炉温控制实验报告 -计算机控制系统
温度控制器研究报告
温度控制器研究报告引言温度控制器是一种用于监测和调节温度的设备，广泛应用于各个领域，如工业生产、农业、医疗、研究等。
本文将对温度控制器的原理、应用和未来发展进行深入研究和探讨。
一、温度控制器的原理温度控制器的基本原理是通过感知温度并与设定温度进行比较，然后根据差异来控制加热或制冷设备，以达到温度稳定的目的。
常见的温度控制器有PID控制器、ON-OFF控制器和模糊控制器等。
1. PID控制器PID控制器是最常用的温度控制器之一。
它根据当前温度与设定温度之间的差异，计算出一个控制信号，然后通过控制阀门或加热元件来调整温度。
PID控制器具有良好的稳定性和动态性能，广泛应用于工业生产领域。
2. ON-OFF控制器ON-OFF控制器是一种简单的温度控制器，它将温度传感器输出的信号与设定温度进行比较，当温度高于设定温度时，控制器关闭加热设备；当温度低于设定温度时，控制器打开加热设备。
ON-OFF 控制器的稳定性较差，易产生温度波动。
3. 模糊控制器模糊控制器是一种基于模糊逻辑的温度控制器。
它通过将温度传感器输出的信号与设定温度进行模糊化处理，然后利用模糊规则进行推理，最终得到一个控制信号，用于调节加热或制冷设备。
模糊控制器具有较好的鲁棒性和适应性，适用于非线性和复杂系统。
二、温度控制器的应用温度控制器在各个领域都有广泛的应用。
1. 工业生产在工业生产中，温度控制器常用于控制炉温、烘干、冷却等过程。
通过合理调节温度，可以提高产品质量和生产效率，减少能源消耗。
2. 农业在农业领域，温度控制器被广泛应用于温室、养殖和种植等环境中。
通过控制温度，可以提供适宜的生长环境，促进作物的生长和动物的繁殖。
3. 医疗在医疗领域，温度控制器用于控制手术室、实验室和药品储存等场所的温度。
确保温度的稳定可以保证医疗设备的正常运行，并保护药品和生物样本的质量。
4. 研究在科研领域，温度控制器被广泛应用于实验室中的各种实验。
通过精确控制温度，可以保证实验的可重复性和准确性，提高研究结果的可信度。
[PLC实训]实训报告
![[PLC实训]实训报告](https://img.taocdn.com/s3/m/6b8448e919e8b8f67c1cb900.png)
韶关学院实训报告实训课程名称：PLC实训系：自动化专业班级：自动化2007级学生：姓名黄学号指导教师：实训日期：2010年12月27～31日成绩：____________________________________2010年12月31日一、实训目的《PLC实训》是自动化专业的一门实践性课程，是研究可编程序控制器（PLC）在工程技术领域中应用的一门课程。
通过本课程的学习，达到以下目的：1、进一步掌握PLC的主要概念、基本原理和方法，掌握PLC的基本应用技术。
2、掌握PLC的选用以及输入和输出信号的配置。
3、掌握PLC的基本指令及编程法、步进指令及状态编程法、应用指令及编程方法，学会PLC的程序调试技术。
4、学会常用PLC及其相关控制线路的安装与调试技术。
5、学会根据工艺过程和控制要求，进行PLC的系统设计和编制用户程序。
二、实训内容（一）按实训的项目分为以下内容项目一：皮带运输机控制的实训；项目二：工件加工控制的实训；项目三：PLC应用指令编程的实训；项目四：PLC特殊功能模块应用的实训；项目五：机电一体化系统的实训；上述各个项目的相关内容见下面第七部分。
（二）按各个项目的实训过程分为三部分内容1、系统硬件配置，主要是根据控制要求确定PLC设备及其输入输出设备的配置。
2、系统软件设计，主要是根据控制要求设计PLC的用户程序。
3、系统调试实验，在实验室进行PLC系统硬件配置和程序调试的实训。
三、实训设备1、THPLC－2型可编程序控制器模拟实验箱，主机为三菱FX1N－40MR型PLC；2、个人计算机；3、FX-422CAB型RS-422缆线或FX-422CAB-150型RS-422缆线；4、FX系列PLC编程软件SWOPC-FXGP/WIN-C。
5、HJD-2型、HJD-4型机电一体化教学实验系统。
