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远程与继续教育学院
本科毕业论文（设计）
题目：温控系统的设计及仿真(MATLAB) 、
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专业：机械设计制造及自动化
指导教师：
"
2013 年 2 月 28 日
)
摘要
温度是工业对象中一个主要的被控参数，它是一种常见的过程变量，因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、煅烧、蒸馏、浓度、挤压成形，结晶以及空气流动等物理和化学过程。温度控制不好就可能引起生产安全，产品质量和产量等一系列问题。温度控制是许多设备的重要的构成部分，它的功能是将温度控制在所需要的温度范围内，以利于进行工件的加工与处理。
一直以来，人们采用了各种方法来进行温度控制，都没有取得很好的控制效果。如今，随着以微机为核心的温度控制技术不断发展，用微机取代常规控制已成必然，因为它确保了生产过程的正常进行，提高了产品的数量与质量，减轻了工人的劳动强度以及节约了能源，并且能够使加热对象的温度按照某种指定规律变化。
实践证明，用于工业生产中的炉温控制的微机控制系统具有高精度、功能强、经济性好的特点，无论在提高产品质量还是产品数量，节约能源，还是改善劳动条件等方面都显示出无比的优越性。
本设计以89C51单片机为核心控制器件，以ADC0809作为A/D转换器件，采用闭环直接数字控制算法，通过控制可控硅来控制热电阻，进而控制电炉温度，最终设计了一个满足要求的电阻炉微型计算机温度控制系统。
关键词：1、单片机；2、PLC；3、MATLAB
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（
目录
1单片机在炉温控制系统中的运用 (6)
1、1系统的基本工作原理 (6)
2温控系统控制算法设计 (7)
温度控制算法的比较 (7)
数字PID算法 (11)
、
3 结论 (21)
致谢 (22)
参考文献 (23)
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一、单片机在炉温控制系统中的运用
单片机具有集成度高，运算快速快，体积小、运行可靠，价值低廉，因此在过程控制、数据采集、机电一体化、智能化仪表、家用电器以及网络技术等方面得到广泛应用，本文主要介绍单片机在炉温控制中的应用。
（一）系统的基本工作原理
整个炉温控制系统由两大部分组成。一部分由计算机和A/D和D/A转换电路组成。主要完成温度采集，PID运算，产生可控硅的触发脉冲。另外一部分由传感器信号放大，同步脉冲形成，以及触发脉冲放大等组成。
炉温控制的基本原理是：改变可控硅的导通角即改变电热炉加热丝两端的有效电压，有效电压可在0～140V内变化。可控硅的导通角为0～5bH。温度传感器是通过一只热敏电阻及其放大电路组成，温度越高其输出电压越小。
外部LED灯的亮灭表示可控硅的导通与关断的占空比时间，如果炉温低于设定值则可控硅导通，系统加热，否则系统停止加热，炉温自然冷却到设定值。
温度控制电路原理图如图所示。
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图温度控制电路原理图
二、温控系统控制算法设计
（一）、温度控制算法的比较
1、.经典控制算法
经典控制方法是指针对时滞系统控制问题提出并应用得最早的控制策略，主要包括PID控制、Smith预估控制、大林算法这几种方法。
PID控制器由于具有算法简单，鲁棒性好和可靠性高等特点，因而在实际控制系统设计中得到了广泛的应用。PID控制的难点在于如何对控制参数进行整定，以求得到最佳控制效果。然而PID在时滞过程中的应用受到一定的限制,由于PID算法只有在系统模型参数为非时变的情况下,才能获得理想效果。当一个调好参数PID控制器被应用到模型参数时变系统时,系统的性能会变差,甚至不稳定。
|
Smith预估器是得到广泛应用的时滞系统控制方法，该方法是一个时滞预估补偿算法。它通过估计对象的动态特性,用一个预估模型进行补偿,从而得到一个没有时滞的被调节量反馈到控制器,使得整个系统的控制就如没有时滞环节,减小超调量,提高系统的稳定性并且加速调节过程,提高系统的快速性。理论上Smith预估器可以完全消除时滞的影响,但是在实际应用中却不尽人意,主要原因在于:Smith预估器需要确知被控对象的精确数学模型,当估计模型和实际对象有误差时,控制品质就会严重恶化,因而影响了Smith预估器在实际应用中的控制性能。
大林算法是由美国IBM公司的Dahlin于1968年针对工业过程控制中的纯滞后特性而提出的一种控制算法。该算法的目标是设计一个合适的数字调节器D(z)，使整个系统的闭环传递函数相当于一个带有纯滞后的一阶惯性环节，而且要求闭环系统的纯滞后时间等于被控对象的纯滞后时间。大林算法方法比较简单，只要能设计出合适的且可以物理实现的数字调节器D(z)，就能够有效地克服纯滞后的不利影响，因而在工业生产中得到了广泛应用。但它的缺点是设计中存在振铃现象，且与Smith算法一样，需要一个准确的过程数字模型，当模型误差较大时，控制质量将大大恶化，甚至系统会变得不稳定。
2、.智能控制算法
智能控制是一类无需人的干预就能够独立地驱动智能机器实现其目标的自动控制，它包括模糊控制、神经网络控制、遗传算法等。
模糊控制是智能控制较早的形式，它吸取了人的思维具有模糊性的特点，从广义上讲，模糊逻辑控制指的是应用模糊集合理论，统筹考虑系统的一种控制方式，模糊控制不需要精确的数学模型，是解决不确定性系统控制的一种有效途径。模糊控制是一种基于专家规则的控制方法。在时滞过程中,模糊控制一般是针对误差和误差变化率而进行
的,将输入量的精确值模糊化,根据输入变量和模糊规则,按照模糊推理合成规则计算控制量,再将它清晰化,得到精确输出控制过程，其中模糊规则是最重要的。但是,模糊控制存在控制精度不高、算法复杂等缺点。
