程中根据预先设定好的控制规律不停地自动调节控制量以使被控系统朝着设定的平衡状态过度, 最后达到控制范围精度内的稳定的动态平衡状态。
要使用好PID 控制原理, 关键在于根据实际情况确定PID 的各种参数, 这项工作可能是费时的, 但做好了, 将会提高控制器的使用效果, 达到较高的控制精度, 是值得的。
参考文献
[ 1 ] 江孝国.半导体致冷温度控制器1 电子与自动化.1997, 26 (1) : 25～27
[ 2 ] 陈汝全、林永生、夏利.实用微机与单片机控制技术. 成都: 电子科技大学出版社.1998
XMT-6000 智能型数字显示温度控制器使用说明书 此产品使用前，请仔细阅读说明书，以便正确使用，并妥善保存，以便随时参考。 ！警告 接线警告 —如果仪表失效或发生错误，可能引起系统故障，安装外部保护电路以防止此类事故。 —为防止仪表损坏或失效，选用适当的保险丝保护电源线及输入／输出线以防电流冲击。 仪表供电 —为防止触电或仪表失效，所有接线工作完成后方能接通电源。 禁止在易燃气体附近使用 —为防火、防爆或仪表损坏，禁止在易燃、易爆气体，排放蒸汽的场所使用。 严禁触及仪表内部 —为防止触电或燃烧，严禁触及仪表内部。发生质量问题请与上海亚泰仪表厂营销部联系，只有 “亚泰”服务工程师可以检查内部线路或更换部件，仪表内部有高电压，高温部件，非常危险！ 严禁改动仪表 —为防止事故或仪表失效，严禁改动仪表。 保养 —为防止触电，仪表报废或失效，只有“亚泰”服务工程师可以更换部件。 —为保证仪表长期安全使用，应定期保养。仪表内部某些部件可能随使用时间的延长而损坏。 操作注意 断电后方可清洗仪表。 清除显示器上污渍请用软布或棉纸。 显示器易被划伤，禁止用硬物擦拭或触及。 禁止用螺丝刀或书写笔等硬物体操作面板按键，否则会损坏或划伤按键。 1．产品确认 本产品适用于注塑、挤出、吹瓶、食品、包装、印刷等机械设备；恒温干澡、金属热处理等设备的温度控制。 本产品的PID参数可以自动整定，是一种智能化的仪表，使用十分方便，是指针式电子调节器、模拟式数显温控仪的最佳更新换代产品。 本产品符合Q/SQG01-1999智能型数字显示调节仪标准的要求。 请参照下列代码表确认送达产品是否和您选定的型号完全一致。 ＸＭＴ□-□□□□□□□—□ ①②③④⑤⑥⑦⑧⑨ ①面板尺寸mm⑤输入类型 D:96×96 1:热电偶信号 E:72×72 2:热电阻信号 F:96×48(竖式)；F(H):48×96(横式) ⑥输出类型 G:48×48 空:继电器(最大1A) ②显示方式V:逻辑电平输出用于SSR 6:双排显示（经济型）B: 继电器(最大10A) ③控制类型G: 可控硅输出（直接带300W以下负载） 0:位式动作⑦分度号 3:时间比例动作⑧量程下限 4:两位PID动作及自动整定⑨量程上限 7:单相过零脉冲PID及自动整定<附件> ④限位报警安装支架2套，说明书一份 0:无报警 1:上限报警(XMTD、XMTF过零脉冲输出、逻辑
T8000系列触摸屏温控器 应用 T8200…JS0/R0触摸屏温控器是为控制商业、工业和民用项目中制热、制冷及空调所设计的。其典型应用包括控制风机盘管、空调末端和制热制冷设备。作为系统的一部分，其控制一个二通或三通阀门以及一个多级风速的风机。 T8200…JF0触摸屏温控器适用于中央空调和地板采暖二合一的系统中，夏季开启中央空调，利用现场温度来控制风机盘管的启停，使用户得到舒适的环境。在冬季既可以通空调机实现快速风暖制热，也可驱动地暖系统，享受地暖的舒适宁静。 T8000温控器采用容式触摸技术，使操作更加方便。采用微电脑控制技术，大屏幕液晶显示，液晶显示状态有：工作状态（制冷、制热、通风）、风机风速、室内温度、设置温度 等。按键有：电源开关（）、模式转换键（M）、风速选择键 () 和温度设置键（∧和∨）。 特点和优势T8200…JS0/R0 触摸屏温控器
功能及选型
产品概述 T8000触摸屏温控器有七种基本型号，满足所有类型风机盘管以及空调采暖二合一系统独立控制应用。有2管制冷暖型、4管制冷暖型和空调+地板采暖，在风机盘管和空调+采暖中控制2线阀门。内置高精度NTC传感器使受控区域温度控制精确和舒服。 T8000温控器有12小时定时功能，用户可根据自己的需要安排开启或关闭定时功能。 88x88mm尺寸可方便安装在75x75x35mm标准墙装盒上。适合任何室内装潢。 T8200-TB20-9JS0型号 型号T8200-TB20-9JS0，AC220V电压，LCD显示（有背光）风机盘管温控器是为2管制冷暖风机盘管设计的，用于2线电动阀门控制，有系统开关按钮，用户可关闭T8000温控器，切断风机输出电源（切断阀门执行器输出电源）。仅需按风速按钮，用户可选择自动-高-中-低风速。所有风机继电器输出具有标准最大5Amp.（阻性）工作电流。 有干触点有无人模式使控制更为舒适且更为节能。 T8200-TB20-9JR0型号 型号T8200-TB20-9JR0，AC220V电压，LCD显示（有背光）风机盘管温控器是为2管制冷暖风机盘管设计的，用于2线电动阀门控制，有系统开关按钮，用户可关闭T8000温控器，切断风机输出电源（切断阀门执行器输出电源）。仅需按风速按钮，用户可选择自动-高-中-低风速。所有风机继电器输出具有标准最大5Amp.（阻性）工作电流。 带外置温度传感器。 T8200-TF20-9JS0型号 型号T8200-TF20-9JS0，AC220V电压，LCD显示（有背光）风机盘管温控器是为4管制冷暖风机盘管设计的，用于2线电动阀门控制，有系统开关按钮，用户可关闭T8000温控器，切断风机输出电源（切断阀门执行器输出电源）。