温度采集与控制系统设计

《专业综合课程设计》设计说明书

设计题目： 多路数据（温度）采集系统的设计 学生学号： 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 起止日期： 成绩评定：

嘉兴学院 机电工程学院

指导教师评语及成绩评定

指导教师评语: 年 月 日 成绩 指导教师(签字):

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设计题目：多路数据（温度）采集系统的设计

1 引言

在科学研究中，运用数据采集系统可以获得大量的动态信息，这也是获取科学数据和生成的重要手段之一。无论在哪个应用领域中，数据采集与处理将直接影响工作效率和所取得的经济效益。随着计算机的发展，数据采集系统对通信起到了巨大的推动作用。计算机和通信紧密结合构成了灵活多样的通信控制系统，也构成了强有力的信息处理系统。数据采

唐 山 学 院

毕 业 设 计

设计题目：基于单片机的锅炉温度控制系统的设计与实现

系 别： 信息工程系 班 级： 12电气工程及其自动化（2）班 姓 名： 周雄 指 导 教 师： 廉文利

2016年

6月

1 日

唐山学院毕业设计

基于单片机的锅炉温度控制系统的设计

摘 要

根据对当前采暖需求情况广泛调查，目前的广大用户的采暖方式为燃煤锅炉的一次集中供暖，就能源方面的而言，集中燃煤供暖对能源的利用率相对比较低，消耗大，就实际供暖效果而言，燃煤供暖对有的用户供暖过热的时候，而有的用户却没有达到理想的供暖效果。结合工程实际需要，针对燃气锅炉的特点，研制开发了基于MCS-51单片机的小型家用燃气锅炉蒸汽温度控制系统，其目的在于改善燃煤锅炉集中采暖时所遇到的锅炉温度不易控制，改进采暖的控制方式，提高采暖的经济性、实用性。这种采暖方式的目的是将每一位需要供暖的用户都看成一个独立的个体，针对性的供暖。本设计主要利用 Protues电路设计软件，对智能控制器的电源电路、复位电

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

一．概述

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。本设计的控制对象为一电加热炉，输入为加在电阻丝两断的电压，输出为电加热炉内的温度。输入和输出的传递函数为：G(s)=2/(s(s+1))。控温范围为100~500℃，利用PID控制算法进行温度控制。

二．温度控制系统的组成框图

采用典型的反馈式温度控制系统，组成部分见下图。其中数字控制器的功能由单片机控制实现。

图1..1温度控制系统的组成框图

三．温度控制系统结构图及总述

图1.2温度控制系统结构图

图中由4~20mA变送器，I/V，A/D转换器构成输入通道，用于采集炉内的温度信号。其中，变送器选用XTR101，它将热电偶信号（温度信号）变为4~20mA电流输出，再由高精密电流/电压变换器RCV420将4~20mA电流信号变为0~5V标准电压信号，以供A/D转换用。转换后的数字信号送入AT89C51单片机中与与

炉温的给定值进行比较，即可得到实际炉温和给定炉温的偏差，其偏差被PID程序计算出输出控制量。由AT89C51输出电信号送至SC

武汉理工大学《自动控制原理》课程设计说明书

目录

摘要 ................................................................................................................................................... 2 1．控制系统超前校正环节设计的任务.......................................................................................... 3

1.1.初始条件 ............................................................. 3 1.2要求完成的主要任务 ................................................... 3 2.超前校正环节设计方案 ........................................................................................

河南理工大学毕业论文 第 1 页 共 52 页

毕业设计报告书

河南理工大学毕业论文 第 2 页 共 52 页

基于单片机的温度采集系统

摘 要

现今，自动控制技术尤其是温度控制技术在国内外得到广泛的应用和发展。时滞效应始终困扰着其实际应用，为此人们发明了多种控制方法来解决时滞问题，例如比例控制方式、DDC控制方式，本文将针对一种温度控制方式进行学习，并设计一个以8051单片机为核心、利用新型集成化智能1-Wire总线数字温度传感器DS18B20实现的温度采集控制系统，同时还阐述了直接数字控制（DDC）中的最少拍控制算法。

本设计采用以8位8051单片机作为系统的CPU。使用电加热器升温，直流电机风扇降温，配合键盘输入，液晶显示器显示。具有硬件结构简单、人机界面友善、管理功能健全、系统可靠性高、记录数据准确、使用维护方便等优点。

本系统按照模块化程序设计思想，完成了对系统软件部分的设计，给出了各个功能模块的设计思想和流程图。温度采集控制控制系统不但能够准

本科毕业论文(设计)