神经网络控制是研究和利用人脑的某些结构机理以及人的知识和经验对系统的控制。人们普遍认为，神经网络控制系统的智能性、鲁棒性均较好，能处理高维、非线性、强耦合和不确定性的复杂工业生产工程的控制问题，其显著特点是具有学习能力。神经网络的主要优势在于能够充分逼近任意复杂的非线性系统，且有很强的鲁棒性和容错性。一般来说，神经网络用于控制有两种方法，一种是用来实现建模，一种是直接作为控制器使用。与模糊控制一样，神经网络也存在算法复杂的缺点，同时神经网络学习和训练比较费时，对训练集的要求也很高。
经典控制方法由于具有结构简单、可靠性及实用性强等特点，在实际生产过程中得到了广泛的应用。但它们都是基于参数模型的控制方法，因而自适应性和鲁棒性差、对模型精确性要求高、抗干扰能力差。而智能控制是非参数模型的控制方法，因而在鲁棒性、抗干扰能力方面有很大的优势。但智能控制也有其不足之处，即理论性太强，算法过于复杂，大多数方法还仅局限于理论和仿真研究，能在试验装置上和工业生产中应用的并不多。根据这两类控制方法的特点，将它们结合起来进行复合控制是一种有效的时滞系统控制策略，成功的应用有模糊PID控制、模糊Smith控制、神经元Smith预估控制、Smith-NN预估控制等。这些方法既能利用经典控制方法结构简单、可靠性和实用性强的特点，又能发挥智能控制自适应性和鲁棒性好，抗干扰能力强的优势，弥补了各自的不足，在大时滞控制系统中具有很好的应用前景。
PID调节是连续系统中技术最成熟的、应用最广泛的一种控制算方法。它结构灵活，不仅可以用常规的PID调节，而且可以根据系统的要求，采用各种PID的变型，如PI、PD控制及改进的PID控制等。它具有许多特点，如不需要求出数学模型、控制效果好等，特别是在微机控制系统中，对于时间常数比较大的被控制对象来说，数字PID完全可以代替模拟PID调节器，应用更加灵活，使用性更强。所以该系统采用PID控制算法。
【
系统的结构框图如图所示：
图 系统结构框图
该系统利用单片机可以方便地实现对PID 参数的选择与设定，实现工业过程中PID 控制。它采用温度传感器热电偶将检测到的实际炉温进行A/D 转换，再送入计算机中，与设定值进行比较，得出偏差。对此偏差按PID 规律进行调整，得出对应的控制量来控制驱动电路，调节电炉的加热功率，从而实现对炉温的控制。利用单片机实现温度智能控制，能自动完成数据采集、处理、转换、并进行PID 控制和键盘终端处理（各参数数值的修正）及显示。在设计中应该注意，采样周期不能太短，否则会使调节过程过于频繁，这样，不但执行机构不能反应，而且计算机的利用率也大为降低；采样周期不能太长， 否则会使干扰无法及时消除，使调节品质下降。
（二）、数字PID 算法
1、模拟数字算法 规律： 01()()[()()]t p D I
d e t u t K e t e t d t T T d t =++? （3-1） >
对式（3-1）取拉普拉斯变换，并整理后得到模拟PID 调节器的传递函数为:
()()()???
? ??++==s T s T K s E s U s D D I p 11 (3-2) 式中：()()()
e t r t y t =-称为偏差值，可作为温度调节器的输入信号，其中()r t 为给定值，()y t 为被测变量值；p K 为比例系数；I T 为积分时间常数；D T 为微分时间常数；()u t 为调节器的输出控制电压信号。
由式（3-1）、式（3-2）可以看出，在PID 调节中，比例控制能迅速反应误差，从而减小误差，但比例控制不能消除稳态误差，p K 的加大，会引起系统的不稳定；积分
控制的作用是：只要系统存在误差，积分控制作用就不断地积累，输出控制量以消除误差，因而，只要有足够的时间，积分控制将能完全消除误差，积分作用太强会使系统超调加大，甚至使系统出现振荡；微分控制可以使减小超调量，克服振荡，提高系统的稳定性，同时加快系统的动态响应速度，减小调整时间，从而改善系统的动态性能。将P 、
（3）采用增量型算法时所用的执行器本身都具有寄存作用，所以即使计算机发生
故障，执行器仍能保持在原位，不会对生产造成恶劣影响。
最佳控制PID系统参数测定
系统结构图如图所示，图中
)1
/(
1
)
(
/)
1(
)
(
)
/
1(
)
(
+
=
-
=
+
+
=
-
Ts
s
G
s
e
s
G
s
K
s
K
K
s
G
p
Ts
h
d
i
p
c
图系统结构图
3、PID参数整定方法
】
（1） Ziegler-Nichols整定方法
Ziegler-Nichols整定方法是根据给定对象的瞬间响应特性来确定PID控制器的参数。Ziegler-Nichols法首先通过实验，获得控制对象单位阶跃响应，如果单位阶跃响应曲线看起来是一条S形的曲线，则可以用该方法，否则不能用。
（2）临界比例度法整定
临界比例度法适用于已知对象传递函数的场合。在闭合的控制系统里，将调节器置
于纯比例作用下，从小到大逐渐改变调节器的比例度，得到等幅振荡周期
k
T。采用临界比例度法时，系统产生临界振荡的条件是系统的阶数是3阶或3阶以上。
（3）衰减曲线法整定
衰减曲线法根据衰减频率特性整定控制器参数。先把控制系统中调节器置于纯比例作用下（0
,=
∞
=τ
i
T），使系统投入运行，再把比例度从小到大逐渐改变调节器的比例度，得到4:1衰减过程曲线。
4.试凑法确定PID参数：
在试凑时，对参数实行先比例，后积分，再微分的整定步骤。
【
参数的影响趋势：增大比例系数
p
K一般将加快系统的相应速度，在有静差的情况下有利于减小静差，但过大的比例系数会使系统有较大的超调，产生振荡，使稳定性变
坏。增大积分时间有利于减小静差，使系统更加稳定，但积分作用太强会使系统超调加大，甚至使系统出现振荡。增大微分时间可以减小超调量，克服振荡，使系统稳定性提高，同时有利于加快系统动态响应速度，减少调整时间，从而改善系统的动态性能，但是系统对抗扰动的抑制能力减弱，对扰动有较敏感的响应。
具体步骤如下：
（1）首先只整定比例部分，即将比例系数由小变大，并观察响应的系统响应，直到得到反应快，超调小的响应曲线。
（2）如果在比例调节的基础上系统的静差不能满足设计要求，则必须加入积分环节。
（3）若使用比例积分调节器消除了静差，但是动态过程反复调整仍不能满足要求，则可加入微分环节，构成比例积分微分调节器。
5、设计软件部分
（1）根据确定的算法流程图，分别编写主程序和各模块程序。编程时尽量利用已有的子程序，以减少工作量。
对于程序的编写，需要说明以下几点：