仅需按风速按钮，用户可选择自动-高-中-低风速。所有风机继电器输出具有标准最大5Amp.（阻性）工作电流。 有干触点有无人模式使控制更为舒适且更为节能。 T8200-TF20-9JR0型号 型号T8200-TF20-9JR0，AC220V电压，LCD显示（有背光）风机盘管温控器是为4管制冷暖风机盘管设计的，用于2线电动阀门控制，有系统开关按钮，用户可关闭T8000温控器，切断风机输出电源（切断阀门执行器输出电源）。仅需按风速按钮，用户可选择自动-高-中-低风速。所有风机继电器输出具有标准最大5Amp.（阻性）工作电流。 带外置温度传感器。T8200-TB21-9JS0型号 型号T8200-TB21-9JS0，AC24V电压，LCD显示（有背光）风机盘管温控器是为2管制冷暖风机盘管设计的，用于比例积分阀门（0-10V）控制，有系统开关按钮，用户可关闭T8000温控器，切断风机输出电源（切断阀门执行器输出电源）。仅需按风速按钮，用户可选择自动-高-中-低风速。所有风机继电器输出具有标准最大5Amp.（阻性）工作电流。 有干触点有无人模式使控制更为舒适且更为节能。 T8200-TB21-9JR0型号 型号T8200-TB21-9JR0，AC24V电压，LCD显示（有背光）风机盘管温控器是为2管制冷暖风机盘管设计的，用于比例积分阀门（0-10V）控制，有系统开关按钮，用户可关闭T8000温控器，切断风机输出电源（切断阀门执行器输出电源）。仅需按风速按钮，用户可选择自动-高-中-低风速。所有风机继电器输出具有标准最大5Amp.（阻性）工作电流。 带外置温度传感器。 T8200-TB20-9JF0型号 型号T8200-TB20-9JF0，AC220V电压，LCD显示（有背光）空调+地板采暖温控器是为2管制冷暖风机盘管和水采暖系统设计的，用于2线电动阀门控制，有系统开关按钮，用户可关闭T8000温控器，切断风机输出电源（切断阀门执行器输出电源）和采暖阀门电源。仅需按风速按钮，用户可选择自动-高-中-低风速。所有风机和阀门继电器输出具有标准最大5Amp.（阻性）工作电流。 重要: T8000系列风机盘管或采暖温控器仅作控制使用。温控器失灵或故障可能伤及他人或损害受控设备的财物或其它财物，系统必须设计另外的预防措施，使之与其它监控、报警、安全和限制控制在同一系统中，从而预警和保护T8000系列温控器的失灵或故障。
第28卷第4期 武汉理工大学学报?信息与管理工程版 V o l .28N o .42006年4月 JOU RNAL O F WU T (I N FORMA T I O N &MANA GEM EN T EN G I N EER I N G ) A p r .2006 文章编号:1007-144X (2006)04-0038-03 收稿日期:2005-06-02. 作者简介:张洪昌(1980-),男,山东烟台人,武汉理工大学机电工程学院硕士研究生. 高精度恒温控制电路 张洪昌,田会方,赵 恒 (武汉理工大学机电工程学院,湖北武汉 430070) 摘 要:常用的温度调节方法有继电式调温、调压器调压调温和电子式(多用可控硅)调压调温等几种。继电式调温依靠继电器的频繁切换来保持温度,它的温度调节比较粗略,精度不高,响声大,使用寿命低。调压法调压的特点是对电网电压影响小,但比较笨重,调节粗糙,精度较低。而可控硅调压调温的特点是体积小、无噪声、调节方便且控制精度高,但对电网会产生一些影响,适用于科研实验等小功率加热器。所设计的恒温控制电路由于采用单片机作为控制器,其电路设计简单,控制精度高,可达到±0.04℃。关键词:可控硅;移相调压;P I D 算法;移相控制中图法分类号:T P 273.2 文献标识码:A 1 引 言 在实际工作和科研中,许多实验均需要用加热器来加热实验对象,使其达到并保持在某一设 定温度,而且在实验过程中,对象的温度有时要求稳定性很高,有时需要不断地调节。常用的调节方法有继电式调温、调压器调压调温和电子式(多用可控硅)移相调压调温等几种。可控硅调压调温的特点是体积小、无噪声、调节方便、控制精度高,但会对电网产生一定影响,适用于科研实验等小功率加热器,笔者设计的高精度恒温控制电路采用单片机作为控制器,其电路设计简单,控制效果好,以下将对利用可控硅设计的恒温控制电路做具体的介绍和分析。 2 控制原理 在交流电的一个周期中,从过零点起,延时一 段时间再给可控硅一个触发信号使其导通。这样,加在负载上的有效功率由延迟导通时间控制,延迟导通时间越长,负载的有效功率越低。因此,可对可控对象的温度进行控制[1]。 加热器的温度控制电路结构图如图1所示。图1中,U 1为电压;U 2为可控硅调节后的制热电压;T 为加热器反映到温度传感器的温度;T c 为反馈给温度控制算法计算移相控制量的温度信号;T k 为温度控制给定值; C t 为经过温度控制算法计算后的移相控制值,即可控硅延迟导通时间;P 为控制触发电路的电压;a 为触发可控硅导通的脉冲信号。整个电路可分成过零检测电路、温度检测电路、控制电路和算法计算主电路4个部分。 3 温控电路的设计与分析 3.1 过零检测电路 过零检测电路如图2所示。 图1 加热器的温度控制电路结构图
温度控制器的工作原理 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