智能温度控制系统设计

摘要：在日常生活中，温度和温差对我们的生活都有非常大的影响。目前在大

城市许多的高档公寓已经实现自动控温，然而在普通公寓并没有实现此类控温系统，因此同高档公寓形成了对比，为实现更多的地方使用自动控温系统，本设计通过单片机实现对温度的恒定控制，更廉价，更方便，适用于普及大多数家庭的使用。对我们的生活会有很大的帮助。智能自动控温全面实现全自动化、无人化，都可减少可控因素带来的损失。设计智能自动控温系统，利用温度感应器、报警器、LED显示器通过对单片机的控制实现智能自动控温，解决由于温度不稳定而带来的一系列问题。

本次设计主要以AT89C51单片机为主控核心，与LED显示器、键盘、报警模块等相关电路结合。利用单片机为设计主核心，外接电路连接LED显示器、键盘、报警模块。预定温室内部温度，当温室内部温度有所升高或降低时，此时通过外接电路连接的报警模块发出警报，通过电加热器来调节温室内部温度从而达到温室内部温度恒定。

关键词：单片机，温度传感器，键盘，LED显示器，电加热器

本科毕业论文(设计)

Design of a Temperature-Control System

毕业论文

目录

第一章 设计背景及设计意义 ???????????????2 第二章 系统方案设计 ???????????????????3 第三章 硬件????????????????????????.5

3.1 温度检测和变送器????????????????????5 3.2 温度控制电路??????????????????????6 3.3 A/D转换电路 ??????????????????????7 3.4 报警电路?????????????????????? 8 3.5 看门狗电路??????????????????????? 8 3.6 显示电路??????????????????????? 10 3.7 电源电路????????????????????????12

第四章 软件设计 ????????????????????? 14

4.1 软件实现方法 ?????????????????????14

4.2 总体程序流程图 ????????????????????15 4.3 程序清单 ??????????????????????? 19 第五章 设计感想 ??????

0121011360504

课 程 设 计

题 目 电阻炉温度控制系统设计

学 院 自动化学院 专 业 自动化专业 班 级 自动化1005班

姓 名 柳元辉 指导教师

刘小珠

2014 年 1 月 10 日

学 号：

课程设计任务书

学生姓名： 柳元辉 专业班级： 自动化1005 指导教师： 刘小珠 工作单位： 自动化学院

题 目: 电阻炉温度控制系统设计 初始条件：

1. 课程设计辅导资料：“过程控制系统和应用”、“过程控制系统与仪表”、“过程控制仪表及控制系统”、“过程控制系统”等； 2. 先修课程：仪表与过程控制系统等。 3. 主要涉及的知识点：

过程控制仪表、控制系统、被控过程等

要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具

体要求）

1. 课程设计时间：1.5周；

2. 课程设计内容：根据指导老师给定的题目，按规定选择其中1套完成；

本课程设计统一技术要求：研读辅导资料对应章节，对选定的设计题目所涉及的生

锅炉温度系统的设计

综述

锅炉汽包燃烧系统是工业蒸汽锅炉安全、稳定运行的重要指标，温度过高，会使蒸汽带水过多，汽水分离差，使后续的过热器管壁结垢，传热效率下降，过热蒸汽温度下降，严重时将引起蒸汽品质下降，影响生产和安全；温度过低又将破坏部分水冷壁的水循环不能满足工艺要求，严重时会发生锅炉爆炸。尤其是大型锅炉，一旦控制不当，容易使汽包满水或汽包内的水全部汽化，造成重大事故。因此，在锅炉运行中，保证温度在正常范围是非常重要的。

本文设计了一种数字式锅炉温度控制系统，并给出了硬件原理图。该控制系统是用MCS-51系列单片机及其相关硬件来实现，利用传感器测量温度数据、CPU循环检测传感器输出状态，并用光柱和LED指示温度的高度。当锅炉温度低于用户设定的值时，系统自动打开燃料通道，当温度到达设定值时，系统自动关闭燃料通道。通过定量的计算表明该控制系统设计合理、可行。

一.系统总体设计

1．1 系统总体设计方案

设计框图如下所示：

温 度 信 号 采 集 电 路 计算机控制 温度控制接口电路 继电器控制 与加热电路 继电器控制 与降温电路

图1-1系统框图

1．2 单元电路方案的论证与选择

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锅炉温度系统的设计

硬件电路的设计是整个实验的关