基于C51恒温水箱及其收费系统设计【开题报告】

开题报告

电气工程及自动化

基于C51恒温水箱及其收费系统设计

一、课题研究意义及现状

恒温控制系统在很多领域都有广泛的应用，例如恒温水箱，大棚恒温控制，暖房及其电热水器等[1]。一般要求控制系统能够准确的进行温度检测并显示，并设定温度上下限采取相应的措施：当温度达到温度的上限或者下限是分别控制继电器采取不同措施实现对外部加热设备以及制冷设备的控制，能根据温度变化的情况进行有序地升温或降温。

目前医用、水产、特种工业、工业探伤、照相等很多行业中都需要有稳定而精确的环境温度，尤其在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速等都是常用的主要被控参数[2]。恒温控制系统作为一种提供恒定温度的设备，被广泛地应用于生产、生活、实验等领域。因而对恒温控制系统需求量很大[3]。

自20世纪70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在微电子技术和计算机技术的迅猛发展以及自动化控制理论和设计方法发展的推动下，温度控制系统发展迅速，并在智能化、自适应、参数自整定方面取得一定成果[4]。而当今，随着电子行业的迅猛发展，计算机技术和传感器技术的不断改进，计算机和传感器的价格也日益降低，可靠性逐步提高，用信息技术来实现水温控制并提高控制的精确度不仅是可以达到的而且是容易实现的[5]。用高新技术来解决工业生产问题，排除生活用水问题，实施对水温的控制已成为我们的任务，以此来加强工业化建设，提高人民的生活水平[6]。

加热温度控制具有升温单向性、大惯性、大滞后性和时变性的特点。例如：其升温单向性是由于电加热的升温、保温主要是通过电阻加热；降温则通常是依靠自然冷却，当温度一旦超调，就无法用控制手段使其降温，因而很难用数字方法建立精确的模型，并确定参数[7]。应用传统的模拟电路控制方法，由于电路复杂，器件太多，往往很难达到理想的控制效果。由于无法用精确的数学方法来建立模型并确定参数，现一般采用PID控制。

二、课题研究的主要内容和预期目标

采用MCS-51单片机控制技术，对恒温水箱及其收费系统电路进行研究和设计，实现快速，准确，节能、易于操作的恒温水箱系统[8]。

了解当前国内商用电开水器的现状与其前景；熟悉PID算法和微处理器技术等，为将来从事相关方面的研发、制造及经营等方面工作打下基础。毕业设计的具体内容及技术要求如下：

1、水温误差：控制在正负3摄氏度以内；

2、输入与显示：水箱温度可以通过键盘设定并实时显示当前温度值；

3、报警系统：当水液面过低时有报警系统并且能自动切断加热系统；

4、计费系统：为采用计时收费。

5、测量精度：要求最小精度为0.01摄氏度。

结合上述内容，设计一个以单片机为核心的恒温水箱及其收费系统，其中C51单片机为主控制器，采用PID算法来控制PWM波形，最终实现对温度的检测与控制。

三、课题研究的方法及措施

根据51单片机具有运行可靠、性价比高，易操作等优点，本课题选用已有STC89C52作为系统控制器。对控制程序先在Keil uVision4软件进行程序编写，通过仿真软件PROTUES 进行仿真与调试，然后可以对硬件进行调测试和修改[9]。

本课题所设计的恒温控制系统主要由显示部分、键盘设定部分、热得快控制以及计费部分等四部分组成。显示部分采用数字传感器DS18B20作为温度采集并将数据送到数码管显示；键盘部设定部分采用矩阵键盘，将输入的数字送到数码管显示；热得快控制部分CPU 对当前温度与设定温度进行比较，对电磁阀进行开关操作；计费系统对外界是否有输入进行判断，来控制电磁阀的开关状态。

整体设计思路为一个闭环过程控制系统，输入量为键盘设定值，与之进行比较的是当前的输出温度，采用负反馈方式，前馈通道为PID调节，控制对象水箱里的水温[10]。为了对水箱里的水温进行实时检测与控制，采用DS18B20进行温度检测。如下图1。对于计费系统，采用计时的计费方式，一旦检测到脉冲，电磁水阀打开，同时进行计费，当检测第二个脉冲时，水阀关闭并且停止计费，显示本次用水所花的费用。

图1 系统框图

四、课题研究进度计划

毕业设计期限：自2011年6月7日至2012年4月21日。

2011年6月7日至2011年8月1日:明确任务，查找资料，确定系统总体设计方案；

2011年8月1日至2011年9月1日:写文献综述，外文翻译

2011年9月1日至2011年11月3日：完成开题报告，准备开题答辩

2011年11月3日至2012年1月1日：完成主电路系统硬件和软件的设计；

2012年1月1日至2011年3月1日：完成按键输入和计费系统的软件调试；

2012年3月1日至2012年4月4日：撰写毕业论文，完善与修改毕业论文；做好论文答辩的PPT资料，准备答辩，并提交所有电子文档材料。

五、参考文献

[1] 刘天.基于单片机的恒温控制系统的设计研究[J].IT技术，2009（3）：29-34.

[2] 刘迎春，叶湘滨.传感器原理设计与应用[M].第4版.北京：国防科技大学出版社，2002：

17-33.