温度控制器的工作原理 据了解，很多厂家在使用温度控制器的过程中，往往碰到惯性温度误差的问题，苦于无法解决，依靠手工调压来控制温度。创新，采用了PID模糊控制技术，较好地解决了惯性温度误差的问题。传统的温度控制器，是利用热电偶线在温度化变化的情况下，产生变化的电流作为控制信号，对电器元件作定点的开关控制器。电脑控制温度控制器：采用PID模糊控制技术 *用先进的数码技术通过Pvar、Ivar、Dvar（比例、积分、微分）三方面的结合调整形成一个模糊控制来解决惯性温度误差问题。 传统的温度控制器的电热元件一般以电热棒、发热圈为主，两者里面都用发热丝制成。发热丝通过电流加热时，通常达到1000℃以上，所以发热棒、发热圈内部温度都很高。一般进行温度控制的电器机械，其控制温度多在0-400℃之间，所以，传统的温度控制器进行温度控制期间，当被加热器件温度升高至设定温度时，温度控制器会发出信号停止加热。但这时发热棒或发热圈的内部温度会高于400℃，发热棒、发热圈还将会对被加热的器件进行加热，即使温度控制器发出信号停止加热，被加热器件的温度还往往继续上升几度，然后才开始下降。当下降到设定温度的下限时，温度控制器又开始发出加热的信号，开始加热，但发热丝要把温度传递到被加热器件需要一定的时候，这就要视乎发热丝与被加热器件之间的介质情况而定。通常开始重新加热时，温度继续下降几度。所以，传统的定点开关控制温度会有正负误差几度的现象，但这不是温度控制器本身的问题，而是整个热系统的结构性问题，使温度控制器控温产生一种惯性温度误差。 要解决温度控制器这个问题，采用PID模糊控制技术，是明智的选择。PID模糊控制，是针对以上的情况而制定的、新的温度控制方案，用先进的数码技术通过Pvar、
一种高精度的温控电路 阅览次数：423 作者：陈天平单位： 【摘要】本文重点讲述一种利用电阻电桥实现的高精度温度控制电路，采用不间断电 流方式，可以将温度控制在±0.1℃范围之内，从而实现动态的温度平衡。 【关键字】电阻电桥运算放大器功率放大铂电阻开关电源 现在的军事、工业、商业中，温度控制是一种最常见、最普通的应用。但是在控温精度要求不高的地方大多末级采用继电器来控制，靠继电器的吸合来实现的，其控制精度大约在±10℃范围之内。即使随着单片机的发展出现的PID调节，也只是对前一部分放大部分作一些处理，而末级仍旧采用继电器实现的，但控温精度有所提高，一般在±0.1℃~±5℃范围之内，这在某些对温度要求较高的方面是很难实现的。当然，也有利用可控硅和电磁阀等来控制的，其精度稍高。 随着军事、工业的发展，对许多高端产品的调试环境都有进一步的要求，其环境温度变化很小，有±1℃、±0.5℃、±0.3℃、±0.2℃、±0.1℃等，有的甚至要求更高。例如，石英挠性加速度计调试环境要求55±0.1℃，捷联惯组的调试温度要求70±0.1℃。显然，靠继电器来实现温度控制是远不能满足要求的。于是经过多方面的搜集资料，并通过多方面的试验，我设计出一种利用大进大出原理（即可以实现频繁的热交换）实现的一种不间断电流的温度控制系统。此种设计思想可以保证被加热体的内外保持良好的热交换，从而起到更好的控温效果。 整体系统框图如下： 由图可知，由加热器和控温铂电阻构成的热-电微型电路构成了闭环控制回路。控制过程
可以通过调整控温电阻的大小来设定控制的温度点。测温铂电阻用来测量被加热环境的温度。其中的微调是用来做微小的调整用的，在加温过程中可能由于外界环境温度的变化会引起控制温度点的偏差，此时可以通过调整微调来实现控温的准确性，此时若不做微调能会使温度控制在非设定的温度点，但控温精度不会改变，只是控温点有所变化。 在电路图中Vcc0是一个要求有高的稳定性的电源，它在某一时期的稳定性应要求比较高。Vcc1是T1、T2工作所需用的工作电压。电路由R2、R3、Rc、Rt构成电阻电桥，其中Rc为控制控温点的电阻，Rt为控温铂电阻，T3是大功率调整管。其中R2、R3、R6、R7、R8应选用精度较高的金膜电阻，其精度要求0.1~0.01%，在调试中定。T1、T2应选则放大倍数匹配的晶体管以便构成功率符合管。控制部分电路图 控温原理：其中 当调试环境温度与设置的温度点相差较大时（一般时由低温到高温的升温），Uab输出的就较大，此时通过运放放大后输出的Ue较大，然后在通过由T1和T2组成的复合功率
我有一个RKC C700的温控器，一个热电偶，一个加热器，如何实现我设定一个温度值例如100℃，然后在温度不够时自动加热，温度高了自动停止加热，是否需要其他元件，请高手指导下，谢谢！！！！ 主要元件：断路器（保护），接触器（执行）。 原理：热电偶测温取样送温控仪，温控仪将取样信号处理后与设定值比较，输出一继电器接点信号给接触器线圈，实现加热和断电。 RKC该产品为新型温度控制器，能实施高精度控制且价格最为合理。采用大型LED显示，适用于远距离读取数据，易于监视温度状态，标准机型均具有最新的自主校正功能，可以自动校正PID常数。加热/制冷模式为数字通讯（RS-485），温度报警，加热器断线报警（3相加热器可用）控制环断线报警等功能可供选择。；主结构及功能 ；自主校正功能 ；大屏LED显示 ；加热/制冷控制﹡ ；数字通讯﹡ ；温度报警﹡ ；；；加热器断线报警﹡ ；；；控制环断线报警﹡；；；；；；；；；（﹡选购时指定） 产品用途： 适用于各种温度控制。 规格型号： CH102；（48×48×100mm）；； CH402；（48×96×100mm）；； CH902；（96×96×100mm）；； CD401；（48×96×100mm）；； CD501；（96×48×100mm）；； CD701；（72×72×100mm）；； CD901；（96×96×100mm） 现货供应日本RKC理化全系列温控器日本RKC温控器（回路调节器）CD901、CD701、CD501、CD401、CH402、CB100、REX-C900、C700、C410、C400、C100、F900、F700、F400，备有大量现货。