①编程语言一般都采用汇编语言，汇编语言具有执行速度快、占用内存少的特点，适合用于实时控制系统。
②在程序设计过程中，完成预定的功能是最基本、最重要的任务，但同时还必须贯彻可靠性设计的原则，例如采取必要的抗干扰措施——数字滤波、软件陷阱等。
③控制算法是微机控制系统程序设计中的重要内容，要根据被控制对象的特性，合理选择控制算法，以达到所要求的控制精度。
④对于存储器空间的使用应统一安排。
—
⑤对于各个程序模块，要首先画出程序算法流程图，说明其功能，以便于编写子程序时明确各程序模块的入口、出口参数和对CPU内部寄存器的占用情况。
⑥对于程序中的指令应有必要的注释，以便于阅读与使用。
⑦主程序和各模块程序的设计完成后，连接成为一个完整的程序。最后对于整个程序作详细的说明，内容包括占用内部资源情况、存储器分配情况、标志的定义以及程序启动方法等。
（2）主程序和中断服务子程序的流程图和程序编制
图 主程序和中断服务子程序的流程图
主程序如下：
TEMP1 EQU 50H ；当前检测温度（高位）
TEMP2 EQU TEMQ1+1 ；当前检测温度（低位）
ST1 EQU 52H ；预置温度（高位）
【
ST2 EQU 53H ；预置温度（低位）
T100 EQU 54H ；温度BCD码显示缓冲区（百位）
T10 EQU T100+1 ；温度BCD码显示缓冲区（十位）
T EQU T100+2 ；温度BCD码显示缓冲区（个位）
BT1 EQU 57H ；温度二进制码显示缓冲区（高位）
BT2 EQU BT1+1 ；温度二进制码显示缓冲区（低位）
ADIN0 EQU 7FF8H ；ADC 0809通道IN0的端口地址
F0 BIT ；报警允许标志
—
TEMP1 DB 00H， 00H， 00H， 00H， 00H， 00H， 00H， 00H， 00H ；50H~58H单元初始化(清零)
ORG 0000H
AJMP MAIN ；转主程序
ORG 00BH
AJMP PT0 ；转T0中断服务子程序
ORG 0030H
MAIN： MOV SP，#59H ；设堆栈标志
CLR F0 ；报警标志清零
】
MOV TMOD，#01H ；定时器0初始化（方式1）
MOV TL0，#0B0H ；定时器100ms定时常数
MOV TH0，#3CH
MOV R7，#150 ；置15s软计数器初值
SETB ET0 ；允许定时器0中断
SETB EA ；开中断
SETB TRO ；启动定时器0
MAIN1：ACALL KIN ；调键盘管理子程序
(
ACALL DISP ；调用显示子程序
SJMP MAIN1
定时器0中断服务子程序PT0：
PT0： MOV TL0，#0BOH
MOV TH0，#3CH ；重置定时器0初值
DJNZ R7，BACK ；15s到否，不到返回
MOV R7，#150 ；重置软计数器初值
ACALL TIN ；温度检测
!
MOV BT1，TEMP1 ；当前温度送到显示缓冲区
MOV BT0，TEMP0
ACALL DISP ；显示当前温度
ACALL CONT ；温度控制
ACALL ALARM ；温度越限报警
BACK：RETI
（3）温度软件控制流程图
如图3-3所示。图中ek为误差，ek1为上一次的误差，ek2为误差的累计和，uk 是控制量，可控硅控制角α＝0～5bH，α＝0导通角最大，α＝5bH导通角为零。
%
控制电路采用可控硅来实现，双向可控硅SCR和电路电阻丝串接在交流220V市电回路中，单片机信号通过光电隔离器和驱动电路送到可控硅的控制端，由端口的高低电平来控制可控硅的导通与断开，从而控制电阻丝的通电加热时间。
初始化控制步数、采样点数P o i n t
初始化e k ,e k 1,e k 2,u k ,求q 0,q 1,q 2
初始化系统，输出希望值s t a r t
画希望值曲线
采集硬件被控对象的输出i n p u t f
i n p u t f 浮点化
求e k =s t a r t -i n p u t f
判断积分分离项
u k =K P *e k +K I *e k 2+K D *(e k -e k 1)u k =K P *e k +K D *(e k -e k 1)
输出u k
e k 1=e k e k 2=e k 2+e k
画被控对象第J 点输出i n p u t f
J +1
J
结束
Y N
N
Y
图 温度软件控制流程图
(4)Matlab 仿真 采用simulink 仿真，通过simulink 模块实现PID 控制算示。设采样时间Ts=10s ，被控对象为：
s
e s G s
301)(10+=- }
建立的仿真
图 模型
得到P 、PI 、PID 控制的仿真曲线如下：
05010015020000.5
1
1.5
图 P 控制
T=30,K=1,L=10,此时Kp=3
|
050100150200
00.5
1
1.5
图 PI 控制
T=30,K=1,L=10,此时Kpi=积分时间Ti=,
05010015020000.5
1
1.5
图 PID 控制
T=30,K=1,L=10,此时Kpid=,积分时间为，微分时间为3
·
三、模糊温度控制器的Matlab仿真
为了验证所设计的锅炉温度模糊控制器的性能,并在仿真过程中及时调整模糊控制器的控制规则和各项参数,笔者利用Matlab 软件进行仿真研究. 本次设计利用FuzzyLogic Toolbox和Simulink 图形化工具平台,对炉温控制系统进行优化模糊控制设计与仿的.在进行炉温控制系统的仿真之前,必须建立被控对象的数学模型. 通常采用阶跃响应法来获得对象的特性. 通过在电阻炉加热装置上反复多次实验,测取阶跃响应曲线,利用测得的数据可以建立锅炉温度控制系统的传递函数数学模型,近似等效为带纯滞后的一阶对象
G ( s) =Keτs1 + Ts=415e- 15s1 + 80s
在进行模糊控制仿真时,首先利用Matlab的模糊逻辑工具箱建立炉温模糊控制器,然后在Simu2link环境下把模糊控制器加载进相应模块,进行仿真. 模糊控制器的封装以及阶跃响应曲线分别如图
2,图3所示.
由图3可知,采用模糊控制不仅调节时间短,系统响应加快,而且在超调量和抗干扰能力方面均优于P ID 控制器,具有更好的动态性能和稳态精度.