[3] 陶永华，新型PID控制及其应用[M].第二版.机械工业出版社,2002.

[4] 王福瑞，单片微机测控系统设计大全[M].北京：电子工业出版社，2005.

[5] 孙洪程，过程控制工程设计[M]北京：化学工业出版社，2001．

[6] 何希才, 薛永毅，传感器及其应用实例[M].北京: 机械工业出版社, 2001.

[7] 康光华.电子技术基础（数字部分）[M].华中理工大学出版社，2002.

[8] 胡学海.单片机原理及应用系统设计[M].北京：京电子工业出版社，2005.

[9] 雷建军，朱华，祝磊，顾德英.基于Fuzzy_PID的电阻炉温度控制系统。[J]微计算机信

息，2003,224-227.

[10]李建伟，李慧琴，刘军，基于C8051F020单片机的模糊PID温度测控系统设计，机电产品开发与创新，2006,19（6）：127-128.

水箱恒温控制系统的设计

水箱恒温控制系统的设计 [摘要]恒温控制在工业生产过程中举足轻重，温度的控制直接影响着工业生产的产量和质量。本设计是基于STC89C521单片机的恒温箱控制系统，系统分为硬件和软件两部分，其中硬件包括：温度传感器、显示、控制和报警的设计；软件包括：键盘管理程序设计、显示程序设计、控制程序设计和温度报警程序设计。编写程序结合硬件进行调试，能够实现设置和调节初始温度值，进行数码管显示，当加热到设定值后立刻报警。另外，本系统通过软件实现对按键误差、加热过冲的调整，以提高系统的安全性、可靠性和稳定性。本设计从实际应用出发选取了体积小、精度相对高的数字式温度传感元件DS18B20作为温度采集器，单片机STC89C52作为主控芯片，数码管作为显示输出，实现了对温度的实时测量与恒定控制。 The Design of Refrigerator Door Shell Shaping Control System Abstract:The system makes use of the single chip STC89C52 as the temperature controlling center, uses numeral thermometer DS18B20 which transmits as 1-wire way as the temperature sensor, through the pressed key, the numerical code demonstrated composite of the man-machine interactive connection ,to realize set and adjust the initial temperature value. After the system works, the digital tube will demonstrate the temperature value, when temperature arriving to the setting value, the buzzer will be work immediately. In addition, the system through the software adjusting to the pressed key error, and the excessively hutting. All of these are in order to enhance the system’s security, reliability and stability.

恒温水箱

目录一、设计题目 (2) 二、设计要求 (2) 三、设计作用与目的 (2) 四、所用设备及软件 (3) 五、系统设计方案 (3) 5.1 硬件总体设计 (3) 5.1.1硬件系统子模块 (4) 5.2 软件总体设计 (4) 六、系统硬件设计 (5) 6.1单片机最小系统电路 (5) 6.2 键盘电路 (6) 6.3 数码管及指示灯显示电路 (7) 6.4 温度采集电路 (8) 6.5 电源电路 (10) 6.6报警电路设计 (11) 6.7加热管控制电路设计 (11) 七、系统软件设计 (12) 7.1主程序流程图 (12) 7.2读取温度DS18B20模块的流程 (14) 7.3 键盘扫描处理流程 (16) 7.4 报警处理流程 (17) 八、实验调试结果 (17) 8.1 硬件电路调试 (17) 8.2 软件调试 (18) 8.3 数据测试 (18) 8.3.1静态数据测试 (18) 8.3.2动态数据测试 (19) 九、设计中的问题及解决方法 (19) 十、设计心得 (20) 十一、参考文献 (20) 附录2：程序清单 (22)

恒温水箱控制系统的设计一、设计题目恒温水箱控制系统的设计二、设计要求温度控制系统可以说是无所不在，热水器系统、空调系统、冰箱、电饭煲、电风扇等家电产品以至手持式高速高效的计算机和电子设备，均需要提供温度控制功能。本系统的设计可以用于热水器温度控制系统和饮水机等各种电器电路中。它以单片机AT80C51为核心，通过3个数码管显示温度和4个按键实现人机对话，使用单总线温度转换芯片DS18B20实时采集温度并通过数码管显示，并提供各种运行指示灯用来指示系统现在所处状态，如：温度设置、加热、停止加热等，整个系统通过四个按键来设置加热温度和控制运行模式。三、设计作用与目的及时准确地得到温度信息并对其进行适时的控制,在许多工业场合中都是重要的环节.水温的变化影响各种系统的自动运作，例如冶金、机械、食品、化工各类工业中，广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等，对工件的水处理温度要求严格控制。对于不同控制系统，其适宜的水质温度总是在一个范围。超过这个范围，系统或许会停止运行或遭受破坏，所以我们必须能实时获取水温变化。对于，超过适宜范围的温度能够报警。同时，我们也希望在适宜温度范围内可以由检测人员根据实际情况加以改变。单片机对温度的控制是工业生产中经常使用的控制方法.自从1976年Intel 公司推出第一批单片机以来，80年代单片机技术进入快速发展时期，近年来，随着大规模集成电路的发展，单片机继续朝快速、高性能方向发展。单片机主要用于控制，它的应用领域遍及各行各业，大到航天飞机，小至日常生活中的冰箱、彩电，单片机都可以