技术力量雄厚，能为客户提供各种不同类型输入、输出、报警、程序等类型的产品。CD901FK02-MAN、CD901FK02-VAN、CD901FK02-8AN、CD701FK02-MAN、CD701FK02-VAN、CD701FK02-8AN、CD501FK02-MAN、CD501FK02-VAN、CD501FK02-8AN、CD401FK02-MAN、CD401FK02-VAN、CD401FK02-8AN、CH402FK02-MAN、CH402FK02-VAN、CH402FK02-8AN、CB100FK02-MAN、CB100FK02-VAN、CB100FK02-8AN、REX-C900FK02-MAN、REX-C900FK02-VAN、REX-C900FK02-8AN、REX-C700FK02-MAN、REX-C700FK02-VAN、REX-C700FK02-8AN、REX-C410FK02-MAN、REX-C410FK02-VAN、REX-C410FK02-8AN、REX-C400FK02-MAN、REX-C400FK02-VAN、REX-C400FK02-8AN、REX-C100FK02-MAN、REX-C100FK02-VAN、REX-C100FK02-8AN、REX-F900FK02-MAN、REX-F900FK02-VAN、REX-F900FK02-8AN、REX-F400FK02-MAN、REX-F900FK02-VAN、
XMT-2000 智能型数字显示温度控制器使用说明书 此产品使用前，请仔细阅读说明书，以便正确使用，并妥善保存，以便随时参考。 操作注意 为防止触电或仪表失效，所有接线工作完成后方能接通电源，严禁触及仪表内部和改动仪表。 断电后方可清洗仪表，清除显示器上污渍请用软布或棉纸。显示器易被划伤，禁止用硬物擦拭或触及。 禁止用螺丝刀或书写笔等硬物体操作面板按键，否则会损坏或划伤按键。 1．产品确认 本产品适用于注塑、挤出、吹瓶、食品、包装、印刷、恒温干澡、金属热处理等设备的温度控制。本产品的PID参数可以自动整定，是一种智能化的仪表，使用十分方便，是指针式电子调节器、模拟式数显温控仪的最佳更新换代产品。本产品符合Q/SQG01-1999智能型数字显示调节仪标准的要求。 请参照下列代码表确认送达产品是否和您选定的型号完全一致。 XMT□-□□□□-□ ①②③④⑤⑥ ①板尺寸（mm）3:时间比例(加热) 5:下限偏差报警 省略:80×160(横式) 4:两位PID作用(继电器输出) 6:上下限偏差报警 A:96×96 5:驱动固态继电器的PID调节⑤输入代码 D:72×72 6:移相触发可控硅PID调节 1:热电偶 E:96×48(竖式) 7:过零触发可控硅PID调节 2:热电阻 F:96×48(横式) 9:电流或电压信号的连续PID调节 W:自由信号 G:48×48 ④报警输出⑥馈电变送输出 ②显示方式 0:无报警 V12:隔离12V电压输出 6:双排4位显示 1:上限绝对值报警 V24:隔离24V电压输出 ③控制类型 2:下限绝对值报警 GI4:隔离4-20mA变送输出 0:位式控制3:上下限绝对值报警 2:三位式控制 4:上限偏差报警 2．安装 2.1 注意事项（5）推紧安装支架，使仪表与盘面结合牢固。 （1）仪表安装于以下环境 （2）大气压力：86~106kPa。2．3 尺寸 环境温度：0~50℃。 相对湿度：45~85%RH。 （3）安装时应注意以下情况 H h 环境温度的急剧变化可能引起的结露。 腐蚀性、易燃气体。 直接震动或冲击主体结构。 B l 水、油、化学品、烟雾或蒸汽污染。 b b’ 过多的灰尘、盐份或金属粉末。 空调直吹。阳光的直射。 热辐射积聚之处。 h’ 2．2 安装过程（1）按照盘面开孔尺寸在盘面上打出用来安装单位：mm 仪表的矩形方孔。型号 H×B h×b×1 h’×b’ （2）多个仪表安装时，左右两孔间的距离应大 XTA 96×96 92×92×70 (92+1)×(92+1) 于25mm；上下两孔间的距离应大于30mm。 XTD 72×72 68×68×70 (68+1)×(68+1) （3）将仪表嵌入盘面开孔内。 XTE 96×48 92×44×70 (92+1)×(44+1) （4）在仪表安装槽内插入安装支架 XTG 48×48 44×44×70 (44+1)×(44+1) 3．接线 3.1接线注意 （1）热电偶输入，应使用对应的补偿导线。 （2）热电阻输入，应使用3根低电阻且长度、规格一致的导线。 （3）输入信号线应远离仪表电源线，动力电源线和负荷线，以避免引入电磁干扰。 3.2接线端子 4．面板布置 ①测量值（PV）显示器（红） ?显示测量值。 ?根据仪表状态显示各类提示符。 ②给定值（SV）显示器（绿） ?显示给定值。 ?根据仪表状态显示各类参数。 ③指示灯 ?控制输出灯（OUT）(绿)工作输出时亮。 ?自整定指示灯（AT）(绿) 工作输出时闪烁。 ?报警输出灯1（ALM1）(红)工作输出时亮。 ?报警输出灯2（ALM2）(红)工作输出时亮。 ④SET功能键 ?参数的调出、参数的修改确认。 ⑤移位键 ?根据需要选择参数位，控制输出的ON/OFF。 ⑥▲、▼数字调整键 ?用于调整 数字，启动/退出自整定。