五．实训项目相关内容1、项目一皮带运输机控制的实训（选择性流程程序的编制）1、PLC输入/输出配置接线图；2、程序设计图（梯形图或状态转移图）；3、调试过程及结果分析说明。
测试技术实验报告
一、交流全桥的应用——电子秤实验一、实验目的：本实验说明交流激励的金属箔式应变电桥的实际应用。
二、实验内容：本实验说明交流电的四臂应变电桥的原理和实际应用情况，在相敏检波器中整形电路的作用下将输入的正弦波正转换成方波。
交流电桥比直流电桥有更高的灵敏度。
当阻容网络rc 不变时，相移将随输入信号的频率而变化，增大相角可以进一步提高灵敏度。
三、实验要求：1．电桥接入5khz交流。
2．组桥应注意接成差动式，即相邻电阻的受力方向相反。
四、实验装置：1．传感器系统实验仪 csy型 10台2．通用示波器 cos5020b 10台3．七喜电脑 8台4．消耗材料霍尔片(专用) 1个插接线(专用) 10个基层电池(9v) 10个五、实验步骤：1．按图3接线，组成全桥，音频和差放幅度旋钮适当，以毫伏表在50mv档时用手提压梁时毫伏表指针满档为宜。
图3 接线图2．在悬臂梁顶端磁钢上放好称重平台，在梁处于水平状态时调整电桥的调平衡电位器wd 和wa，使系统输出为零。
3．在称重平台上逐步加上砝码进行标定，并将结果填入表3。
表3 实验数据4．取走砝码，在平台上加一未知重量的重物，记下电压表读数。
六、实验数据及处理：在称重平台上每加—个砝码w，记下—个输出v值，对电子称进行标定。
用方格纸画出w――v曲线，根据标定曲线计算出未知-重量重物的重量。
回归方程为v=0.044w-0.06,当v=1.16时，w=27.73g.二、霍尔传感器的直流激励特性实验一、实验目的：了解霍尔传感器的直流激励特性。
二、实验内容：给霍尔传感器通以直流电源，经差动放大器放大，当测微头随振动台上、下移动时，就有霍尔电势输出，从而可以测出霍尔传感器在直流激励下的输出特性。
三、实验原理：由两个半圆形永久磁钢组成梯度磁场，位于梯度磁场中的霍尔元件（霍尔片）通过底座连接在振动台上。
当霍尔片通以恒定电流时，将输出霍尔电势。
改变振动台的位置，霍尔片就在梯度磁场中上下移动，霍尔电势v值大小与其在磁场中的位移量x有关。
实验报告 弗兰克赫兹实验报告内容
弗兰克赫兹实验报告内容弗兰克-赫兹实验为能级的存在提供了直接的证据，对玻尔的原子理论是一个有力支持，那么，下面是给大家整理收集的弗兰克赫兹实验报告内容，供大家阅读参考。
弗兰克赫兹实验报告内容1仪器弗兰克-赫兹管(简称F-H管)、加热炉、温控装置、F-H管电源组、扫描电源和微电流放大器、微机X-Y记录仪。
F-H管是特别的充汞四极管，它由阴极、第一栅极、第二栅极及板极组成。
为了使F-H管内保持一定的汞蒸气饱和蒸气压，实验时要把F-H管置于控温加热炉内。
加热炉的温度由控温装置设定和控制。
炉温高时，F-H管内汞的饱和蒸气压高，平均自由程较小，电子碰撞汞原子的概率高，一个电子在两次与汞原子碰撞的间隔内不会因栅极加速电压作用而积累较高的能量。
温度低时，管内汞蒸气压较低，平均自由程较大，因而电子在两次碰撞间隔内有可能积累较高的能量，受高能量的电子轰击，就可能引起汞原子电离，使管内出现辉光放电现象。
辉光放电会降低管子的使用寿命，实验中要注意防止。
F-H管电源组用来提供F-H管各极所需的工作电压。
其中包括灯丝电压UF，直流1V~5V连续可调;第一栅极电压UG1，直流0~5V连续可调;第二栅极电压UG2，直流0~15V连续可调。
扫描电源和微电流放大器，提供0~90V的手动可调直流电压或自动慢扫描输出锯齿波电压，作为F-H管的加速电压，供手动测量或函数记录仪测量。
微电流放大器用来检测F-H管的板流，其测量范围为10^-8A、10^-7A、10^-6A三挡。
微机X-Y记录仪是基于微机的集数据采集分析和结果显示为一体的仪器。
供自动慢扫描测量时，数据采集、图像显示及结果分析用。
原理玻尔的原子理论指出:①原子只能处于一些不连续的能量状态E1、E2……，处在这些状态的原子是稳定的，称为定态。
原子的能量不论通过什么方式发生改变，只能是使原子从一个定态跃迁到另一个定态;②原子从一个定态跃迁到另一个定态时，它将发射或吸收辐射的频率是一定的。
热重分析实验报告