基于PLC的水箱温度控制系统

【摘要】本文研究的是可编程控制器在水箱恒温控制系统中的应用，水箱恒温控制装置主要用来完成对水箱中液体的液位和温度检测，并对温度参数进行调节。系统中温度控制是一个非常重要的部分。通过铂热电阻对温度进行测量，将测量到的温度传到PLC中。PLC 对采集到的温度值与给定值进行比较，经过PID运算后，调节双向晶闸管在设定周期内通断时间的比例，改变加热丝中电流大小及加热时间，以完成对温度的控制要求。本系统硬件部分主要由CPU224、EM235、双向晶闸管等组成；软件部分主要由PID 控制来完成。关键词：PLC CPU224 EM235 双向晶闸管 PID控制 Abstract: In this paper, is the programmable controller in the water tank temperature control system application, water tank temperature control system is mainly used to complete the tank liquid level and temperature detection, and adjust the temperature parameters. System, temperature control is a very important part. By platinum RTD temperature measurement will be measured in the temperature reached the PLC. PLC on the collected temperature values compared with a given value, after a PID operation, the regulator Triac off the set period of time the ratio of change in heating wire in the current size and heating time to complete the right temperature control requirements. The system hardware mainly by the CPU224, EM235, bi-directional thyristor etc.; software, some of the major by the PID control to complete. Key words:PLC CPU224 EM235 Triac PID Contro l

水箱加热系统的PLC位式温度控制课程设计

目录一、前言 (1) 1. 可编程序控制器的概述 (1) 2．FX2N系列PLC简介 (2) 3．特殊功能模块 (2) 4. 调功器 (3) 5. 温度变送器 (3) 二、系统设计 (4) 1．系统设计要求 (4) 2．系统硬件设计 (4) 2.1．水箱温度自动调节系统： (4) 2.2．输入输出点数的分配表 (5) 2.3．相关元器件的选型 (5) 2.4． PLC的外部接线原理图 (6) 3．系统软件设计 (7) 3.1．模拟量与数字量的对应关系 (7) 3.2．系统流程图的设计 (7) 3.3．系统梯形图 (8) 3.4．系统指令表 (9) 3.5．系统实时监控图 (10) 三、总结 (12) 四、参考文献 (13) 五、附录 (13) 5.1.课题介绍 (13) 5.2.控制要求 (13)

第一章前言 1.1 可编程序控制器的概述随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已经广泛应用在所有的工业领域。现代社会要求制造业对市场这一需求迅速做出反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。可编程控制器就是顺应这一需要出现的，它是以微处理器为基础的通用工业控制装置。编程控制器不仅可以按事先编好的程序进行各种逻辑控制，还具有随意编程、自动诊断、通用性好、体积小、可靠性高的特点。因此，可编程控制器正逐步取代着继电器－接触器控制系统。国际电工委员会（IEC）于 1982年11月和 1985年1月对可编程序控制器作了如下的定义：“可编程序控制器（PLC）是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的命令，并通过数字式模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则而设计”。可编程序控制器（PLC）主要由CPU 模块、输出模块和编程器组成。PLC的特殊功能模块能完成某些特殊的任务。从使用方式PLC分为： 1）整体式PLC（又称单元式或箱体式）整体式PLC是将电源、CPU、I／0部件都集中装在一个机箱内。一般小型PLC采用这种结构；2）模块式PLC，将PLC各部分分成若干个单独的模块，模块式PLC由框架和各种模块组成。模块插在插座上。一般大、中型PLC采用模块式结构3）PLC将整体式和模块式结合起来，称为叠装式PLC。

烤箱温度控制系统设计.doc

苏州市职业大学2014─2015学年第1学期试卷《MATLAB 工程应用》（分散 A 卷开卷设计）出卷人宋秦中出卷人所在学院电子信息工程学院使用班级 12电子1,12电子2 班级 12 应用电子技术1 学号 127303110 姓名施晓蓉第1页，共21页一、设计题（满分100分）请在以下题目中任选一项完成设计 1. 汽车运动控制系统设计； 2. 电烤箱温度控制系统设计 3. 汽车减震系统建模仿真； 4. 汽车自动巡航控制系统的PID 控制； 5. 汽车怠速系统的模糊PID 控制； 6. 双闭环直流调速系统的设计与仿真 7. 自选测控项目（给出你自选的题目） 8. 本份试题选取项目为：电烤箱温度控制系统设计附评分细则：

《MATLAB工程应用》期末考试设计报告第一章概述本次课题的主要内容是通过对理论知识的学习和理解的基础上，自行设计一个基于MA TLAB 技术的PID控制器设计，并能最终将其应用于一项具体的控制过程中。以下为此次课题的主要内容： (1) 完成PID控制系统及PID调节部分的设计其中包含系统辨识、系统特性图、系统辨识方法的设计和选择。 (2) PID最佳调整法与系统仿真其中包含PID参数整过程，需要用到的相关方法有： b.针对有转移函数的PID调整方法主要有系统辨识法以及波德图法及根轨迹法。 (3) 将此次设计过程中完成的PID控制器应用的相关的实例中，体现其控制功能（初步计划为温度控制器）第2页，共21页