/
]
四结语
;
模糊温度控制系统对无法取得数学模型或数学模型相当粗糙的系统可以取得满意
的控制效果.与传统的P ID温度控制系统相比,该系统具有控制精度高、速度快、控制质量可靠稳定等优点,大大提高了控制质量及自动化水平。工人的劳动强度以及节约了能源，并且能够使加热对象的温度按照某种指定规律变化。实践证明，用于工业生产中的炉温控制的微机控制系统具有高精度、功能强、经济性好的特点，无论在提高产品质量还是产品数量，节约能源，还是改善劳动条件等方面都显示出无比的优越性。本文以89C51单片机为核心控制器件，采用闭环直接数字控制算法，通过控制可控硅来控制热电阻，进而控制电炉温度，最终设计了一个满足要求的电阻炉微型计算机温度控制系统。基本上达到了系统设计的目标要求。
）
)
致谢
在论文完成之际，我要向所有关心过我和帮助过我的老师和同学致以最真挚的谢意。首先要感谢的是曹老师，曹老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段都给予了我细心的指导。曹老师精深的专业水平和严谨的治学态度是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在我的论文完成过程中，我的同学在学习上和生活上给了我很大的帮助，在此要向他们表示感谢。和我一组的同学在我写论文的过程中，通过讨论和交流给了我很大的帮助，我也要向他们表示感谢。
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参考文献
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室内温度自动调节控制系统课程设计
室内温度自动调节控制系统 摘要 在人们日常生产及生活过程中，经常要用到温度的检测和控制。随着微型计算机和传感器技术的迅速发展，自动检测领域发生了巨大变化，室内温度自动检测控制方面的研究有了很大进展。同时现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏越来越快。本次课程设计是基于STC89C52单片机基础板所做的温度检测调节系统，不仅对于学习单片机技术等专业知识有实际意义，而且还可以增强动手能力。 这次设计的系统，硬件电路主要包括单片机最小系统电路，温度采集电路，显示电路，语音播报电路，按键电路，继电器电路等。软件程序主要包括主程序，读出温度子程序，计算温度子程序，显示温度刷新子程序，语音播报程序等。我们利用DS18B20温度传感器采集温度通过STC89C5单片机系统在应用板上利用LCD1602液晶显示屏显示实时测得的温度，通过程序进行语音播报；当温度超过设定的上限时，继电器闭合，并驱动动机工作，以实现降温。 经过调试，结果显示LCD屏准确显示了室温，并能进行语音播报。当温度超过设定上限时，继电器闭合，风扇工作，开始降温；实现了系统设计要求的功能。 关键词：室内温度，自动控制，STC89C52单片机，语音播报。
目录 0 前言 0 1总体方案设计 (1) 1.1设计方案论证 (1) 1.2 主控制器 (2) 1.3 LCD液晶显示 (2) 1.4 温度传感器 (2) 2硬件电路设计 (5) 2.1.主控制器 (5) 2.1.1 电源部分 (6) 2.1.2 串口电路 (6) 2.1.3晶振电路 (7) 2.1.4复位电路 (8) 2.2 显示电路 (8) (8) 2.3 数据采集电路 (8) 2.4语音电路 (9)
温度控制系统研究背景与现状 1 研究背景 (1) 2 国内外现状 (1) 定值开关温度控制法 (1) PID线性温度控制法 (2) 智能温度控制法 (3) 国内外实例 (4) 1 研究背景 温度是生活及生产中最基本的物理量，它表征的是物体的冷热程度。自然界中任何物理、化学过程都紧密地与温度相联系。在很多生产过程中，温度的测量和控制都直接和安全生产、提高生产效率、保证产品质量、节约能源等重大技术经济指标相联系。自18世纪工业革命以来，工业过程离不开温度控制。温度控制广泛应用于社会生活的各个领域，如家电、汽车、材料、电力电子等。温度控制的精度以及不同控制对象的控制方法选择都起着至关重要的作用，温度是锅炉生产质量的重要指标之一，也是保证锅炉设备安全的重要参数。同时，温度是影响锅炉传热过程和设备效率的主要因素。基于此，运用反馈控制理论对锅炉进行温度控制，满足了工业生产的需求，提高了生产力。 2 国内外现状 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（即稳态误差）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： 定值开关温度控制法 所谓定值开关控温法，就是通过硬件电路或软件计算判别当前温度值与设定目标温度值之间的关系，进而对系统加热源（或冷却装置）进行通断控制。若当前温度值比设定温度值高，则关断加热器，或者开动制冷装置；若当前温度值比设定温度值低，则开启加热器并同时关断制冷器。这种开关控温方法比较简单，在没有计算机参与的情况下，用很简单的模拟电路就能够实现。目前，采用这种控制方法的温度控制器在我国许多工厂的老式工业电炉中仍被使用。由于这种控制方式是当系统温度上升至设定点时关断电源，当系统温度下降至设定点时开通
多点温度控制系统 1.概述 电子技术的飞速发展，给人类的生活带来了根本的的变革，特别是随着大规模集成电路的产生而出现了微型计算机，更是将人类社会带入了一个新的时代。利用微机的强大功能。人们可以完成各种各样的控制。然而，微机造价高，对于大多数的工业控制来说，也并不需要微机那样强大的功能，于是单片机就运用而生了。单片机其实就是一个简化的微机，将微机的CPU，存储器，I/O接口。定时器/计数器等集成在一片芯片上就是单片机了，它主要用来完成各种控制功能。相对微机来说，单片机价格低，非常适合于应用在简单的控制场合以降低成本。另外，单片机是按照工业控制要求设计的，其可靠性很高，可在工业现场复杂的环境下运行。单片机依靠其高的可靠性和极高的性价比，在工业控制，数据采集，智能化仪表，家用电器等方面得到极为广泛的应用。 现代工业设计，工程建设及日常生活中温度控制都起着重要的作用，早期的温度控制主要用于工厂时间生产中，能起到实时采集温度数据，提高生产效率，产品质量之用。随着人们生活质量的提高，现代社会中的温度控制不仅应用在工厂生产方面也应用于酒店，厂房以及家庭生活中，在有些应用中，如高精度的生产厂房，对温度的要求极其严格，温度的变化极有可能对生产的产品造成极大的影响。因此，这就需要一种能够及时检测温度变化以及温度变化的设备，提供温度数据值，使人们对温度的变化做及时的调整，多点温度控制可根据人们不同的应用环境自行设置该环境的温度值，及时反映生产，生活中温度变化使人们能及时看到温度变化的第一手资料，提示人们温度变化情况，协助人们能及时的调整，起到温度报警作用，使温度控制更好的服务于社会生产，生活。
课程设计报告 题目某温度控制系统的MATLAB仿真（题目C）