热重分析一、实验目的1.了解热重分析法的基本原理和差热分析仪的基本构造；2.掌握热重分析仪的使用方法；3.测定硫酸铜晶体试样的差热谱图,并根据所得到的差热谱图,分析样品在加热过程中发生的化学变化。
二、实验原理热重法（TG）是在程序控制温度的条件下测量物质的质量与温度关系的一种技术。
热重分析仪主要由天平、炉子、程序控温系统、记录系统等几个部分构成。
最常用的测量的原理有两种，即变位法和零位法。
所谓变位法，是根据天平梁倾斜度与质量变化成比例的关系，用差动变压器等检知倾斜度，并自动记录。
零位法是采用差动变压器法、光学法测定天平梁的倾斜度，然后去调整安装在天平系统和磁场中线圈的电流，使线圈转动恢复天平梁的倾斜，即所谓零位法。
由于线圈转动所施加的力与质量变化成比例，这个力又与线圈中的电流成比例，因此只需测量并记录电流的变化，便可得到质量变化的曲线。
热重实验仪器主要由记录天平、炉子、程序控温装置、记录仪器和支撑器等几个部分组成，其中最主要的组成部分是记录天平，它基本上与一台优质的分析天平相同，如准确度、重现性、抗震性能、反应性、结构坚固程度以及适应环境温度变化的能力等都有较高的要求。
记录天平根据动作方式可以分为两大类：偏转型和指零型，无论哪种方式都是将测量到的重量变化用适当的转换器变成与重量变化成比例的电信号，并可以将得到的连续记录转换成其他方式，如原始数据的微分、积分、对数或者其他函数等，用来对实验的多方面热分析。
在上述方法中又以指零型天平中的电化学法适应性更强。
发生重量变化时，天平梁发生偏转，梁中心的纽带同时被拉紧，光电检测元件的偏转输出变大，导致吸引线圈中电流的改变。
在天平一端悬挂着一根位于吸引线圈中的磁棒，能通过自动调节线圈电流时天平梁保持平衡态，吸引线圈中的电流变化与样品的重量变化成正比，由计算机自动采集数据得到 TG 曲线。
燃烧失重速率曲线 DTG 可以通过对曲线的数学分析得到。
热重分析原理如下图所示：三、实验仪器及试剂HCT-2 型 TG-DTA 综合热分析仪、镊子、五水硫酸铜晶体等四、实验步骤1、打开炉子，将左右两个陶瓷杆放入瓷坩埚容器，关好炉子在操作界面上调零。
电阻炉温控制课程设计
电阻炉温控制课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握电阻炉温控制的基本原理、方法和技巧。
通过本课程的学习，学生将能够：1.理解电阻炉温控制的基本概念和原理，如PID控制、模糊控制等。
2.掌握电阻炉温控制系统的搭建、调试和优化方法。
3.能够运用所学知识分析和解决实际工程中的电阻炉温控制问题。
4.培养学生的动手能力、创新意识和团队协作精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.电阻炉温控制的基本原理：介绍电阻炉的工作原理、温度控制的重要性及其相关概念。
2.电阻炉温控制技术：讲解电阻炉温控制系统的组成、工作原理及各种控制算法。
3.电阻炉温控制系统的设计与实现：介绍电阻炉温控制系统的设计方法、调试技巧及优化策略。
4.电阻炉温控制工程应用案例分析：分析实际工程中的电阻炉温控制案例，让学生学会如何运用所学知识解决实际问题。
5.电阻炉温控制实验：让学生通过实验操作，加深对电阻炉温控制原理和方法的理解。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学：1.讲授法：讲解电阻炉温控制的基本原理、控制算法和工程应用。
2.讨论法：学生针对实际案例进行分析讨论，培养学生的创新意识和团队协作精神。
3.案例分析法：分析实际工程中的电阻炉温控制案例，让学生学会如何运用所学知识解决实际问题。
4.实验法：让学生通过动手实验，加深对电阻炉温控制原理和方法的理解。
四、教学资源为了保证教学效果，本课程将充分利用校内外教学资源，包括：1.教材：选用国内知名出版社出版的电阻炉温控制相关教材，保证课程内容的科学性和系统性。
2.参考书：提供一批电阻炉温控制领域的经典参考书籍，供学生深入学习。
3.多媒体资料：制作精美的PPT课件，辅助学生理解电阻炉温控制的基本原理和工程应用。