第二章调试测试 2.1进度安排和采取的主要措施：前期：1、对于MA TLAB的使用方法进行系统的学习和并熟练运用MA TLAB的运行环境，争取能够熟练运用MA TLAB。 2、查找关于PID控制器的相关资料，了解其感念及组成结构，深入进行理论分析，并同步学习有关PID控制器设计的相关论文，对其使用的设计方法进行学习和研究。 3、查找相关PID控制器的应用实例，尤其是温度控制器的实例，以便完成最终的实际应用环节。中期：1、开始对PID控制器进行实际的设计和开发，实现在MATLAB的环境下设计PID控制器的任务。 2、通过仿真实验后，在剩余的时间内完成其与实际工程应用问题的结合，将其应用到实际应用中（初步计划为温度控制器）。后期：1、完成设计定稿。 2、打印以及答辩工作地准备。 2.2被控对象及控制策略 2.2.1被控对象本文的被控对象为某公司生产的型号为CK-8的电烤箱，其工作频率为50HZ，总功率为600W，工作范围为室温20℃-250℃。设计目的是要对它的温度进行控制，达到调节时间短、超调量为零且稳态误差在±1℃内的技术要求。在工业生产过程中，控制对象各种各样。理论分析和实验结果表明:电加热装置是一个具有自平衡能力的对象，可用二阶系统纯滞后环节来描述。然而，对于二阶不振荡系统，通过参数辨识可以降为一阶模型。因而一般可用一阶惯性滞后环节来描述温控对象的数学模型。所以，电烤箱模型的传递函数为：第3页，共21页

恒温恒湿控制系统设计

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。

模电课设—温度控制系统的设计

目录 1.原理电路的设计 (1) 1.1总体方案设计 (1) 1.1.1简单原理叙述 (1) 1.1.2设计方案选择 (1) 1.2单元电路的设计 (3) 1.2.1温度信号的采集与转化单元——温度传感器 (3) 1.2.2电压信号的处理单元——运算放大器 (4) 1.2.3电压表征温度单元 (5) 1.2.4电压控制单元——迟滞比较器 (6) 1.2.5驱动单元——继电器 (7) 1.2.6 制冷部分——Tec半导体制冷片 (8) 1.3完整电路图 (10) 2.仿真结果分析 (11) 3 实物展示 (13) 3.1 实物焊接效果图 (13) 3.2 实物性能测试数据 (14) 3.2.1制冷测试 (14) 3.2.2制热测试 (18) 3.3.3性能测试数据分析 (20) 4总结、收获与体会 (21) 附录一元件清单 (22) 附录二参考文献. (23)

摘要本课程设计以温度传感器LM35、运算放大器UA741、NE5532P及电压比较器LM339N 为电路系统的主要组成元件，扩展适当的接口电路，制作一个温度控制系统，通过室温的变化和改变设定的温度，来改变电压传感器上两个输入端电压的大小，通过三极管开关电路控制继电器的通断，来控制Tec制冷片的工作。这样循环往复执行这样一个周期性的动作，从而把温度控制在一定范围内。学会查询文献资料，撰写论文的方法，并提交课程设计报告和实验成品。关键词：温度；测量；控制。

Abstract This course is designed to a temperature sensor LM35, an operational amplifier UA741， NE5532P and a voltage comparator LM339N circuit system of the main components. Extending the appropriate interface circuit, make a temperature control system. By changing the temperature changes and set the temperature to change the size of the two input ends of the voltage on the voltage sensor, an audion tube switch circuit to control the on-off relay to control Tec cooling piece work. This cycle of performing such a periodic motion, thus controlling the temperature in a certain range. Learn to query the literature, writing papers, and submitted to the curriculum design report and experimental products. Key words: temperature ; measure ;control

恒温水箱控制系统调研报告

本科生毕业论文(设计) 调研报告题目：恒温水箱控制系统学生姓名：冯明勇学号： 06210133 专业班级：自动化0601 指导教师：梅英老师完成时间： 2010.1.31

一、课题任务设计一个用单片机控制水温的恒温控制系统，以单片机为主控器，利用PID 控制原理及PWM技术实现对水箱内水温的控制，使水箱中的水温保持在设定温度的±1℃范围内。设计包括系统软硬件设计。 1、目的 1、培养综合运用所学的知识独立分析问题和解决问题的能力； 2、培养学生的创新意识和创新能力； 3、增强学生理论分析、实验研究、文献查阅、计算机运用和文字表达等方面的能力； 4、开启心智，培养专业思维，为以后工作打下良好的基础。 2、要求完成3秒温度传感器读一次温度并显示；完成在10分钟之内达到设定的温度值；完成一直保持设定的温度（在误差范围之内）；完成改变设定温度时，控制的水温能达到设定的温度。二、方案选择本系统若根据课题要求可有多种实现方案（1）方案一此方案是传统的一位式模拟控制方案，选用模拟电路，用电位器设定给定值，反馈的温度值和设定值比较后，决定加热或不回热。系统受环境影响大，不能实现复杂的控制算法，不能用数码显示，不能用键盘设定。（2）方案二此方案是传统的二位式模拟控制方案，其基本思想与方案一相同，但由于采用上下限比较电路，所以控制精提高。这种方法还是模拟控制方式，因此也不能实现复杂的控制算法使控制精度做得较高，而且仍不能用数码显示和键盘设定（3）方案三此方案采用89S51单片机系统来实现。单片机软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种控制看法和逻辑控制。可实现数码显示和键盘设定等多种功能，系统电路框图如下：

