基于数字pID锅炉温度控制系统毕业设计

计算机控制技术课程设计报告

题 目基于数字PID的电加热炉温度控制系统设计 授课教师 盖宁 学生姓名 学 号 专 业 教学单位 完成时间

目录

摘要 ...........................................................................................................1 第1章 课程设计方案................................................................................1 1.1系统组成中体结构 ...........................................................................1 第2章 控制

（论文）

《锅炉温度串级控制系统》开题报告

一、 课题的目的和意义

随着我国国民经济的快速发展，锅炉的使用范围越来越广泛。而锅炉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。

现代锅炉的生产过程可以实现高度的机械化，这就为锅炉的自动化提供了有利条件。锅炉自动化是提高锅炉安全性和经济性的重要措施。目前，锅炉的自动化主要包括自动检测、自动调节、程序控制、自动保护和控制计算五个方面[1]。

国内一些大容量机组已开始应用计算机控制，主要用来作数据处理、运行监督指导及局部闭环控制等。实现锅炉自动化的意义在于：

1.提高锅炉运行的安全性； 2.提高锅炉运行的经济性； 3.改善劳动条件；

4.减少运行人员，提高劳动生产率。

总之，实现锅炉自动化是促进社会主义现代化的重要措施之一。

过程控制通常是指石油、化工、电力、冶金、轻工、纺织、建材、原子能等工业部门生产过程的自动化。过程控制的发展将会越来越迅速，并且被应运到越来越多的领域中，而我所探讨的问题是锅炉温度的串级控制[2]。串级控制，是一种复杂的过程控制系统，在提高控制质量和实现一些特殊工艺要求等方面有

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

1

锅炉温度系统的设计

硬件电路的设计是整个实验的关

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安徽建筑大学

毕 业 设 计（论 文）

专 业 ： 测控技术与仪器 班 级 : 二班 学生姓名 : 胡磊 学 号 : 09210040203

课 题 : 锅炉温度控制系统设计 指导老师 ： 纪明伟

2013 年 06 月 14 日

1

摘 要

在调查对当前采暖需求情况的基础上，根据小型家用燃气锅炉的工作特点，再结合工程实际需要，研究了基于MCS-51单片机的家用燃气锅炉温度控制系统，旨在解决使用燃煤锅炉集中采暖时所遇到的锅炉温度不易控制的问题，改进家庭采暖的控制方式，提高采暖的经济性。利用 Protel99se软件设计电路，对智能控制器的电源电路、报警电路、时钟电路、复位电路、LCD液晶显示电路以及控制器的核心—温度采集电路进行了设计。电源采用三端集成稳压器W7800 (W7900)系列元件7805,交流220 v电压转换为单片机所需要的5

本文设计了基于AT89s51的水温控制系统

工机电工程技术年第38卷第12期

基于变速积分PID的电热锅炉温度控制系统设计与仿真

徐志强，秦付军

（西华大学机械工程与自动化学院，

四川成都

610039）

单片机为核心，采用变速积分PID控制的电热锅炉温度控制系统，。单片机；变速积分PID控制文献标识码：B

文章编号：1009－9492(2009)12－0024－02

1引言

温度是工业控制中主要的被控参数之一，特别是在冶金、化工、建材、机械等工业中，具有举足轻重的作用。对于不同场所、不同工艺，以及不同的温度范围、精度等要求，则采用的测温元件、测温方式以及对温度的控制方法也将不同。PID控制由于算法简单、可靠性高和鲁棒性好，被广泛运用于包括温度控制的各种控制过程中。由于控制理论本身面临着一些问题与困难，针对不同的系统需要不断地改进与提高。尽管大量新的控制算法不断涌现，但常规的PID及改进的PID控制算法仍然广泛应用于工业控制领域。

本文采用AT89S51单片机为核心，应用改进型PID算法，实现对电热锅炉的温度精确控制。简要介绍了设计方案，主要分析了控制部分所采用的改进PID算法的优势和实现方法。

