没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
基于单片机的PID温度控制毕业设计样本.doc
需积分: 5 1 下载量 18 浏览量
2022-10-15
00:40:07
上传
评论 1
收藏 325KB DOC 举报
温馨提示
试读
59页
基于单片机的PID温度控制毕业设计样本.doc
资源推荐
资源详情
资源评论
资料内容仅供您学习参考,如有不当之处,请联系改正或者删除。
前 言
温度是表征物体冷热程度的物理量。在很多生产过程中, 特别是在
冶金、 化工、 建材、 食品、 机械、 石油等工业中, 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。因此, 温度的测量与控制在国民经济各个领域
中均受到了相当程度的重视。
单片机系统的开发应用给现代工业测控领域带来了一次新的技术革
命, 自动化、 智能化均离不开单片机的应用。将单片机控制方法运用到
温度控制系统中, 能够克服温度控制系统中存在的严重滞后现象, 同时
在提高采样频率的基础上能够很大程度的提高控制效果和控制精度。现
代自动控制越来越朝着智能化发展, 在很多自动控制系统中都用到了工
控机, 小型机、 甚至是巨型机处理机等, 当然这些处理机有一个很大的
特点, 那就是很高的运行速度, 很大的内存, 大量的数据存储器。但随
之而来的是巨额的成本。在很多的小型系统中, 处理机的成本占了系统
成本的比例高达 20%, 而对于这些小型的系统来说, 配置一个如此高速的
处理机没有任何必要, 因为这些小系统追求经济效益, 而不是最在乎系
统的快速性, 因此用成本低廉的单片机控制小型的, 而又不是很复杂,
不需要大量复杂运算的系统中是非常适合的。
随着电子技术以及应用需求的发展, 单片机技术得到了迅速的发展,
在高集成度, 高速度, 低功耗以及高性能方面取得了很大的进展。现在
完全能够运用单片机和电子温度传感器对某处进行温度检测, 而且能够
资料内容仅供您学习参考,如有不当之处,请联系改正或者删除。
很容易地做到多点的温度检测, 如果对此原理图稍加改进, 还能够进行
不同地点的实时温度检测和控制。
资料内容仅供您学习参考,如有不当之处,请联系改正或者删除。
1 绪论
1.1 研究的目的和意义
温度是工业生产中主要被控参数之一, 温度控制自然是生产的重要
控制过程。工业生产中温度很难控制, 对于要求严格的的场合, 温度过
高或过低将严重影响工业生产的产质量及生产效率, 降低生产效益。这
就需要设计一个良好温度控制器, 随时向用户显示温度, 而且能够较好
控制。单片机具有和普通计算机类似的强大数据处理能力, 结合 PID, 程
序控制可大大提高控制效力, 提高生产效益
[9]
。
例如钢铁生产过程中, 按照工艺条件的规定保持一定的温度才能保
证产品质量和设备的安全。对电气设备进行温度的监控, 例如高压开关、
变压器的出线套管等, 判断可能存在的热缺陷, 进而能及时发现、 处理、
预防重大事故的发生。因此研究温度控制仪具有重要的意义
[10]
。
在单片机温度测量系统中的关键是测量温度、 控制温度和保持温度,
温度测量是工业对象中主要的被控参数之一。因此, 单片机温度测量则
是对温度进行有效的测量, 而且能够在工业生产中得到了广泛的应用,
特别在电力工程、 化工生产、 机械制造、 冶金工业等重要工业领域中,
担负着重要的测量任务。在日常生活中, 也可广泛实用于地热、 空调器、
电加热器等各种家庭室温测量及工业设备温度测量场合
[16]
。
当前市场上热水器的控制系统大多存在功能单一、 操作复杂、 控
制不方便等问题, 很多控制器只具有温度和水位显示功能, 不具有温度
控制功能.即使热水器具有辅助加热功能。也可能由于加热时间不能控
资料内容仅供您学习参考,如有不当之处,请联系改正或者删除。
制而产生过烧, 从而浪费电能。本文设计的热水器控制系统以 51 单片机
为检测控制中心单元, 具有温度设定与控制功能。该控制器和以往显示
仪相比具有性价比高、 温度控制与显示精度高、 使用方便和性能稳定
等优点, 提高了电能的使用效率, 具有可观的经济效益和社会效益
[18]
。
1.2 国内外发展状况
温度控制采用单片机设计的全数字仪表, 是常规仪表的升级产品。
温度控制的发展引入单片机之后, 有可能降低对某些硬件电路的要求,
但这绝不是说能够忽略测试电路本身的重要性, 特别是直接获取被测信
号的传感器部分, 仍应给予充分的重视, 有时提高整台仪器的性能的关
键依然在于测试电路, 特别是传感器的改进。现在传感器也正在受着微
电子技术的影响, 不断发展变化。传感器正朝着小型、 固态、 多功能
和集成化的方向发展。 近年来, 温度控制的发展尤为迅速。国内外市场
上已经出现了多种多样温度控制仪表, 应用于社会的各个方面。例如能
够进行程序控温的智能多段温度控制仪, 能够实现数字 PID 和各种复杂
控制规律的智能式温度调节器等
[11]
。
水温系统的传递函数事先难以精确获得, 因而很难判断哪一种控制
方法能够满足系统对控制品质的要求。但从对控制方法的分析来看, PID
控制方法最适合本例采用。另一方面, 由于能够采用单片机实现控制过
程, 无论采用上述哪一种控制方法都不会增加系统硬件成本, 而只需对
软件作相应改变即可实现不同的控制方案。因此本系统能够采用 PID 的
控制方式, 以最大限度地满足系统对诸如控制精度、 调节时间和超调量
资料内容仅供您学习参考,如有不当之处,请联系改正或者删除。
等控制品质的要求
[7]
。
传统的一位式模拟控制方案, 选用模拟电路, 用电位器设定值, 反
馈的温度值和设定值比较后, 决定加热或不加热。其特点是电路简单,
易于实现, 可是系统所得结果的精度不高而且调节动作频繁, 系统静态
差大、 不稳定。系统受环境影响大, 不能实现复杂的控制算法, 不能用
数码管显示, 不能用键盘设定
[13]
。
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, 因此控制精度有所提高。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, 而且不能用
数码管显示, 对键盘进行设定
[13]
。
现在国内外一般采用经典的温度控制系统。采用模拟温度传感器对
加热杯的温度进行采样,经过放大电路变换为 0~5V 的电压信号,经过
A/D 转换,保存在采样值单元;利用键盘输入设定温度,经温度标度转换转
化成二进制数,保存在片内设定值单元;然后调显示子程序,多次显示设
定温度和采样温度,再把采样值与设定值进行 PID 运算得出控制量,用其
去调节可控硅触发端的通断,实现对电阻丝加热时间的控制, 以此来调节
水温使其基本保持恒定
[2]
。
采用单片机 AT89C52 设计温度实时测量及控制系统。单片机 AT89C52
能够根据温度传感器 DS18B20 所采集的温度数据来控制加热器或致冷器
的启停, 从而把温度控制在设定的范围之内。在温控开关被激活的情况
下, 当温度低于设定的下限时, 单片机启动加热器加热, 同时点亮绿色
发光二极管, 当温度高于设定的上限时, 单片机启动致冷器降温, 同时
剩余58页未读,继续阅读
资源评论
智慧安全方案
- 粉丝: 3659
- 资源: 59万+
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功