过程控制课程设计任务书 题目C ：某温度控制系统的MATLAB 仿真 一、 系统概况： 设某温度控制系统方块图如图： 图中G c (s)、G v (s)、G o (s)、G m (s)、分别为调节器、执行器、过程对象及温度变送器的传递函数；，且电动温度变送器测量范围（量程）为50～100O C 、输出信号为4～20mA 。G f (s)为干扰通道的传递函数。 二、系统参数 二、 要求： 1、分别建立仿真结构图，进行以下仿真，并求出主要性能指标： (1)控制器为比例控制，其比例度分别为δ＝10％、20％、50％、100％、200％时，系统广义对象输出z(t)的过渡过程； (2)控制器为比例积分控制，其比例度δ＝20％，积分时间分别为T I ＝1min 、3min 、5min 、10min 时，z(t)的过渡过程； 0m v o 0f o o =5min =2.5min =1.5(kg/min)/mA =5.4C/(kg/min) =0.8 C C T T K K K x(t)=80f(t)=10； ；；； ；给定值； 阶跃扰动
(3)控制器为比例积分微分控制，其比例度δ＝10％，积分时间T I＝5min，微分时间T D = 0.2min时，z(t)的过渡过程。 2、对以上仿真结果进行分析比对，得出结论。 3、撰写设计报告。 注：调节器比例带δ的说明 比例控制规律的输出p(t)与输入偏差信号e(t)之间的关系为 式中，K c叫作控制器的比例系数。 在过程控制仪表中，一般用比例度δ来表示比例控制作用的强弱。比例度δ定义为 式中，(z max-z min)为控制器输入信号的变化范围，即量程；(p max-p min)为控制器输出信号的变化范围。 = c p(t)K e(t) max min ( ) =100% ) max min e z z p(p-p δ - ?
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
空调系统的自动控制要求 1、本大楼通风空调自动控制系统并入大厦楼宇自动控制系统，通风空调控制终端设在地下一层BA控制室内及弱电控制室内。 2、冷热源 （1）风冷热泵机组、冷水泵连锁装置：根据系统冷负荷变化，自动或手动控制风冷热泵机组运转台数。开机程序：冷热水泵——→风冷热泵机组蝶阀——→风冷热泵机组，关机程序相反。空调自动控制系统根据供回水总管的温度、流量信号，计算系统的实际空调负荷，并控制机组及其配用的空调水泵的运行台数和运行组合。空调自动控制系统累计每台冷水机组、空调水泵的运行时间，并控制机组和空调水泵均衡运行。 （2）空调水系统采用一次泵定流量（末端变流量）系统。在空调水系统的供回水总管间安装电动旁通调节阀，根据供回水总管间的压力信号来改变旁通水量，以适应系统水流量的变化。运行过程中当电动旁通阀达到最大开启度时，空调自动控制系统调整冷水机组及其配用泵的运行组合，同时电动旁通阀复位至关闭状态。电动旁通阀由专业公司来选择。 （3）净化空调热水系统二次侧采用水泵变速调节的变流量系统。根据换热器二次侧供水温度控制一次侧流量，根据流量变化控制水泵运行台数，在空调水系统的供回水总管间安装压差控制器,根据系统的压差来控制水泵的频率或转速。 3、风机盘管/吊柜（回风工况）控制： 控制系统主要由风机盘管用两位调节的室内温度控制器、三速调节器及装在回水管上的两位电动二通阀组成，系统运行时，室内温
度控制器把温度传感器所检测的室内温度与温度控制器设定温度相比较，并根据比较结果输出相应的电压信号，以控制二通电动阀的动作，通过改变水流量，使室内温度保持在所需要的范围。可用三速开关调节室内循环风量及调节室内温度。 4、新风柜控制： 控制系统由冷暖型比例加积分控制器、装设在送风口的温度传感器及装设在回水管上的比例积分电动二通阀组成。系统运行时，温度控制器把温度传感器所检测的温度与温度控制器设定温度相比较，并根据比较结果输出相应的电压信号，以控制比例积分调节阀的动作，通过改变水流量，使送风温度保持在所需要的范围。空调机组以回风温度作为控制信号；新风机组以送风温度作为控制信号。 5、座地式风柜控制： 控制系统由冷暖型比例加积分控制器、装设在回风口的温度传感器及装设在回水管上的比例积分电动二通阀组成。系统运行时，温度控制器把温度传感器所检测的温度与温度控制器设定温度相比较，并根据比较结果输出相应的电压信号，以控制比例积分调节阀的动作，通过改变水流量，使回风温度保持在所需要的范围。空调机组以回风温度作为控制信号；新风机组以送风温度作为控制信号。 6、所有新风机的进风过滤段均设灰尘量报警探头。当灰尘量过大时报警，提醒对过滤设施进行清洁，满足卫生要求。 7、直流变频多联机系统采用区域控制，系统设集中控制器，控制器设在该区域的办公室内，由专人负责统一控制管理。集中控制器可实现整个区域统一开关，或个别房间的开、关，可实现冬、夏模式转换控制。每个房间只设三速（风速）开关和温度调节功能。自控设备由
基于51单片机的水温自动控制系统 0 引言 在现代的各种工业生产中 ,很多地方都需要用到温度控制系统。而智能化的控制系统成为一种发展的趋势。本文所阐述的就是一种基于89C51单片机的温度控制系统。本温控系统可应用于温度范围30℃到96℃。 1 设计任务、要求和技术指标 1.1任务 设计并制作一水温自动控制系统，可以在一定范围（30℃到96℃）内自动调节温度，使水温保持在一定的范围（30℃到96℃）内。 1.2要求 （1）利用模拟温度传感器检测温度，要求检测电路尽可能简单。 （2）当液位低于某一值时，停止加热。 （3）用AD转换器把采集到的模拟温度值送入单片机。 （4）无竞争-冒险，无抖动。 1.3技术指标 （1）温度显示误差不超过1℃。 （2）温度显示范围为0℃—99℃。 （3）程序部分用PID算法实现温度自动控制。 （4）检测信号为电压信号。 2 方案分析与论证 2.1主控系统分析与论证 根据设计要求和所学的专业知识，采用AT89C51为本系统的核心控制器件。AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器。其引脚图如图1所示。 2.2显示系统分析与论证 显示模块主要用于显示时间，由于显示范围为0～99℃，因此可采用两个共阴的数码管作为显示元件。在显示驱动电路中拟订了两种设计方案： 方案一：采用静态显示的方案 采用三片移位寄存器74LS164作为显示电路，其优点在于占用主控系统的I/O口少，编程简单且静态显示的内容无闪烁，但电路消耗的电流较大。 方案二：采用动态显示的方案 由单片机的I/O口直接带数码管实现动态显示，占用资源少，动态控制节省了驱动芯片的成本，节省了电 ,但编程比较复杂，亮度不如静态的好。 由于对电路的功耗要求不大，因此就在尽量节省I/O口线的前提下选用方案一的静态显示。
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
房间温度自动控制系统 自动控制系统由传感器、控制器、执行调节机构组成，它们之间的关 调节对象与被调参数 调节对象在暖通空调中指室内热湿环境、空气品质、洁净度或者冷热源的制冷量和供热量等。被调参数是指表征调节对象特征的可以被测量的量或者物理特性，在暖通空调中的被调参数指房间热湿环境的温度和湿度、冷水机组的冷冻水供水温度、汽/水加热器或者水/水加热器的供水温度、流体流量、室内空气品质的二氧化碳浓度、水箱或者水槽水位等。扰量是指导致调节对象的被调参数发生变化的干扰因素，例如房间内人员、灯光的增减、室外气象参数的变化都是房间热湿环境的扰量，它们引起被调参数的变化。 传感器 传感器又称敏感元件、变送器，它测量被调参数的大小并输出信号。输出信号可以是被调参数的模拟量，如电压、电流、压力等。 控制器 控制器又称调节器，它接收传感器的信号与给定值（按要求设定的被