4.实验设备：为学生提供电阻炉温控制实验所需的设备，让学生能够亲自动手操作，提高实践能力。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用以下评估方式：1.平时表现：通过课堂参与、提问、小组讨论等环节，评估学生的学习态度和积极性。
PLC实验报告温度传感器应用与控制
PLC实验报告温度传感器应用与控制一、引言在工业自动化领域中，传感器起着至关重要的作用，它们能够将各种物理量转换为可供PLC（可编程逻辑控制器）进行处理的电信号。
温度传感器是其中一种常见的传感器，广泛应用于工业生产中的温度监测和控制系统。
本实验报告旨在探讨温度传感器的原理、应用以及与PLC的协同工作。
二、温度传感器原理温度传感器是一种能够感知周围温度变化的设备。
常见的温度传感器包括热敏电阻、热电偶和半导体温度传感器。
这些传感器根据物理效应将温度变化转换为电信号。
1. 热敏电阻热敏电阻的电阻值会随温度发生变化。
常见的热敏电阻有铂电阻和热敏电阻两种。
通过测量热敏电阻的电阻值，我们可以间接获取所测量的温度值。
2. 热电偶热电偶是由两种不同金属导线组成的接头，当接头两端存在温度差时，会产生电势差。
这个电势差与温度变化成正比。
通过测量热电偶的电势差，我们可以获得所测量的温度值。
3. 半导体温度传感器半导体温度传感器利用材料的温度特性，将温度变化转换为电信号。
这类传感器具有体积小、响应快、精度高等特点，广泛应用于工业自动控制领域。
三、温度传感器应用与控制温度传感器在工业领域的应用非常广泛。
它们可以实现实时温度监测和温度控制，保证工业生产过程的安全和稳定。
1. 温度监测利用温度传感器，可以对工业生产中的设备和物料进行温度监测。
例如，在冶金行业，温度传感器可以用于监测炉温，确保金属材料的正常加热和熔化过程。
在食品加工行业，温度传感器可以用于监测食品的加热和冷却过程，确保食品的质量和安全。
2. 温度控制温度传感器与PLC的协同工作可以实现温度的自动控制。
根据实际需求，可以通过PLC对温度传感器采集到的温度数据进行分析和判断，控制执行机构，实现温度的自动调节。
例如，在某个化工生产过程中，温度超过设定阈值时，PLC可以控制冷却设备启动，将温度控制在安全范围内，避免损坏设备或产生危险物质。
四、实验结果与讨论针对温度传感器的应用与控制，我们进行了一系列的实验。
热处理实习报告
热处理实习报告实习时间，2022年6月1日至2022年8月31日。
实习地点，某热处理厂。
一、实习背景。
作为材料科学与工程专业的学生，我对金属材料的热处理工艺和技术产生了浓厚的兴趣。
为了更深入地了解热处理的实际操作和工艺流程，我选择在某热处理厂进行了为期三个月的实习。
二、实习内容。
在热处理厂的实习期间，我主要参与了以下工作内容：1. 学习了金属材料的热处理原理和工艺流程，包括退火、正火、淬火等不同的热处理方法。
2. 参与了热处理设备的操作和维护工作，学习了炉温控制、冷却速度控制等关键技术。
3. 跟随工程师进行了一些金属材料的热处理实验，学习了实验数据的分析和处理方法。
4. 参与了一些实际的生产工作，包括对零件进行热处理处理，学习了生产现场的管理和操作流程。
5. 了解了热处理过程中的安全注意事项和环保要求，学习了相关的法律法规和标准。
三、实习收获。
通过这次热处理实习，我收获了很多：1. 对金属材料的热处理原理和工艺流程有了更深入的了解，提高了自己的专业知识水平。
2. 学会了热处理设备的操作和维护技术，提高了自己的实际操作能力。
3. 通过参与实验和生产工作，学会了团队合作和沟通技巧，提高了自己的综合素质。
4. 了解了热处理过程中的安全和环保要求，提高了自己的安全意识和责任感。
四、实习总结。
这次热处理实习让我受益匪浅，不仅提高了自己的专业技能，还增强了自己的实际操作能力和团队合作意识。
在未来的学习和工作中，我会继续努力，不断提升自己，为将来的发展打下坚实的基础。
感谢热处理厂的领导和同事们对我的指导和帮助，让我度过了一次难忘的实习经历。
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Beijing Jiaotong University 计算机控制系统实验
炉温控制实验
学院：电子信息工程学院
