恒温箱温度控制系统的设计

恒温箱温度控制系统的设计任务书

编号：毕业设计任务书题目：恒温箱温度控制系统的设计学院：机电工程学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：孙卉学号：1200120304 指导教师单位：机电工程学院姓名：韦寿祺职称：教授题目类型：?理论研究?实验研究?工程设计?工程技术研究?软件开发 2015年12月28日

一、毕业设计（论文）的内容恒温箱广泛应用在医疗、工业生产和食品加工等领域，其对温度稳定性要求较高，如何实现对温度的精确控制是恒温箱温度控制系统的关键。温度控制系统通常由被控对象、测量装置、调节器和执行机构等组成。目前，测量装置大多采用温度传感器采集温度，但是在常规的环境中，温度受其它因素影响较大，而且难以校准，因此，温度也是较难准确测量的一个参数，常规方法测量温度误差大、测量滞后时间长。当前，普遍使用单片机或者PLC实现恒温箱温度的智能控制，两种控制方式各有优势。本课题要求设计一种智能恒温控制系统，选择合适的控制方式实现温度的智能控制，具体任务如下： 1、收集有关恒温箱的文献资料，了解恒温箱的工作原理、工艺要求等，重点学习掌握恒温箱温度控制系统的构成、运行参数、控制特点等，选择合适的控制方式，制定恒温箱电热温度控制系统的控制方案。 2、建立恒温箱电热温度控制系统的数学模型，应用仿真软件进行仿真，选择调节器参数，分析系统稳态和动态控制性能指标。 3、完成恒温箱电热温度控制系统的硬件电路设计和相关控制软件程序的编写，绘制系统原理图，计算元器件参数，选择元器件型号。 4、制作演示模拟样机，进行软硬件联调。二、毕业设计（论文）的要求与数据 1、收集恒温箱温度控制系统的工作原理和控制方法的相关文献资料15篇以上，其中英文文献不少于2篇。 2、恒温箱电热温度控制系统的输入电源为单相220V，电加热额定功率5kW，温度调节范围室温~200℃，温度控制精度在±1℃以内。 3、恒温箱对加热电源电流的传递函数为18.4 e ，采用PID调节器或九点 1.2s 控制器设计恒温箱电热温度控制系统，选择单片机或PLC作为控制器。 4、演示模拟样机采用单相220V供电，自行定义加热功率，最高温度100℃，温度控制精度在±1℃以内。三、毕业设计（论文）应完成的工作 1、完成二万字左右的毕业设计说明书，要求原理正确，数据详实，文理通顺，格式规范；毕业设计说明书的英文摘要要求300个单词以上，内容与中文摘要一致，语句通顺，无语法错误；附15篇以上参考文献，其中英文文献不少于

基于单片机的恒温箱温度控制系统毕业论文带pid控制

第1章绪论 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。本文采用单片机STC89C52设计了温度实时测量及控制系统。单片机STC89C52能够根据温度传感器DS18B20所采集的温度在LCD1602液晶屏上实时显示，通过PID控制从而把温度控制在设定的范围之内。通过本次课程实践，我们更加的明确了单片机的广泛用途和使用方法，以及其工作的原理。 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，但这绝不是说可以忽略测试电路本身的重要性，尤其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仍然在于测试电路，尤其是传感器的改进。现在传感器也正在受着微电子技术的影响，不断发展变化。恒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，由于可以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。因此本系统可以采用PID的控制方式，以最大限度地满足系统对诸如控制精度、调节时间和超调量等控制品质的要求。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,通过放大电路变换为 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, 以此来调节温度使其基本保持恒定。 1.3温度控制系统的设计内容本系统从硬件和软件两方面来讲述恒温箱温度自动控制过程,在控制过程中主要应用STC89C52、LCD1602液晶显示器，而主要是通过DS18B20数字温度传感器采集环境温度，以单片机为核心控制部件，并通过LCD1602显示实时温度的一种数字温度计。软件方面采用C语言来进行程序设计，使指令的执行速度快，节省存储空间。而系统的过程则是：首先,通过设置按键,设定恒温运行时的温度值，并且用LCD1602显示这个温度值.然后,在运行过程中将DS18B20采样的温度经过处理后的数字量用LCD1602进行显示，结合PID 控制得出的信号传给单片机，用单片机的相应引脚来控制加热器,进行加热或停止加热，直到能在规定的温度下恒温加热，如果温度超过了恒温设定值，用单片机控制制冷片对恒温箱进行降温，最后保证恒温箱在设定的温度下运行。