控制算法从发展上来看分为经典PID控制和一系列的改进

PID控制。经典P

2013毕业设计论文

摘 要

温度是工业生产对象中主要的被控参数之一，本文通过设计温度控制系统，

体现PID在模拟量信号检测与控制中应用的优越性。本文中被控对象是电炉，在 炉温自动控制系统中，炉温经过热电偶检测和温度变送器的转换，变为相应的电 压信号，送往PLC控制器，再经过模拟量输入/输出模块（A/D）转换为数字量， 并由程序将给定的温度值与测量值比较，然后根据偏差大小按比例调节规律，计 算出校正量。通过模拟量输入/输出模块的输出控制作用，消除炉温的偏差，从 而使炉温达到并稳定在给定的数值上。

关键词 PLC，温度控制，PID调节

2013毕业设计论文

2013毕业设计论文

目 录

摘 要 .................................................................................................................................................... 1 绪 论 ..................................................

宁夏大学新华学院本科学位论文

摘 要

随着时代的进步和发展，温度的测试已经影响到我们的生活、工作、科研、各个领域，已经成为了一种非常重要的事情，因此设计一个温度测试的系统势在必行。

本文主要介绍了一个基于AT89C51单片机的数字温度报警器系统。详细描述了利用数字温度传感器DS18B20开发测温系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，对各部分的电路也一一进行了介绍，该系统可以方便的实现温度的采集和报警，并可以根据需要任意设定报警上下限温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当做温度处理模块潜入其他系统中，作为其他主系统的辅助扩展。DS18B20与AT89C52结合实现最简温度报警系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。 关键词：单片机；温度检测；AT89C51；DS18B20

I

宁夏大学新华学院本科学位论文

Abstract

With the predevelopment of the times, the tem

辽宁科技大学本科生毕业设计 第I页

基于单片机的锅炉温度控制系统的设计

摘 要

在对当前采暖需求情况广泛调查的基础上，结合工程实际需要，针对小型家用燃气锅炉的特点，研制开发了基于MCS-51单片机的小型家用燃气锅炉温度控制系统，旨在使用燃煤锅炉集中采暖时所遇到的锅炉温度不易控制，改进家庭采暖的控制方式，提高采暖的经济性。利用 Protel99se电路设计软件，对智能控制器的电源电路、复位电路、时钟电路、报警电路、LCD液晶显示电路以及控制器的核心—温度采集电路进行了设计。电源采用三端集成稳压器W7800 (W7900)系列元件7805,交流220 v电压转换为单片机所需要的5V电压；利用AT89S51作为控制器的核心器件；利用集成电路温度传感器DS18B20测量锅炉水温;将测量的水温与设定值比较，单片机另外使用LCD液晶显示器显示水位的上下限值、当前水位、预先设定的温度报警值和当前采集的温度值。当温度超过设定的报警温度值，系统会发出报警声音，同时关闭锅炉燃烧器。等待温度降到下限值，这时就可以重新锅炉燃烧器通电，继续加温，如此反复监控温度。这样就可以节约能源，提高能源的使用率。针对系

基于PLC控制的加热炉温

度控制系统设计

学 院： 专 业： 姓 名： 学 号：

传统的加热炉电气控制系统普遍采用继电器控制技术，由于采用固定接线的硬件实现逻辑控制，使控制系统的体积增大，耗电多，效率不高且易出故障，不能保证正常的工业产生，随着计算机控制技术的发展，传统继电器控制技术必然被基于计算机技术而产生的PLC控制取代，而PLC本身优异的性能使基于PLC控制的温度控制系统变的经济高效稳定且维护方便。这种温度控制系统对改造传统的继电器控制系统有普遍性意义。

1、加热炉温度控制系统基本构成

加热炉温度控制系统基本构成如图1所示，它由PLC主控系统、移相触发模块整、流器SCR、加热炉、传感器等五部分组成。我希望该加热炉的温度稳定在100℃进行工作。

图1加热炉温度控制系统基本组成

加热炉温度控制实现过程是：首先传感器将加热炉的温度转化为电信号，PLC主控系统内部的A/D将送进来的电压信号转化为PLC可识别的数字量，然后PLC将系统给定的温度值与反馈回来的温度值进行处理，给移相触发模块，再给三相整流电路（SCR）一个触发脉冲（既控制脉冲），这样通过三相整流电路的输出我们控制了加热炉电阻丝两端的电压，也既加热炉温度控制

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