温度控制器的设计与制作 一、功能要求 设计并制作一个温度控制器，用于自动接通或断开室内的电加热设备，从而使室内温度达到设定温度要求，并能实时显示室内温度。当室内温度大于等于设定温度时，控制器断 ?时，控制器接通电加热设备。 开电加热设备；当室内温度比设定温度小2C 控温范围：0~51C? 控温精度：≤1C? 二、硬件系统设计 1．硬件系统由七部分组成，即单片机及看门狗电路、温度检测电路、控制输出电路、键盘电路、显示电路、设置温度储存电路及电源电路。 （1）单片机及看门狗电路 根据设计所需的单片机的内部资源（程序存储器的容量、数据存储器的容量及I/O口数量），选择AT89C51-24PC较合适。为了防止程序跑飞，导致温度失控，进而引起可怕的后果，本设计加入了硬件看门狗电路IMP813L，如果它的WDI脚不处于浮空状态，在1.6秒内WDI不被触发（即没有检测到上什沿或下降沿），就说明程序已经跑飞，看门狗输出端WDO将输出低电平到手动复位端，使复位输出端RST发出复位信号，使单片机可靠复位，即程序重新开始执行。（注：如果选用AT89S51，由于其内部已具有看门狗电路，就不需外加IMP813L） （2）温度检测电路 温度传感器采用AD590，它实际上是一个与绝对温度成正比的电流源，它的工作电压为4~30V，感测的温度范围为-550C~+1500C，具有良好的线性输出，其输出电流与温度成正比，即1μA/K。因此在00C时的输出电流为273.2μA，在1000C时输出电流为373.2μA。温度传感器将温度的变化转变为电流信号，通过电阻后转变电压信号，经过运算放大器JRC4558运算处理，处理后得到的模拟电压信号传输给A/D转换部分。A/D转换器选用ADC0804，它是用CMOS集成工艺制成的逐次逼近型模数转换芯片，分辨率8位，转换时间100μs，基准电压0~5V，输入模拟电压0～5V。 （3）控制输出电路 控制信号由单片机的P1.4引脚输出，经过光耦TLP521-1隔离后，经三极管C8550直接驱动继电器WJ108-1C-05VDC，如果所接的电加热设备的功率≤2KW，则可利用继电器的常开触点直接控制加热设备，如果加热设备的功率>2KW，可以继电器控制接触器，由接触器直接控制加热设备。 （4）键盘电路 键盘共有四个按键，分别是S1（设置）、S2（+）、S3（-）、S4（储存）。通过键盘来设置室内应达到的温度，键盘采用中断方式控制。 （5）显示电路 显示电路由两位E10501_AR数码管组成，由两片74LS164驱动，实现静态显示，74LS164所需的串行数据和时钟由单片机的P3.0和P3.1提供。对于学过“串行口”知识的班级，实习时，可以采用串行口工作于方式0，即同步移位寄存器的输出方式，通过串行口输出显示数据（实时温度值或设置温度值）；对于没学过“串行口”知识的班级，实习时，可以采用模拟串行口的输出方式，实现显示数据的串行输出。 （6）设置温度存储电路 为了防止设定温度在电源断电后丢失，此设计加入了储存电路，储存器选用具有I2C总线功能的AT24C01或FM24C01均可。每次通过键盘设置的室内设定温度都通过储存器储存起来，即使是电源断电，储存器存储的设定温度也不丢失，在电源来电后，单片机自动将设
温控器CH402说明书 一、简介 RKC系列智能数字温度控制器，采用最新的平面操作和微机智能控制技术。本着简单易用，稳定可靠的原则，该系列表具有极大的市场适应性，产品按国家标准制造并有多钟安装尺寸。本系列智能数字温度控制器是高性价比的经济型仪表，可用来替代常规数字智能温度控制器，该系列仪表具有多钟功能，控制及报警、变送等组合的控制仪表，同时具有PID控制功能。 二、功能特点 该产品为新型温度控制器，能实施高精度控制且价格最为合理。采用大型LED显示，适用于远距离读取数据，易于监视温 度状态，标准机型均具有最新的自主校正（SAT）功能可以自动校正PID常数。适用于挤出机挤筒的温度控制。加热/制冷模式 为数字通讯（RS-485），温度报警，加热器断线报警（3相加热器可用）控制环断线报警等功能可供选择。 设定范围 三、产品说明书 东莞联硕RKC-CD901使用说明书免费提供RKC-CH402的使用手册大力推广东莞联硕RKC温控表CD901/CH402系列 RKC仪表CH402使用说明书日本理化RKC温控表CH402/CD901 现货特价冲量CH402/CD901报价CH402温控表报价 CH402/CD901东莞联硕欢迎广大客户询价RKC温控表CD901报价说明 产品CH402型号说明RKC温控器CD901型号说明理化RKC温控器CH402/CD901质优价廉联硕供应RKC温控器CD901库存特价 CD901厂家批发CH402厂家低价现货CH402FK02-V*GN CD901厂家现货CD901FK02-V*AN CH402说明书如下： ①②③④⑤⑥⑦⑧9 ①控制：F：PID动作及自动计数（逆向动作）D：PID动作及自动计数（直接动作） ②输入方式 ③范围代码：参考8输入范围表*
温控器的分类 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 以温控器制造原理来分，温控器分为: 一.突跳式温控器:各种突跳式温控器的型号统称KSD，常见的如KSD301,KSD302等，该温控器是双金属片温控器的新型产品，主要作为各种电热产品具过热保护时，通常与热熔断器串接使用，突跳式温控器作为一级保护。热熔断器则在突跳式温控器失娄或失效导致电热元件超温时，作为二级保护自，有效地防止烧坏电热元件以及由此而引起的火灾事故。 二,液涨式温控器:是当被控制对象的温度发生变化时使温控器感温部内的物质(一般是液体)产生相应的热胀冷缩的物理现象(体积变化)，与感温部连通一起的膜盒产生膨胀或收缩。以杠杆原理，带动开关通断动作，达到恒温目的液胀式温控器具有控温准确，稳定可靠，开停温差小，控制温控调节范围大，过载电流大等性能特点。液涨式温控器主要用于家电行业，电热设备，制冷行业等温度控制场合用。 三，压力式温控器，改温控器通过密闭的内充感温工质的温包和毛细管，把被控温度的变化转变为空间压力或容积的变化，达到温度设定值时，通过弹性元件和快速瞬动机构，自动关闭触头，以达到自动控制温度的目的。它由感温部、温度设定主体部、执行开闭的微动开关或自动风门等三部分组成。压力式温控器适用于制冷器具(如电冰箱冰柜等)和制热器等场合。以上几种是常见的机械式温控器。 四，电子式温控器，电子式温度控制器(电阻式)是采用电阻感温的方法来测量的，一般采用白金丝、铜丝、钨丝以及热敏电阻等作为测温电阻，这些电阻各有其优确点。一般家用空调