恒温水箱毕业设计

一、绪论（一）课题研究的背景温度是工业上常见的被控参数之一，特别是在冶金、化工、建材、食品加工、机械制造等领域，恒温控制系统被广泛应用于加热炉、热处理炉、反应炉等。在一些温控系统电路中，广泛采用的是通过热电偶、热电阻或PN结测温电路经过相应的信号调理电路，转换成A／D转换器能接收的模拟量，再经过采样／保持电路进行A／D转换，最终送入单片机及其相应的外围电路，完成监控。但是由于传统的信号调理电路实现复杂、易受干扰、不易控制且精度不高。本文介绍单片机通过数字温度传感器检测外部温度对水箱进行恒温控制的设计，通过控制继电器的通断，进而控制电炉的加热来实现恒温控制。因此，本系统采用一种新型的可编程温度传感器（DS18B20），不需复杂的信号处理电路和A／D转换电路就能直接与单片机完成数据采集和处理，实现方便、精度高，可根据不同需要用于各种场合。在日常生活中，也经常用到电烤箱、微波炉、电热水器、烘干箱等需要进行温度检测与控制的家用电器。采用单片机实现温度控制不仅具有控制方便、简单、灵活等优点，而且可以大幅度地提高被控温度的技术指标，从而大大提高产品的质量，现以恒温水箱控制系统的设计进行介绍。（二）国内外恒温控制技术发展现状及趋势随着计算机控制技术的发展，恒温控制己在工业生产领域中得到了广泛应用，并取得了巨大的经济和社会效益。在不同的领域内，由于控制环境、目标、成本等因素，需要针对具体情况来设计系统结构和功能，以取得最佳的控制效果。其中，恒温环境的自动化控制技术在工业生产、商业运营中是一个重要研究。 1、国外恒温控制的发展现状及趋势自70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在微电子技术和计算机技术的迅猛发展，以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国外恒温控制系统发展迅速，并在智能化，自适应参数的自整定等方面取得了很大的科技成果。在这方面以日本、美国、德国、瑞典等国技术领先，并且都生产出了一批商品化的性能优异的温度控制器及仪器仪表。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。虽然温度控制系统在国内各行各业的应用已经十分广泛，但从国内生产的温度控制器及技术来讲，其总体发展水平仍然不高，同国外的日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有着较大的差距。 2、国内恒温控制的发展现状及趋势我国目前在恒温控制技术这方面总体技术水平处于20世纪80年代中后期水平，成熟产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主，它只能适应一般温度系统控制，难于

基于PLC的温度控制系统设计

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/ac3948998.html, 基于PLC的温度控制系统设计作者：贾二林张国栋来源：《科学与财富》2014年第11期摘要：本文主要介绍了S7-200可编程控制器和温度控制的设计方案。编程时调用了编程软件STEP 7 -Micro WIN中自带的PID控制模块，使得程序更为简洁，运行速度更为理想。利用组态王设计人机界面，实现控制系统的实时监控、数据的实时采样与处理。实验证明，此系统具有快、准、稳等优点，在工业温度控制领域能够广泛应用。 0 绪论在工业自动化领域内，PLC以其可靠性高、抗干扰能力强、功能强大、能耗低、体积小和其他重要特性被广泛应用于现代工业自动中。在当前的工业控制中，通常以PLC 为现场的控制设备，用于数据采集和处理、输出控制、逻辑判断等；而上位机则是利用HMI 软件来完成工业控制状态、流程与参数的显示，实现监控、管理、分析和存储等功能。这种监控系统充分利用了PLC 和计算机的特点，因此获得了普遍的应用。通过这种方式设计一个温度控制系统，把基于PLC 的下位机与完成HMI功能的上位机相结合，组成分布式控制系统，从而达到了对温度的自动控制[1]。 1 系统总体设计方案根据温度控制系统的要求，本设计由S7-200PLC作为中央处理单元，Fameview作为监控组态软件，实现恒温控制系统的实时监控。系统包括硬件和软件两部分。完成整个系统的需求应该是由软件和硬件共同努力、相互协调工作。本设计由工控机作为上位机监控整个系统，PLC等其他元件作为下位机完成具体控制要求，上位机与下位机之间的通信通过以太网的联接来达到通信的状态要求，以确保更好的完成对系统的监控。系统总体结构图如图1所示[2]。图1 系统总体结构图 2 系统硬件电路设计图2是温度控制系统硬件接线图，其中可以看到CPU226有两个扩展模块，并且与监控室连接，便于值班人员操作控制。图2 硬件接线图本设计采用CPU226作为主处理器，分别扩展了模拟量输入模块EM231以及模拟量输出模块EM232。系统中由流量检测计与温度传感器采集流量与温度信号，通过信号隔离处理器RZG2100将直流输入信号转换成隔离的标准过程信号，并送入EM231。EM231再将信号传给CPU226，由处理器对信号进行分析处理；然后将分析的结果通过数显仪表把系统状况反应出