调参数值）进行比较，并按设定的控制模式对执行调节机构发出调节信号。任一时刻被调参数的实测值与给定值之差称为偏差，控制器对偏差按一定的模式进行计算而给出调节量。 执行调节机构 执行调节机构接受来自控制器的调节信号，对被调介质的流量或能量进行调节。执行调节机构由执行机构和调节机构组成。前者将控制器的调节信号转换成角位移或线位移，再驱动调节机构实施对被调介质的调节。 下面以一次回风加新风的定风量房间温度自动控制系统为例说明自动控制系统的组成及作用。 一次回风加新风的定风量房间自动控制系统同样由传感器、控制器和执行调节机构组成。 传感器包括： （1）温湿度传感器：采集室内回风的温湿度测量值； 温度传感器湿度传感器 （2）压差传感器：可以直接测出压差，并输出连续信号，可用于测量风量；
目录 摘要2 ABSTRACT 3 第一章绪论4 §1.1系统背景4 §1.2 系统概述4 第二章方案论证5 §2.1 传感器部分5 §2.2主控制部分6 §2.3 系统方案6 第三章硬件电路设计7 §3.1 电源以及看门狗电路7 §3.2键盘以及显示电路9 §3.2温度测试电路11 §3.3 串口通讯电路15 §3.4 整体电路16 第四章软件设计16 §4.1 概述16 §4.2 主程序方案16 §4.3 各模块子程序设计18 第五章系统调试20 §5.1 分步调试20 §5.2 统一调试20 结束语21 参考文献22 附录一:软件流程图24 附录二:电路原理图25 致谢27 多点温度检测系统 设计作者:谭诗炜(电信200201班) 指导老师:冯杰 摘要 DS18B20是一种可组网的高精度数字式温度传感器,由于其具有单总线的独特优点,可以使用户轻松地组建起传感器网络,并可使多点温度测量电路变得简单、可靠.本文结合实际使用经验,介绍了DS18B20数字温度传感器在单片机下的硬件连接及软件编程,并给出了软件流程图. 该系统由上位机和下位机两大部分组成.下位机实现温度的检测并提供标准RS232通信接口,芯片使用了ATMEL公司的A T89C51单片机和DALLAS公司的DS18B20数字温度传感器.上位机部分使用了通用PC.该系统可应用于仓库测温、楼宇空调控制和生产过程监控等领域. 关键字:温度测量;单总线;数字温度传感器;单片机
Abstract As a kind of high-accuracy digital net temperature sensor,DS18 B20 can be used building a sensor net easily. It can also make the net simple and reliable with it's special 1-wire interface .This paper introduces the application of DS18B20 with single chip processor. The system is constituted by two parts the temperature measured part and displayed part. The temperature measured part has a RS232 interface. It used AT89C51 of A TMEL company and DS18B20 of DALLAS company .The displayed part uses PC .This system is applied in such domains as warehouse detecting temperature;air-conditioner controlling system in building and supervisory productive process etc. Key words:temperature measure;single bus;digital thermometer;single chip processor; 第一章绪论 §1.1系统背景 在工、农业生产和日常生活中,对温度的测量及控制占据着极其重要地位.首先让我们了解一下多点温度检测系统在各个方面的应用领域:消防电气的非破坏性温度检测,电力、电讯设备之过热故障预知检测,空调系统的温度检测,各类运输工具之组件的过热检测,保全与监视系统之应用,医疗与健诊的温度测试,化工、机械…等设备温度过热检测.温度检测系统应用十分
锅炉温度定值控制系统模式识别及仿真专业：电气工程及其自动化姓名：郭光普指导教师：马安仁 摘要本文首先简要介绍了锅炉内胆温度控制系统的控制原理和参数辨识的概念及切线近似法模式识别的基本原理，然后对该系统的温控曲线进行模式识别，而后着重介绍了用串级控制和Smith预估器设计一个新的温度控制系统，并在MATLAB的Simulink中搭建仿真模型进行仿真。 关键词温度控制，模式识别，串级控制，Smith预测控制 ABSTRACT This article first briefly introduced in the boiler the gallbladder temperature control system's control principle and the parameter identification concept and the tangent approximate method pattern recognition basic principle, then controls the curve to this system to carry on the pattern recognition warm, then emphatically introduced designs a new temperature control system with the cascade control and the Smith estimator, and carries on the simulation in the Simulink of MATLAB build simulation model. Key Words:Temperature control, Pattern recognition, Cascade control, Smith predictive control
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