恒温控制电路设计

恒温控制电路设计一.概述：本设计的主要内容是用单片机系统进行温度实时采集与控制。温度信号由AD590K和温度/电压转换电路提供，对AD590K进行了精度优于正负0.1° C的非线性补偿，温度实时控制采用分段非线性和积分分离PI算法，其分段点是设定温度的函数。控制输出来用脉冲移相触发可控硅来调节加热丝有效功率。系统具备较高的测量精度和控制精度。二.实施方案：本题目是设计制作一个恒温箱控制系统，为测量和温度调节方便，内加2L纯净水，加热器为100W电炉。要求能在40度到100度范围内设定控制水温，静态控制精度为0.2° C,并具有较好的快速性与较小的超调.含有十进制数码管显示、温度曲线打印等功能。关键词：非线性补偿：大多数被测参数与显示值之间呈现非线性关系，为了消除非线性误差，必须在仪表中加入非线性补偿电路。常用的方法有：模拟式非线性补偿法、非线性数模转换补偿法、数字式非线性补偿法等。分段非线性：由于热敏电阻的阻值与温度之间的关系存在着非线性，需通过计算机进行非线性改正，消除非线性的影响。为克服非线性的影响，采用分段线性法补偿。如果该温度计的测量范围为5c至45℃,将整个温度测量范围等分为10个小区间，每4度为一个区间，在每个区间内温度与频率的关系可视为线性。过零检测光耦：过零检测光藕就是在交流电网过零检测光藕.在电网过零时干扰最小,不会影响模拟测量的结果，这种光耦是在直流电时导通的.它的前级结构是二极管。热惯性：系统在升温过程中，加热器温度总是高于被控对象温度，在达到设定值后，即使减小或切断加热功率，加热器存储的热量在一定时间内仍然会使系统升温，降温有类似的反向过程，这称之为系统的热惯性。超调：系统在达到设定值后一般并不能立即稳定在设定值，而是超过设定值后经一定的过渡过程才重新稳定。传感器滞后是指由于传感器本身热传导特性或是由于传感器安装位置的原因，使传感器测量到的温度比系统实际的温度在时间上滞后，系统达到设定值后调节器无法立即作出反应，产生超调。三.主要元器件介绍： 1.8098单片机简介：80年代中期，单片机的应用进入了16位单片机的时代。Intel公司继MCS-51单片机之后，于1983年推出16位单片机8098, 1988年年底Intel公司推出了具有8位机价格16位机性能的8098单片机，从而使MCS-96系列单片机的应用有了飞跃性的突破。在此基础上，Intel公司又推出了性能更强的CMOS芯片80C196/80C198，它们除保留了8096BH/8098的功能外，还增加了许多内部功能和指令功能，且速度相当于9096BH/8098 的两倍，使其在高层次的应用中有很大的前景。引脚图如下： TX&/F2.Q/PVEIT/SALE HSI J O/SM匚 M5L1/SID. KSLE/WHE/H瓠4 匚

恒温箱的设计小论文

恒温箱的设计师恭鹏（江西理工大学电气工程与自动化学院，江西，赣州，341000）摘要：恒温箱将基于PLC设计完成。设计过程中将应用温度传感器、数码显示管、加热装置、冷却水泵、冷却器、储水箱、温度显示、阀门及状态指示部件。恒温系统要求控制恒温箱水温在20～80℃之间的某个设定数值。两个数码显示管分别用于显示设定温度及显示测试温度。当水温低于设定值时，采用电加热升温。当水温高于设定值时，放出部分热水，启动冷却水泵使水流经冷却器向恒温箱供水降温。本系统以PLC控制器为核心，设计控制系统的硬件电路和软件程序，完成要求的控制任务。关键词：恒温箱；PLC；传感器 The design of the incubator SHI Gong-peng （SchoolofElectrialEngineeringandAutomation,JiangxiUniversityofScienceandTechnology,Ganzhou341000,China） ABSTRACT：The incubator will be based on the PLC design. The design process will be the temperature sensor, digital display tubes, heating device, cooling motor, coolers, storage tanks, temperature display, valves and status indication components. The thermostat system requirements for the control incubator water temperature between 20 - 80 ° C set the value. Two digital display tubes were used to display the set temperature and display the test temperature. When the water temperature below the set value, the electric heating to heat up. When the water temperature is higher than the set value, to release some hot water, and start cooling the motor so that flow through the cooler to cool to the water supply to the incubators. This system as the core of the PLC controller, the design of control systems hardware and software program to complete the requirements of control tasks. Keywords: Incubator; PLC; Sensor 0 引言恒温箱的使用大部分是在实验室、工业、医药中。在实验室中，特别是生物实验室，我们为了得到更加准确的实验数据，对于恒温实验环境要求严格。所以针对实验室来说，恒温箱的作用显得相当重要，对于我们实验室的研究过程以及研究结果将产生很大的影响。同时更加准确的研究结果对于我们由此产生的试验成果的实际运用产生积极的作用。对于我们的生物、农业、渔业的发展产生巨大的推进作用。在工业生产中，恒温箱的应用是广泛的，直接产生产品的。所以我们更注重恒温环境的保持，恒温环境的稳定保持对于我们工厂车间的产品以及由此相关的工业生产都是基于恒温环境的后续发展。所以恒温箱的作用在工业中更是处于举足轻重的地位。同时在工业生产过程中我们对于恒温箱的要求也相对更加严格，比如质量的可靠性、恒温箱的维护管理费用、恒温箱的本身价位等，这些对于工业上的批量生产产品的企业都是相当重要的。在医药方面，医用恒温箱主要用于药品，试剂的储存，运输；疫苗，血液的冷藏保温，