慧博电气 HB-WK系列微机型温湿度控制器·使用说明书
自动化产品系列 微机小电流接地选线装置(HB-WX) 微机消谐装置（HB-XZ） 零序电流互感器装置(HB-LH) 微机直流绝缘监察选线装置（在线式HB-JX）微机语音报警装置（HB-YB） 开关柜产品系列 开关柜智能操控装置（HB-KZ A/B） 开关状态指示器（HB-KZ C/D/E/F） 微机型温湿度控制器（HB-WKA/B/D） 高压带电显示器（HB-DXN） 组合式过电压保护器（HB- GY） 电流互感器二次过电压保护器(HB-CTB) 成套柜产品系列 智能高频开关直流电源柜（HB-GZDW） 消弧消谐综合选线柜（HB-XH） 测试仪表产品系列 继电保护试验电源屏（HB-PSD）
目录 HB-WKA/B微机型温湿度控制器 (1) HB-WKD微机型温湿度控制器 (5) 附录 (7) 服务指南 (7) 产品功能参照表
HB-WKA/B 微机型温湿度控制器 ■ 基本功能 可带1路或2路温、湿度传感器，数码管实时显示被测环境的温、湿度变化；用户可根据现场要求设置温湿度的控制围。当被测环境有产生凝露的可能时，启动加热器或风扇，破坏产生凝露的条件；当产生凝露的条件消失后，加热器或风扇自动关断，控制器恢复到监测状态。装置部采用微机单片机与高精度数字传感器技术，具有高精度、高可靠性等优点。 ■ 应用领域 1、 电力系统的欧式箱变、室外端子箱、配电箱、封闭式组合电器等； 2、 工矿企业的开关机构箱、中置柜、固定柜等； 3、 邮电系统室外通讯端子箱、计算机中心等。 ■ 型号说明 ■ 产品性能 1、采用进口高性能温湿度传感器，数字式通讯，直接与微处理器连接，可靠性高，稳定性好，且体积小，精度高，响应速度快，具有完全互换性。 2、 键盘操作简单，显示直观，指示灯清晰易见。 3、双排数码管同时显示当前温度和湿度，发光二极管指示工作状态。 4、对本控制器进行操作时，装置不停止对温湿度的检测。 5、仪器部具有E 2PROM ，设定参数掉电不丢失。 6、具有置看门狗和外部WATCHDOG 芯片，保证长期可靠运行。 7、自动检测传感器，无传感器信号，软件实现可靠复位，保证正常通讯，具有长期稳定性；两路传感器型号可自动检测传感器是否在线，并实现自动切换显示。 8、用户可直接在面板上设定需要保持的温度的上限及下限、温湿度回差值、以及湿度的上限值。进入参数设定屏幕后，1分钟按键无操作，仪器自动退出设定菜单。 9、 控制逻辑： K 带风扇，缺省不带风扇 T 带通讯，缺省不带通讯 保定慧博电气有限公司 温度传感器路数：1或2 湿度传感器路数：1或2 加热器功率（50W 、100W 、150W 、200W 、300W 、500W ） WK 微机型，A 为2路传感器，B 为1路传感器 HB-WK W
感谢您使用本厂产品 使用前请认真阅读产品使用说明书 目录 一、概况 (1) 二、工作原理 (5) 三、主要技术指标 (5) 四、安装及使用 (5) 五、注意事项 (10) 六、附录Pt100工业铂电阻分度值表 (11)
一、概况 1、温度控制器根据沈阳变压器研究所制订的JB/T6302《变压器用压力式温度计》标准的命名 如下： 2 2、温度控制器根据JB/T9236《工业自动化仪表产品型号编制原则》的要求产品命名如下： 2
BWY（WTYK）系列温度控制器的成套性和适用性
图一 系列温度控制器外形及安装尺寸B W Y (W T Y K )
二、工作原理 变压器温度控制器（以下简称温控器），主要由弹性元件、毛细管、温包和微动开关组成。当温包受热时，温包内感温介质受热膨胀所产生的体积增量，通过毛细管传递到弹性元件上，使弹性元件产生一个位移，这个位移经机构放大后指示出被测温度并带动微动开关工作，从而控制冷却系统的投入或退出。 BWY（WTYK）-802A、803A温控器采用复合传感器技术，即仪表温包推动弹性元件的同时，能同步输出Pt100热电阻信号，此信号可远传到数百米以外的控制室，通过XMT数显温控仪同步显示并控制变压器油温。也可通过数显仪表，将Pt100铂电阻信号转换成与计算机联网的直流标准信号（0～5）V、(1～5)V或(4～20)mA输出。 三、主要技术指标 （一）BWY（WTYK）-802、803型 1、正常工作条件：（-40～+55）℃ 2、测量范围：（-20～+80）℃ （0～+100）℃ （0～+120）℃ （0～+150）℃ 3、指示精确度： 1.5级 4、控制性能：①设定范围：全量程可调 ②设定精确度：±3℃ ③开关差： 6±2℃ ④额定功率： AC 250V/3A ⑤标准设定值：802：K1=55℃； K2=80℃ 803：K1=55℃； K2=65℃ K3=80℃ 5、仪表安装尺寸：详见外形及安装尺寸图 （二）BWY（WTYK）-802A、803A型 1～5条同上。 6、输出Pt100铂电阻信号（附分度值） （三）XMT-288F数显温控仪，另附说明书。 （四）XMT-288FC数显温控仪，另附说明书。 四、安装及使用 （一）BWY（WTYK）-802、803型温控器