室内温度自动调节控制系统 摘要 在人们日常生产及生活过程中，经常要用到温度的检测和控制。随着微型计算机和传感器技术的迅速发展，自动检测领域发生了巨大变化，室内温度自动检测控制方面的研究有了很大进展。同时现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏越来越快。本次课程设计是基于STC89C52单片机基础板所做的温度检测调节系统，不仅对于学习单片机技术等专业知识有实际意义，而且还可以增强动手能力。 这次设计的系统，硬件电路主要包括单片机最小系统电路，温度采集电路，显示电路，语音播报电路，按键电路，继电器电路等。软件程序主要包括主程序，读出温度子程序，计算温度子程序，显示温度刷新子程序，语音播报程序等。我们利用DS18B20温度传感器采集温度通过STC89C5单片机系统在应用板上利用LCD1602液晶显示屏显示实时测得的温度，通过程序进行语音播报；当温度超过设定的上限时，继电器闭合，并驱动动机工作，以实现降温。 经过调试，结果显示LCD屏准确显示了室温，并能进行语音播报。当温度超过设定上限时，继电器闭合，风扇工作，开始降温；实现了系统设计要求的功能。 关键词：室内温度，自动控制，STC89C52单片机，语音播报。
目录 0 前言 (1) 1总体方案设计 (2) 1.1设计方案论证 (3) 1.2 主控制器 (3) 1.3 LCD液晶显示 (3) 1.4 温度传感器 (3) 2硬件电路设计 (6) 2.1.主控制器 (6) 2.1.1 电源部分 (7) 2.1.2 串口电路 (7) 2.1.3晶振电路 (8) 2.1.4复位电路 (9) 2.2 显示电路 (9) 2.3 数据采集电路 (9) 2.4语音电路 (10) 2.5按键电路 (11) 3 软件设计 (11) 3.1 主程序设计..................................................................................... 错误！未定义书签。 3.2 温度转换程序 (13) 3.3 温度显示程序 (13) 4 调试分析 (14) 4.1 硬件调试 (14) 4.1.1硬件调试方法 (14) 4.1.2 电源调试 (14) 4.1.3 语音模块调试 (14) 4.2 软件调试 (14) 5 结论 (17) 参考文献 (18) 附录1 电路原理图 (19) 附录2 .PCB图 (20) 附录3主程序 (21)
过程控制系统课程课题：反应釜温度控制系统 系另I」：电气与控制工程学院 专业：自动化_____________ 姓名： ________ 彭俊峰_____________ 学号：__________________ 指导教师： _______ 李晓辉_____________ 河南城建学院 2016年6月15日
反应器是任何化学品生产过程中的关键设备，决定了化工产品的品质、品种和生产能力。釜式反应器是一种最为常见的反应器，广泛的应用于化工生产的各个领域。釜式反应器有一些非常重要的过程参数，如：进料流量（进料流量比）、液体反应物液位、反应压力、反应温度等等。对于这些参数的控制至关重要，其不但决定着产品的质量和生产的效率，也很大程度上决定了生产过程的安全性。 由于非线性和温度滞后因素很多，使得常规方法对釜式反应器的控制效果不是很理想。本文以带搅拌釜式反应器的温度作为工业生产被控对象，结合PID 控制方式，选用FX2N-PLC 调节模块，同时为了提高系统安全性，设计了报警和紧急停车系统，最终设计了一套反应釜氏的温度过程控制系统。
1系统工艺过程及被控对象特性选取 被控对象的工艺过程 本设计以工业常见的带搅拌釜式反应器（CSTR）为过程系统被控对象。 反应器为标准3盆头釜，反应釜直径1000mm,釜底到上端盖法兰高度1376mm, 反应器总容积，耐压。为安全起见，要求反应器在系统开、停车全过程中压力不超过。反应器压力报警上限组态值为。反应器的工艺流程如图1-1所示。 S8Q A a珑厲娜口 图1-1釜式反应器工艺流程图 该装置主要参数如表1-1所示。各个阀门的设备参数如表1-2所示，其中，D g为阀门公称直径、K v为国际标准流通能力。 表1-1主要测控参数表
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）开题报告题目：多点温度采集控制系统 系（部）应用电子与通信技术系 专业电子信息工程 学生路春雨 学号1089212220 班号0892122 指导教师顾伟东 开题报告日期2011.10.17 哈工大华德学院
说明 一、开题报告应包括下列主要内容： 1．通过学生对文献论述和方案论证，判断是否已充分理解毕业设计（论文）的内容和要求 2．进度计划是否切实可行； 3．是否具备毕业设计所要求的基础条件。 4．预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施； 5．主要参考文献。 二、如学生首次开题报告未通过，需在一周内再进行一次。 三、开题报告由指导教师填写意见、签字后，统一交所在系（部）保存，以备检查。 指导教师评语： 指导教师签字：检查日期：
一、综述部分 1、课题的开发背景与需求分析 温度是工业、农业生产中常见的和最基本的参数之一，在生产过程中常需对温度进行检测和监控，采用微型机进行温度检测、数字显示、信息存储及实时控制，对于提高生产效率和产品质量、节约能源等都有重要的作用。伴随工业科技、农业科技的发展，温度测量需求越来越多，也越来越重要。但是在一些特定环境温度监测环境范围大,测点距离远,布线很不方便。这时就要采用无线方式对温度数据进行采集。 多路无线温度采集系统可被广泛应用于温度测量或相应的可转换为温度量或供电故障监控的工业、农业、环保、服务业、安全监控等工程中，例如：城市路灯故障检测和供电线路防盗监视、城市居民小区供热检测、大型仓库温度检测、工业生产测控、农业生产温度测控、环保工程、故障监控工程等。考虑到许多工业环境中对多点温度进行监控，一般需要测量几十个点以上。本文设计多路无线温度监控系统。 2、调研分析 在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和室内中的温度进行检测和控制。采用STC89C51单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且能大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。 在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。自18世纪工业革命以来，工业发展对是否能掌握温度有着绝对的联系。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业，能说多少乎80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素。 二、方案论证 控制系统由硬件电路和软件程序两部分组成，其中硬件部分主要有温度采集电路、显示模块(数码管显示)、键盘接口、蜂鸣报警、单片机电路几部分组成。