温度控制系统设计

温度控制系统设计目录第一章系统方案论证错误！未指定书签。总体方案设计错误！未指定书签。温度传感系统错误！未指定书签。温度控制系统及系统电源错误！未指定书签。单片机处理系统（包括数字部分）及温控箱设计错误！未指定书签。算法原理错误！未指定书签。第二章重要电路设计错误！未指定书签。温度采集错误！未指定书签。温度控制错误！未指定书签。第三章软件流程错误！未指定书签。基本控制错误！未指定书签。控制错误！未指定书签。时间最优的控制流程图错误！未指定书签。第四章系统功能及使用方法错误！未指定书签。温度控制系统的功能错误！未指定书签。温度控制系统的使用方法错误！未指定书签。第五章系统测试及结果分析错误！未指定书签。硬件测试错误！未指定书签。软件调试错误！未指定书签。第六章进一步讨论错误！未指定书签。参考文献错误！未指定书签。致谢错误！未指定书签。摘要：本文介绍了以单片机为核心的温度控制器的设计，文章结合课题《温度控制系统》，从硬件和软件设计两方面做了较为详尽的阐述。关键词：温度控制系统控制单片机 : . : 引言：温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制，有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。本文设计了以单片机为检测控制中心的温度控制系统。温度控制采用改进的数字控制算法，显示采用静态显示。该系统设计结构简单，按要求有以下功能： ()温度控制范围为°; ()有加热和制冷两种功能 ()指标要求：超调量小于°；过渡时间小于；静差小于℃；温控精度℃ ()实时显示当前温度值，设定温度值，二者差值和控制量的值。第一章系统方案论证总体方案设计薄膜铂电阻将温度转换成电压，经温度采集电路放大、滤波后，送转换器采样、量化，量化后的数据送单片机做进一步处理；

基于PLC的热水箱恒温控制系统

基于PLC的热水箱恒温控制系统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。在科学研究和生产实践的诸多领域中, 温度控制占有着极为重要的地位, 特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足轻重的作用。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。例如冶金、机械、食品、化工等各类工业生产中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等；燃料有煤气、天然气、油、电等。温度控制系统的工艺过程复杂多变，具有不确定性，因此对系统要求更为先进的控制技术和控制理论。可编程控制器（PLC）可编程控制器是一种工业控制计算机，是继承计算机、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。它具有抗干扰能力强，价格便宜，可靠性强，编程简单，易学易用等特点，在工业领域中深受工程操作人员的喜欢，因此PLC已在工业控制的各个领域中被广泛地使用。第一章绪论 1.1 引言可编程序控制器(Programmable Controller，简称PLC)是以微处理器为基础，综合了计算机技术、控制技术、通讯技术等高新技术的工业装置。现代PLC不仅具有传统继电器控制系统的控制功能，而且能扩展输入输出模块，特别是可以扩展一些智能控制模块，构成不同的控制系统，将模拟量输入输出控制和现代控制方法融为一体，实现智能控制、闭环控制、多控制功能一体的综合控制系统。在工农业生产中，常用闭环控制方式控制温度、压力、流量等连续变化的模拟量，PID控制是常见的一种控制方式。由于其不需要求出控制系统的数学模型，算法简单、鲁棒性好、可靠性高，在使用模拟量控制器的模拟控制系统和使用计算机(包括PLC)的数字控制系统中得到了广泛的应用。本文针对恒温水箱温控系统的要求，以PLC为温度控制系统的核心，利用PID控制算法实现水箱的恒温控制。

基于单片机的温度控制系统设计报告

智能仪器仪表综合实训题目基于单片机的温度控制系统设计学院专业电子信息工程班级 (仪器仪表) 学生姓名学号指导教师完成时间:

目录一、系统设计---------------------------------------------------------第 1 页（一）系统总体设计方案----------------------------------------------第1 页（二）温度信号采集电路选择和数据处理--------------------------------第3 页（三）软件设计------------------------------------------------------第3 页二、单元电路设计-----------------------------------------------------第 5 页（一）温度信号采集电路----------------------------------------------第5 页（二）步进电机电路------------------------------------------------- 第5 页（三）液晶显示模块---------------------------------------------------------- 第6 页（四）晶振复位电路--------------------------------------------------第7 页三、总结体会--------------------------------------------------------------------------------------第7 页四、参考文献-------------------------------------------第8 页附录：程序清单------------------------------------------第8 页

水箱温度控制[1](1)

【摘要】本论文主要阐述了温度控制加热器的工作原理，利用PLC对系统进行编程分析，其中介绍了许多关于温度控制系统的器件，让大家能更进一步的明白温度控制的过程及其硬件。在编程中还特别介绍了有关模拟量的转换，对PID也进行了详细的简介。随着社会的发展需要，温度控制系统已经普遍被人们接受。温度控制在现阶段已有很多地方用到如：热水器、锅炉等。人们生活中所必须的设备都需要温度控制来解决。温度控制系统设计起来简单，用起来更方便。关键词：编程控制系统热水器

【Abstract】 This thesis mainly describes the working principle of the heater temperature control, using PLC system programming analysis, which introduces many about temperature control system components, let everybody can further understand the process of temperature control and its hardware. In programming are particularly introduces the analogue conversion of PID a detailed introduction also. With the development of the society needs, the temperature control system has been generally be accepted by people. Temperature control at present has many places use such as: water heater, boiler, etc. People's life must be the devices are need to temperature control to solve. Temperature control system design easy, use up more convenient.