ＰＩＤ温度控制系统的设计 介紹以单片机为核心的PID控制温度控制系统,并给出了系统的硬件与软件设计方案。实验结果显示该系统的先进性。 标签：温控系统单片机PID控制 0 引言 控制仪表性能指标对温度控制有很大的影响,因此,常采用高性能调节仪表组成温控系统对被控对象(温度)进行严格控制。本文介绍以单片机AT89C51为核心器件构成的温度控制系统,它具有测量、控制精度高、成本低、体积小、功耗低等优点,可制成单机,广泛应用于冶金、化工、食品加工等行业对温度进行精确控制。 1 温控系统结构与工作原理 温控系统的结构如图1所示。热电偶测量出电炉的实际温度(mv信号),经放大、线性化、A/D转换处理后送入单片机接口。由键盘敲入设定温度值,此值与经A/D转换过的炉温信号存在一差值(假如两者温度不一致),由单片机PID调节电路进行比例、微分及变速积分算法对温控箱进行恒温控制。该系统采用传统的AT89C52单片机,其硬、软件完全符合系统的要求,为满足测控精确度的要求,A/D 电路选用12位转换器,分辨率为2-12。本系统采用三相数字过零触发器对六只晶闸管(Y/△接法均可)进行输出功率控制,即在电源电压过零时触发晶闸管,利用PID信号产生的控制信号使电流每周期按规定的导通波头数导通负载,达到控制输出功率,也就是控制炉温的目的。采用过零触发可减少电网谐波的产生,触发器与单片机光电隔离,可减少电网对微机的干扰,调功方式下电加温炉的平均功率为:P=3nU2/NR(1) 式中:P为输入电炉的功率;R为电炉的等效电阻;U为电网相电压;n为允许导通的波头数;N为设定的波头数。 注:公式(1)为负载Y接法适用 2 系统控制软件设计 2.1 PID参数的优化系统采用遗传算法(Genetic Algorithm,简称GA)离线优化PID参数[1]。20世纪70年代由美国J.Holland教授提出的遗传算法(GA)[2]是一种模拟生物进化过程的随机化搜索方法。它采用多路径搜索,对变量进行编码处理,用对码串的遗传操作代替对变量的直接操作,从而可以更好的处理离散变量。GA用目标函数本身建立寻优方向,无需求导求逆等复导数数学运算,且可以方便的引入各种约束条件,更有利于得到最优解,适合于处理混合非线性规划和多目标优化。系统采用二进制编码选择来操作,我们称为染色体串(0或1),每个串表
因此平均时间是不同的。在大部分比例控制器中，循环时间和／或比例带是可调的，以便控制器可以更好地与特定过程匹配。除机电和固态继电器输出之外，比例控制器也可用于比例模拟输出，例如4 ~ 20 mA 或0 ~ 5 Vdc 。通过这些输出，实际输出级别是不同的，而不仅仅是打开和关闭时间，如同使用继电器输出控制器。比例控制的一大优点是操作简便。它可能会需要操作员进 行少量调整（手动复位）以便在初始启动时设置设定值温 度，或在过程条件发生显著变化时进行调整。易发生大范围温度循环的系统也需要使用比例控制器。要根据所需的过程和精度来确定需要简单的比例控制，还是 需要具有PID 的比例控制。滞后时间长且最大上升率大的过程（例如热交换器）需要大范围的比例带才能消除振荡。大范围的比例带可能会导致随负载的变化产生大的偏移。要消除这些偏移，可使用自动复位（积分）。微分（速率）操作可用于长时间延迟 的过程中，加快过程干扰后的恢复速度。PID 控制器 第三种控制器（PID 控制器）可为比例控制器提供积分和微 分控制。该控制器将比例控制与其他两项调整结合在一起，可帮助设备自动补偿系统中的变化。这些调整（积分和微分）以基于时间的单位表示；也可以通过其倒数（分别为 RESET 和RA TE ）表示。比例、积分和微分条件必须使用尝试误差法对特定系统单独进行调整或“整定”。三种类型的控制器中，PID 控制器 可提供最准确、最稳定的控制，并且最适合用于具有相对较小质量的系统，这些系统可对添加到过程中的能量变化做出快速反应。在负载经常变化并期望控制器能因设定值、提供的能量或要控制的质量的频繁变化而自动进行补偿的系统中，建议使用PID 控制器。选择控制器时还要考虑其他特性。这些特性包括：自动整定或自整定，在这种情况下仪器将自动计算适合于精密控制的比例带、比率值和复位值；串行通信，在这种情况下控制器可与主机“对话”，以进行数据存储、分析和整定； 警报，警报可以是闭锁式（手动复位）或非闭锁式（自动复位），可设置警报以在流程温度偏高或偏低时触发，也 可在察觉到与设定值发生偏离时触发；定时器／事件指示 器，可用于标记经过的时间或事件的结束／开始。此外，继电器或可控硅触发输出控制器可与外部开关（例如SSR 固态继电器或磁性接触器）配合使用，以切换高达75 A 的大负载。有三种基本类型的控制器：开关控制器、比例控制器和PID 控制器。根据要控制的系统，操作员将能够使用一种类型或其他类型的控制器来控制过程。开关控制器 开关控制器是最简单的一种温度控制设备。该设备的输出只有“开”和“关”两种状态，没有任何中间状态。仅当温度超过设定值时，开关控制器才会切换输出。对于加热控制，当温度低于设定值时输出为“开”，高于设定值时输出为“关”。由于温度超过设定值才会更改输出状态，因此过程温度将会不断循环，从低于设定值变为高于设定值，然后再回到设定 值以下。如果这种循环快速发生，则为防止损坏接触器和 阀，在控制器操作过程中添加了开关差分或“滞后”。这种差分需要温度超过设定值一定的度数后才会再次关闭或打 开。如果在设定值上下非常快地循环，则开关差分可防止输出“反复不断”地切换或快速切换。开关控制通常在不需要精确控制的情况下使用，在无法处理频繁打开和关闭能源的系统中使用，以及在系统非常大，温度变化极其缓慢的情况下使用，或者用于进行温度警报。 开关控制用于警报的一个特殊类型是限制控制器。该控制器使用必须手动复位的闭锁继电器，并且用于在达到特定温度后结束某个过程。 