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液体温度数字控制系统..pdf
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液体温度数字控制系统..pdf
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液体温度数字控制系统设计
随着电子技术以及微型计算机的迅速发展
,
微机测量和控制技术也得到了迅 速的发
展和广泛的应用。利用微机对温度进行测控的技术
,
也便随之而生
,
并得
到日益发展和完善
,
越来越显示出其优越性。在人类的生活环境中,温度扮演着 极其重要
的角色。人们在日常生活和工业生产中对温度的要求也越来越高, 温度
监测和控制系统逐渐走入了人们的生活。恒温控制器日益成了人们生活中的必不 可少的用
品。因此,优化设计出一种技术优先、设备成熟、经济实用的恒温控制 系统在生活及工业
生产中是至关重要的。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,
化的重要任务。
水温控制在工业及日常生活中应用广泛
,
分类较多
,
不同水温控制系统的控制 方法
也不尽相同
,
本设计基于
80C31BH
单片机控制的水温智能控制系统
,
介绍了 系统在硬件
和软件方面的设计思想
,
以
80C31BH
单片机为核心,采用了温度传感 器
AD590
,以
PID
算法控制以及
PID
参数整定相结合的控制方法来实现的水温 控制系统。建立了用户操作界
面
,
构成微型监控系统
,
使水温变化情况可以进行动 态的显示,并能在一定的范围内由人
工设定。
关键词
80C31BH
智能控制
AD590
温度传感器
PID
算法
因此温度控制是生产自动
I
沈阳工程学院毕业设计(论文)
Abstract
As electr onic tech no logy and the rapid developme nt of micro-computer,
computer measureme nt and con trol tech no logy has bee n rapid developme nt and
wide application. The use of computer monitoring and control of the temperature of the
tech no logy, will also be followed by stude nts and the developme nt and perfecti on of
the growing, more and show its advantages.In the human living environment, the
temperature plays an extremely important role. people in their daily lives and in dustrial
product ion that the requireme nts of temperature risi ng
,
temperature mon itori ng and
con trol system gradually into people's lives. Temperature con troller has become
increasingly essential to people's lives in supplies. Therefore, the optimal design of a
technique first, equipment, mature and economical temperature con trol system in livi ng
and in dustrial .Temperature is commo nly found in in dustrial product ion, one of the
process parameters,a ny physical cha nge and chemical react ion process is closely related
with temperature, so temperature control is an important task for automation.
The water temperature control applies widely in the industry and the daily life, the
classificatio n are many, the differe nt water temperature con trol system's con trol
method is also differe nt, this desig n the water temperature in tellige nt con trol system
which controls based on the 80C31BH monolithic integrated circuit, introduced the
system in the hardware and the software aspect's design concept, take the 80C31BH
mono lithic in tegrated circuit as a core, has used temperature sen sor AD590, the water
temperature con trol system which by the PID algorithm con trol as well as the PID
parameter installation, unifies the control method which realizes. Has established the user
operati on con tact surface, the con stituti on mini ature supervisory system, en ables the
water temperature change situation to be possible to carry on the dynamic dem on
stratio n, and can by establish artificially in certa in scope.
Keywords 80C31BH
PID algorithm
In tellige nt co ntrol AD590 temperature sen sor
II
液体温度数字控制系统设计
目录
摘要.............................................................................................................................................................
I
Abstract................................................................................................................................................................ II
前言.......................................................................................................................................................
1…
1
系统概述 ...........................................................................................................................................
2..
1.1
系统的设计原则.......................................................................................................................
2.
1.2
设计任务及条件 ......................................................................................................................
3.
1.3
总体方案设计 ...........................................................................................................................
3.
1.4
各部分电路方案论证 .............................................................................................................
4.
1.4.1
温度采样部分...................................................................................................................
4.
1.4.2
加热方案和功率电路的选择 ..........................................................................................
5
1.4.3
键盘显示部分 ...................................................................................................................
6.
1.4.4
加热降温控制选择 .........................................................................................................
6.
2
硬件电路设计与计算 ......................................................................................................................
8.
2.1
微型计算机的选择 .................................................................................................................
8.
2.2
温度采样和转换电路 .............................................................................................................
8.
2.2.1
温度传感器 .......................................................................................................................
8.
2.2.2
信号放大器 .......................................................................................................................
8.
2.2.3 A/D
转换器.......................................................................................................................
9.
2.3
输出通道基本组成 ...............................................................................................................
1.1
2.4
人机交互通道.........................................................................................................................
1.2
2.4.1
温度设定电路 ..................................................................................................................
1.2
2.4.2
温度显示电路.................................................................................................................
1.2
2.4.3
超限报警电路.................................................................................................................
1.4
2.5
驱动控制电路.........................................................................................................................
1.5
2.6
晶体振荡回路.........................................................................................................................
1.6
2.7
上电复位电路.........................................................................................................................
1.6
3
软件设计 ..........................................................................................................................................
18
3.1
主程序设计.............................................................................................................................
1.8
III
液体温度数字控制系统设计
3.2
程序结构设计.........................................................................................................................
1.8
3.3
软件的总体构成.....................................................................................................................
1.9
3.4
典型程序模块..........................................................................................................................
21
3.4.1
温度检测程序..................................................................................................................
21
3.4.2
温度控制程序..................................................................................................................
22
3.5
报警电路 ..................................................................................................................................
23
结语......................................................................................................................................................
24
致谢......................................................................................................................................................
26
参考文献..............................................................................................................................................
27
附录....................................................................................................................................................
288
A1.1
硬件连接原理图 .......................................................................................................................
28
III
液体温度数字控制系统设计
刖言
在工业生产中,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。其中,温度控制也越来越重要。如果说微型计算机的出现使现代 科学研究得到了
质的飞跃,那么可以毫不夸张地说,单片机技术的出现是给现代 工业测控领域带来了一次
新的革命。目前,单片机以其体积小、重量轻、抗干扰 能力强、高可靠性、高性能性价
比、开发较为容易,在工业控制系统、数据采集 系统、智能化仪表、办公自动化等诸多领
域得到极为广泛的应用。水温控制在工 业及日常生活中应用广泛
,
分类较多
,
不同水温控制
系统的控制方法也不尽相同
,
其中以
PID
控制法最为常见。单片机控制部分采用
80C31BH
单片机为核心,采 用软件编程,实现用
PID
算法来控制
PWM
波的产生,进而
控制加热器的加热来 实现温度控制。然而
,
单纯的
PID
算法无法适应不同的温度环境
,
在
某个特定场合 运行性能非常良好的温度控制器
,
到了新环境往往无法很好胜任
,
甚至使系
统变得 不稳定
,
需要重新改变
PID
调节参数值以取得佳性能。
采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点,而 且可以
大幅度提高被控温度的技术指标, 从而大大的提高产品的质量和数量。 因 此,单片机对温
度的控制问题是工业生产中经常会遇到的控制问题。 利用单片机
进行温室恒温控制,可及时、精确地掌握温度变化,完成诸如升温、降温、恒温 等多种控
制方式,此技术正广泛应用到空调、锅炉、电热器一类设备上。因此研 究微机温度控制系
统具有非常重要的意义。
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