接启动一个拨号服务器。然后,在计算机B 中的pc Anywhere 软件中启动一个通过拨号连接的Clinet (客户端),拨通计算机A ,建立起连 接以后,就可以进行通信了 。 图1被控端计算机的屏幕显示在主控端上 图2主控端搜索被控端计算机A 图3在计算机C 中渐入A 的IP 地址 当需要多台计算机终端进行协同交互时,(比如有三台计算机A ,B ,C )。首先启动A 为Host ,B 为Clinet ,建立A 和B 的连接,在重新启动一个计算机B 上的pc Anywhere 被设为Host ,C 为Clinet 。建立C 与B 的hos t 之间的联系。这样A ,B ,C 三台计算机上同时显示计算机A 屏幕上的内容,三台计算机之间即可进行交互工作。 5总 结 综上所述,远程监控技术随着Internet 的不断发展而得到广泛应用,同时,随着控制、计算机、通信及网络技术的发展,信息交换沟通的领域正在迅速覆盖控制应用的现场设备、控制及管理的各个层次。信息技术的飞速发展,引发了自动化结构的深刻变革,逐步形成了以网络集成自动化系统为基础的信息系统。目前在过程自动化、制造自动化、楼宇、家庭及交通等领域得到了广泛的应用。 值得提出的是近年来,随着远程控制技术发展的日趋成熟,黑客技术也在不断发展,对网络安全造成了极大的威胁,黑客的主要攻击手段之一,就是使用远程控制技术,渗透到对方的主机系统里。从而实现远程操作目标主机。其破坏力之大,决不容忽视的。因此,我们必须加强安全意识,合理安全的应用远程控制技术。 参 考 文 献 [1]何牧泓.轻松玩转远程控制.重庆出版社,2002. [2]崔彦锋,许小荣.VB 网络与远程控制编程实例教程.北京希望出版社, 2002.[3]王 达.计算机网络远程控制.清华大学出版社,2003.作者简介:樊丽萍,女,硕士研究生,研究方向:计算机控制及应用,通信地址:大连铁道学院303#(116028)E -mail :xiao fanshi wo @https://www.doczj.com/doc/4115735504.html, ;袁爱进,男,研究生导师,研究方向:现场总线技术。作者注:辽宁省教育厅重大项目“工业现场智能化设备的嵌入式软件构件平台研究” 文章编号:1671-1041(2004)05-0029-02 太阳能热水器自动温度控制器设计 王 彤 (丹东电子研究设计院有限责任公司,辽宁丹东118000) 摘要:介绍了太阳能热水器的自动控制器的功能和组成,阐述了控制系统的 工作原理,硬件和软件设计及相关技术问题,实际应用表明该系统可靠性高、操作简单,具有良好的经济和社会效益。关键词:自动控制;单片机中图分类号:T P273 文献标识码:A The design of automatic temperature controller of solar heater W ANG Tong (Dandong Electronic research &Design institute Co .,Ltd .Dandong 118000China ) Ab stract :Fu nctio n an d co mpo sitio n o f au to matic temp era tu re co ntr olle r of so la r h e ate r a re in trod uce d in th is p a pe r .Also d escribe s t he wo rk p rinciple o f th e co nt rol syste m ,t he ha rd wa re d esign ,t he sof twa re d esig n a nd corre lative t ech niq ue pro b -le m .Th e pra ctical a p plica tion h a s sh ow n th at th is system is o f go od re lia blity a nd e as y op e ratio n ,a n d sig nifican t eco no mic an d so cia l be n efit .Ke y Wo rds :a u toma tic con tro l ;sin gle -chip micr ocomp u ter 收稿日期:2004-04-23 电子邮件来稿 目前,市场上销售的太阳能热水器大多没有自动控制功能,使用 起来不灵活方便,为此,为太阳能热水器加装自动控制功能,具有广泛的市场。 1自动控制系统技术要求 (1)设定温度的范围为25℃至65℃。 (2)输入信号为水温传感器产生的温度信号;水位传感器产生的水量信号。 (3)输出信号为控制水温电信号(控制加热电热管)和控制水流量调节阀信号(控制加水电磁阀)。 (4)配有输入功能键盘:完成自动/手动、手动加水键、手动加热键、温度设定键、水位档选择键。 (5)具有两位LED 数码显示电路,显示温度设定值、实际温度测量值,六个发光二极管指示六档水位(10%、30%、50%、70%、90%、100%)。 2系统硬件设计及原理 太阳能热水器加装自动控制功能,主要是加装一个数据采集系 统和一个电脑控制板。根据太阳能热水器的技术要求及经济方面的考虑,我们选用89C51单片机为核心控制器[1],组成热水器温度控制系统。系统由89C51单片机、数据采集系统、水位选择电路、温度显 29 仪器仪表用户 科研设计与成果 欢迎订阅欢迎撰稿欢迎发布广告产品信息
： 远程与继续教育学院 本科毕业论文（设计） 题目：温控系统的设计及仿真(MATLAB) 、 学习中心： 学号： 姓名： 专业：机械设计制造及自动化 指导教师： " 2013 年 2 月 28 日
) 摘要 温度是工业对象中一个主要的被控参数，它是一种常见的过程变量，因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、煅烧、蒸馏、浓度、挤压成形，结晶以及空气流动等物理和化学过程。温度控制不好就可能引起生产安全，产品质量和产量等一系列问题。温度控制是许多设备的重要的构成部分，它的功能是将温度控制在所需要的温度范围内，以利于进行工件的加工与处理。 一直以来，人们采用了各种方法来进行温度控制，都没有取得很好的控制效果。如今，随着以微机为核心的温度控制技术不断发展，用微机取代常规控制已成必然，因为它确保了生产过程的正常进行，提高了产品的数量与质量，减轻了工人的劳动强度以及节约了能源，并且能够使加热对象的温度按照某种指定规律变化。 实践证明，用于工业生产中的炉温控制的微机控制系统具有高精度、功能强、经济性好的特点，无论在提高产品质量还是产品数量，节约能源，还是改善劳动条件等方面都显示出无比的优越性。 本设计以89C51单片机为核心控制器件，以ADC0809作为A/D转换器件，采用闭环直接数字控制算法，通过控制可控硅来控制热电阻，进而控制电炉温度，最终设计了一个满足要求的电阻炉微型计算机温度控制系统。 关键词：1、单片机；2、PLC；3、MATLAB &
（ 目录 1单片机在炉温控制系统中的运用 (6) 1、1系统的基本工作原理 (6) 2温控系统控制算法设计 (7) 温度控制算法的比较 (7) 数字PID算法 (11) 、 3 结论 (21) 致谢 (22) 参考文献 (23) [
《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