温度控制系统设计方案

温度控制系统设计方案１引言温度是工业过程控制中主要的被控参数之一，在冶金、化工、建材、食品、石油等工业中，工艺过程所要求的温度的控制效果直接影响着产品的质量。对于不同场所、不同工艺、所需温度高低范围不同、精度不同，则采用的测温元件、测温方法以及对温度的控制方法也将不同，随着电子技术和微型计算机的迅速发展，微机测量和控制技术得到了迅速的发展和广泛的应用。越来越显示出其优越性。随着集成电路技术的发展，单片微型计算机的功能不断增强，许多高性能的新型机种不断涌现出来。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，成为自动化和各个测控领域中广泛应用的器件，在温度控制系统中，单片机更是起到了不可替代的核心作用。在工业生产中，如用于热处理的加热炉、用于融化金属的坩锅电阻炉等，都用到了电阻加热的原理。鉴于单片机技术应用的广泛性和优越性，温度控制的重要性，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。本文就是根据这一思想来展开的。 1.1 系统设计的目的和任务 1.1.1 系统设计的目的通过本次毕业设计,主要想达到以下目的： 1. 增进对单片机的感性认识，加深对单片机理论方面的理解。 2. 掌握单片机的内部功能模块的应用，如定时器/计数器、中断、片内外存贮器、I/O口等。 3. 了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现，为以后工作中设计和实现单片机应用系统打下基础。 4. 熟悉闭环控制系统的组成原理及单片机ＰＩＤ算法的实现方法。 1.1.2 系统设计的任务 1．查阅资料，弄清楚所要解决的问题的思路，确定设计方案。 2．系统硬件电路设计。 3．系统相关软件设计。 4．仿真实现温度参数设定、转换、显示等功能。 5．依据对象模型设计控制器参数， 6．系统调试与分析；并依据调试结果予以完善。 1.2毕业设计论文安排 1.论证系统设计方案，设计系统原理图。

热泵热水系统设计

热泵热水系统方案书地址：联系电话：日期：传真：E-mail: 网址：

目录一、公司简介二、产品介绍三、工程概况四、方案设计五、热水系统特点及控制系统介绍六、工程预算表七、运行成本分析八、机组安装九、组织与施工十、工程验收与售后服务保障

一、公司简介广东长菱空调冷气机制造有限公司位于闻名中外的中国家电之都——广东顺德，是一家专业研发空气能热泵热水器的国家高新技术企业。公司从2001年开始生产热泵产品，并拥有强大的研发、制造、销售产品的实力。目前已拥有自主研发的商用热泵热水机、家用热泵热水器两大类及多个系列的产品和几十项高新技术专利。产品上市以来，因其优越的性价比、高度的稳定性、精良的工艺水平，备受商家与消费者推崇；特别是外置盘管水箱专利技术(国家专利编号：200620054459.0 200620062214.2)，大大推动了整个热泵行业的发展。广东长菱建立实施并通过了ISO9001质量管理体系、ISO14001环境管理体系国际标准的认证，并于2006年牵头制定了区域性联盟标准SD02-2006《空气源热泵热水器》，随后又承担《家用和类似用途热泵热水器》国家标准制定副组长单位。作为国内首批进入热泵行业的长菱，依然坚持不断进行技术研发工作。其最新研发的低温热泵机，在零下20度的环境中能够正常运行，同时在零下15度的环境中的COP值依然能超过2.0。目前这种低温热泵已经广泛运用到中国长江以北区域。长菱公司诚挚希望与广大关注环保、关注能源的有识之士通力合作，共同为建设资源节约型、环境友好型社会作出应有的贡献，为造福人类尽绵薄之力！公司部分荣誉：国家高新技术企业广东省名牌产品广东省著名商标全国工业产品生产许可证中国空气能热水器制造10强企业第二名中国空气能热水器制造十大著名名牌中国节能认证产品联合国注册供应商采用国际标准产品标志证书

温度控制系统设计文献综述

基于单片机的温度控制系统设计文献综述前言随着现代工业的发展，人们需要对工业生产中有关温度系统进行控制，如钢铁冶炼过程需要对刚出炉的钢铁进行热处理，塑料的定型及各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行实时监测和精确控制温度是日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域最常遇到的一个物理量。而且，很多领域的温度可能较高或较低，现场也会较复杂，有时人无法靠近或现场无需人力来监控。如加热炉大都采用简单的温控仪表和温控电路进行控制, 存在控制精度低、超调量大等缺点, 很难达到生产工艺要求。且在很多热处理行业都存在类似的问题，所以，设计一个较为通用的温度控制系统具有重要意义。这时我们可以采用单片机控制，这些控制技术会大大提高控制精度，不但使控制简捷，降低了产品的成本，还可以和计算机通讯，提高了生产效率. 单片机是指芯片本身，而单片机系统是为实现某一个控制应用需要由用户设计的，是一个围绕单片机芯片而组建的计算机应用系统，这是单片机应用系统。单片机自问世以来，性能不断提高和完善，其资源又能满足很多应用场合的需要，加之单片机具