姓名：
学号：
指导教师：
时间：
炉温控制实验
一、实验目的
1、了解温度控制系统的特点。
2、研究采样周期T对系统特性的影响。
3、研究大时间常数系统PID控制器的参数的整定方法。
二、实验仪器
1、计算机控制系统实验箱一台
2、PC计算机一台
3、炉温控制实验对象一台
三、基本原理
1、系统结构图示于图1－1。
图1－1 系统结构图
图中 Gc（s）=Kp（1+Ki/s+Kds）
Gh（s）=（1－e-TS）/s
Gp（s）=1/（Ts+1）
2、系统的基本工作原理
整个炉温控制系统由两大部分组成，第一部分由计算机和A/D&D/A卡组成，主要完成温度采集、PID运算、产生控制可控硅的触发脉冲，第二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，有效电压的可在0～140V内变化。
可控硅的导通角为0～5CH。
温度传感是通过一只热敏电阻及其放大电路组成的，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
闭合的占空比时间，如果炉温温度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。
3、PID递推算法：
如果PID调节器输入信号为e（t），其输送信号为u（t）,则离散的递推算法为:
Uk=Kpek+Kiek2+Kd(ek-ek-1)
其中ek2是误差累积和。
四、实验内容：
1、设定炉子的温度在一恒定值。
2、调整P、I、D各参数观察对其有何影响。
五、实验步骤
1、启动计算机，双击桌面“计算机控制实验”快捷方式，运行软件。
2、测试计算机与实验箱的通信是否正常,通信正常继续。
如通信不正常查找原因使通信正常后才可以继续进行实验。
3、20芯的扁平电缆连接实验箱和炉温控制对象，检查无误后，接通实验箱和炉温控制的电源。
4、在实验项目的下拉列表中选择实验七[七、炉温控制] 鼠标单击按钮，弹出实验课题参数设置对话框，选择PID，在参数设置窗口设置炉温控制对象的给定温度以及Ki、Kp、Kd值，点击确认在观察窗口观测系统响应曲线。
测量系统响应时间Ts和超调量。
5、重复步骤4，改变PID参数，观察并记录波形的变化。
六、PID参数整定
1、比例部分整定。
首先将积分系数KI和微分系数KD取零,即取消微分和积分作用,采用纯比例控制。
将比例系数KP由小到大变化,观察系统的响应,直至速度快,且有一定范围的超调为止。
如果系统静差在规定范围之内,且响应曲线已满足设计要求,那么只需用纯比例调节器即可。
2、积分部分整定。
如果比例控制系统的静差达不到设计要求,这时可以加入积分作用。
在整定时将积分系数KI由小逐渐增加,积分作用就逐渐增强,观察输出会发现,系统的静差会逐渐减少直至消除。
反复试验几次,直到消除静差的速度满意为止。
注意这时的
超调量会比原来加大,应适当的降低一点比例系数KP。
3、微分部分整定。
若使用比例积分(PI)控制器经反复调整仍达不到设计要求,或不稳定,这时应加入微分作用,整定时先将微分系数KD从零逐渐增加,观察超调量和稳定性,同时相应地微调比例系数KP、积分系数KI,逐步试凑,直到满意为止。
七、实验结果
第一组
第二组
第三组
实验数据
八、结果分析
1、KP可以加快系统的响应，第一组KP最大，稳态时间也最短。
2、对比第二组和第三组，第二组超调比较大，所以第三组KP减小，超调也有所
减小。
3、第二组稳态时间较长，应是KI过大所致，所以第三组将KI减小，系统的稳态
时间明显减小了。
4、KP也对峰值时间造成影响。
KP越大，系统动态性能越好，但越容易造成超调。
相对于其他组，第一组KP最大，峰值时间最小，动态性能最好。
5、对比第一组和第二组，纯P调节过程容易出现震荡，PID三者调节更容易保持
系统的稳定性。
九、实验总结
通过这次试验，我真正接触了PID调节原理在实际中的应用，大大加深了自己对PID调节原理的理解和认识。
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。
最后还要说，实验仪器的好坏对实验结果影响也是很大的，不同组的实验结果差异相当明显。