比例控制器 比例控制专用于消除与开关控制关联的循环。比例控制器可在温度接近设定值时减少对加热器的平均电量供应。这能够减慢加热器加热，以便温度不会超过设定值，但会接近设定值并维持在一个稳定的温度。这种比例控制操作可通过在短时间间隔内打开和关闭输出来实现。这种“时间比例控 制”通过“打开”时间和“关闭”时间的比率变化来控制温度。比例控制操作在设定值温度附近的“比例带” 范围内发生。超出这个比例带，该控制器用作开关控制器，输出状态为全开（比例带以下）或全关（比例带以上）。但是，在这个比例带范围内时，根据离设定值的测量差的比率确定输出状态是打开还是关闭。在设定值处（比例带的中点），输出的开:关比率为1:1；也就是说，打开时间和关闭时间是相等的。如果温度离设定值较远，则打开时间和关闭时间会因温度差比例的不同而有所不同。如果温度低于设定值，则打开的时间更长；如果温度太高，则关闭的时间更长。比例带通常表示为全比例的百分比或度数。也可以被称为增益，增益是比例带的倒数。请注意，在时间比例控制过程中，加热器要应用全功率，但在打开和关闭之间循环，
附： CH402型温度控制器使用说明书 一简介： 该温度控制器利用精密的铂电阻来传递温度信号，采用先进的部控制模块，优化了各个控制参数之间的关系，并进一步加强了自适应功能在各种条件的适应调节的功能，使之在温度控制方面表现得更为突出。 CH402的电源输入可选用工频交流电220V，直流24V；输入可以是电阻信号，也可以使用热电偶；继电器输出为24V直流电；另外CH402还具有报警输出端。 二 CH402的面板 1——PV 实际温度显示（绿色显示）。 2——SV 设定温度显示（桔红显示）。 3——AT 自调节功能显示（绿灯）。 OUT1 输出控制显示（绿灯）。 ALM1 报警输出显示（红灯）。 OUT1 ALM1 未扩展。 4——SET 用来选择设定各个参数的键。 5——R/S 用来改变数据位（参数设定时）， 控制温控器的开关。 6——用于数字的减少（参数设定时）。 7——用于数字的增加（参数设定时）。
三：CH402显示信息说明 在刚接通电源的时候，CH402会显示： 然后显示： 随后即为正常工作显示，在设定参数时，PV会显示各种功能的代表符号，特列举在下： 各符号功能列表
附：表一 四：参数设定说明： 1、在使用SET键功能时：按一下，即SV温度可设，R/S为选择所要改动的数据位；按定SET键超过2秒钟，既出现表中所列的功能选项，再按SET键，可选择需要设定的参数项，R/S为选择所要改动的数据位。各位数字的调节则由另外两键来调节。 2、在使用R/S的开关功能时，也需要按住R/S超过1秒后。 3、使用自动调节的功能时，外界环境与正常实验时相同，温度的变化必须是一个完整连续的过程，这样才能获得一系列比较满意的自
基于单片机的PID温度控制系统 【摘要】本设计在单片机的基础上，利用PID算法完成了温度控制系统的硬件设计和软件设计，实现更加精确高效的水的温度控制。本系统主要分为单片机控制模块，LCD显示模块，传感器检测模块，继电器控制模块等，通过传感 器模块检测水温然后发送给单片机，单片机对数据进行处理后由LCD显示，同时反馈给继电器，继电器接收到信号后控制加热器进行对水温的加热，从而达到精确控制水的温度的目的。该系统以节能高效为出发点，适用于小到热带鱼缸大到渔场养殖等多种场所。 【关键词】单片机、PID、温度控制 1.前言 1.1课题的背景及研究意义 温度作为一个不可忽视的因素存在于现代工业的生产中，工业生产过程中的温度控制一直是十分重要的环节。但控制在工业生产中已很难把握，并且对于那些以严格为目标的生产工艺，太高或太低的温度会对生产效率和质量造成显著的影响，从而导致生产效益的降低。这就要求我们开发出一种能够很好控制并且可以随时将温度展示给客户观看的温度控制器。单片机拥有着如同那些计算机一样强大的数据分析与处理能力，通过与PID相结合，我们可以很大程度上提高控制程序的能力，这样就能使生产效益得到提高[2]。 温度的测量、控制与保持是单片机温度测量系统中的重要部分，温度测量是工业生产中最要要的物理量之一。而有效的测量温度的方法之一就是通过单片机，所以单片机温度测量系统能够广泛的应在工业生产中，在电力工程、化工、机械、冶金等重点行业，有一个重要的测量任务，在日常生活中也可以得到广泛的应用。 以热带鱼缸为例，系统设计不够周全、结构不够简单化、性价比不够高等问题普遍的存在于目前市场上的各种热带鱼缸中，很多的鱼缸在温度控制方面都存在着许多缺陷，比如对温度控制的不够精确，常常还没达到设定温度就停止加热等。即使它达到了设定的温度，也有因加热时间长短不能有效地控制而导致能量的浪费问题。本次设计的温度控制系统是以51单片机为基础利用PID算法进行精确的温度控制，功能主要有温度设定、显示与控制等方面。此控制器和显示装置与以前的相比具有成本低，高精度的温度控制和显示，使用方便，性能稳定等优点，可以提高能源利用效率，在经济与社会效益上有一定的推动[3]。 1.2国内外现状及水平 这几年，我们在理论上对温度控制的研究已经比较成熟，但是在具体的温度测量与控制上，我们对于如何精确的对其进行控制等方面还存在着一些问题。温度控制技术按照控制目标的不同可分为两类：动态温度跟踪与恒值温度控制。动态温度跟踪实现的控制目标是使被控对象的温度值按预先设定好的曲线进行变化。在工业生产中很多场合需要实现这一控制目标，如在发酵过程控制，化工生产中的化学反应温度控制，冶金工厂中燃烧炉中的温度控制等。恒值温度控制的目的是使被控对象的温度恒定在某一数值上，且要求其波动幅度不能超过某一给定值。从工业温度控制器的发展过程来看，温度控制技术大致可分以下几种： 1.2.1定值开关温度控制法