有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等特点，因此，应用日益广泛，并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统。 1.陈岩《基于ARM 的远程控制温控系统的设计》一个基于ARM的远程控制系统的设计.该系统以无线寻呼网络接收POCSAG编码的控制命令字,同时利用DIMF信号发送器将要反馈的数据通过公用电话网络以DTMF编码传送回去,从而实现了一个功能完整的远程控制系统,弥补了以往远程控制系统的不足同。 2．金凯鹏胡即明《基于模糊PID 算法远程温度控制系统的实现》针对实时温度控制对象,算法远程温度控制系统是一套远程控制系统,并结合了模糊PID控制算法,利用其电路组成和设计原理,实现了对远程温度系统的监视和控制功能.采集端主要实现温度采集、数码显示、温度设定、无线编码发射、加热开关控制等功能;监控部分主要实现无线解码接收、温度显示、报警等功能模块.本系统实现了实时控制与无线传输结合. 3.王晓员《基于单片机多点温度控制的硬件构建设计》针对目前许多塑料反应炉温度控制不准确的现状,进行了基于MCS-51系列单片机多点温度控制的硬件构建的设计.采用数字化温度传感器DS18820,TLC2543型号的12位开关电容运次逼近模数A/D转换器.成本低、可靠性高 4.王芳《利用单片机实现温度智能控制》温度控制系统是

plc控制恒温水箱的设计

优秀设计攀枝花学院本科毕业设计（论文）设计题目： plc控制恒温水箱的设计学校：姓名：学号：指导老师：

目录 1 设计方案的确定 (3) 1.1 各控制方案的比较 (3) 1.2 PLC温控系统原理 (4) 2 系统硬件设计 (6) 2.1硬件分配 (6) 2.3 恒温控制的PLC 控制装置示意图 (7) 2.4工艺过程及控制要求说明 (7) 2.5 I/O地址表 (9) 2.6温度传感器 (9) 2.7 PLC主机 (11) 2.8 执行单元 (13) 2.9 LED显示器显示方式 (13) 2.10 各电器元件的选择 (13) 3 系统的软件设计 (13) 3.1恒温系统控制流程图 (14) 3.2 恒温系统梯形图 (15) 3.3 恒温控制系统程序 (25) 参考文献 (28) 致谢 (29)

1设计方案的确定 1.1 各控制方案的比较根据任务设计要求,恒温水箱的水温需要运用PID控制。在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID 调节。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象﹐或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。首先， PID 应用范围广。虽然很多工业过程是非线性或时变的，但通过对其简化可以变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统，这样 PID 就可控制了。其次，PID 参数较易整定。也就是PID 参数 Kp ，Ki 和 Kd 可以根据过程的动态特性及时整定。如果过程的动态特性变化，例如可能由负载的变化引起系统动态特性变化， PID 参数就可以重新整定。第三，PID 控制器在实践中也不断的得到改进，PID 参数自整定就是为了处理 PID 参数整定这个问题而产生的。许多自身整定参数的PID控制器经常工作在自动整定模式而不是连续的自身整定模式。自动整定通常是指根据开环状态确定的简单过程模型自动计算 PID 参数。 1.1.1 纯模拟电路控制传统的温度控制较多地使用纯模拟电路并采用继电器一接触器或者双向晶闸管进行模拟部分驱动制冷器件。纯模拟电路温度控制有很多不足之处，比如:模拟电路复杂、控制精度不高、控制参数的调整要依靠经验数据，很难做到动态调节、系统操作复杂，不利于远程控制、实时控制以及数据的实时采集等等。本

基于单片机恒温控制系统的设计

独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者授权长江师范学院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：日期：摘要本设计主要研究的是基于单片机的恒温控制，通过对单片机添加外围电路并编程

来达到设计目的。其主要分为了软件系统和硬件系统两个部分，然而软件系统的设计是建立在硬件系统的基础上进行的。设计最终达到了恒温控制功能的目的。包括实际温度的测量及显示、温度上下限范围设定、超过上下限温度报警并亮灯以及处理。本设计是把AT89C52单片机作为控制中心，把DS18B20温度传感器作为温度传感器。它的测量范围在0℃~100℃之间, 分辨率为0.1摄氏度且误差不大于1摄氏度；采用继电器作为弱电控制强电输出。作为恒温控制系统，它将温度探测、单片机控制和弱电控制强电技术相结合，从而达到恒温控制系统的目的。本设计不但能够设置目标温度的上下限值范围，并且当实际温度不高于设定目标温度下限值的时候，继电器一吸合灯亮开始加热，蜂鸣器响且灯亮；当温度不低于设定目标温度上限值的时候，继电器一断开灯灭停止加热，同时继电器二吸合灯亮开始降温，蜂鸣器响且灯亮。关键字：51单片机；恒温控制系统；DS18B20温度传感器 I Abstract circuit external by adding based on single-chip temperature control, This design study is is software main system the design objectives. The and microcontroller programming to meet divided into two parts and hardware systems , however, the design of software