机械毕业设计--应用PLC的恒温箱控制系统设计

毕业设计（论文）中文摘要

毕业设计（论文）外文摘要

目录 1 绪论 (1) 2 FX2N系列PLC (3) 3 FX2N-4AD模块介绍 (4) 3.1 通道选择 (4) 3.2 程序实例 (6) 4 传感器简介 (7) 4.1 热电偶传感器应用 (9) 4.2 叶轮式流量传感器 (10) 4.3 光电开关 (11) 5 BCD译码器 (15) 6 搅拌部分 (16) 6.1搅拌过程分类 (16) 6.2搅拌桨叶分类 (17) 6.3 流体搅拌基本原理及参数 (18) 7 冷却器简介 (18) 8 程序设计 (19) 8.1恒温箱的工艺过程及控制要求 (19) 8.2控制方案分析 (20) 8.3系统的配置 (20) 8.4主要控制程序说明 (21) 8.5 恒温箱控制总梯形图 (25) 8.6 恒温箱控制语句表 (32) 结论 (38) 致谢 (39) 参考文献 (40)

1 绪论可编程控制器简称PC（英文全称：Programmable Controller），它经历了可编程序矩阵控制器PMC、可编程序顺序控制器PSC、可编程序逻辑控制器PLC（英文全称：Programmable Logic Controller）和可编程序控制器PC 几个不同时期。为与个人计算机（PC）相区别，现在仍然沿用可编程逻辑控制器这个老名字。 1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC 标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。” 目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。模拟量控制在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。运动控制 PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节

恒温箱温度控制系统设计

恒温箱温度控制系统设计恒温箱是一种用于保持恒定温度的设备，广泛应用于实验室、医疗、食品加工等行业。恒温箱温度控制系统设计是为了保持箱内温度在预定的设定值范围内稳定，确保实验或加工过程的准确性和可靠性。本文将详细介绍恒温箱温度控制系统设计的关键步骤和技术要点。一、温度传感器选择和安装：温度传感器是恒温箱温度控制系统的核心部件，常用的传感器有热电偶和热敏电阻。选择传感器时需要考虑测量范围、精度、响应时间等因素，并在箱内合适的位置进行安装，以确保能够准确测量到箱内温度。二、温度控制器选择和配置：温度控制器是实现恒温箱温度控制的关键组件，常见的控制器有PID 控制器和模糊控制器。控制器的选择要根据实际需求和系统性能来确定，同时需要根据传感器类型和参数进行配置，确保能够准确控制箱内温度。三、加热器和散热器安装：恒温箱的温度控制是通过加热器和散热器来实现的，加热器增加箱内温度，散热器降低箱内温度。加热器和散热器的选择要考虑到箱体的尺寸和散热量，合理配置，并确保安装牢固和散热效果良好。四、温度控制算法设计：温度控制算法是恒温箱温度控制系统的关键部分，常用的算法有PID 算法、模糊控制算法和遗传算法等。在算法设计过程中需要根据实际需求和系统响应特性进行参数调整，以达到稳定控制和快速响应的效果。五、温度控制系统的连续监测和调整：

温度控制系统需要实时监测箱内温度，并在温度偏离设定值时进行及时调整。可以通过触摸屏显示温度曲线和设定值，在温度波动较大时进行系统调整，保证温度稳定性。六、安全性和可靠性设计：综上所述，恒温箱温度控制系统设计应包括温度传感器选择和安装、温度控制器选择和配置、加热器和散热器的安装、温度控制算法设计、温度控制系统的连续监测和调整、以及安全性和可靠性设计。只有在这些关键步骤和技术要点上做好设计和配置，才能确保恒温箱温度控制系统的稳定性和可靠性，以满足实际需求。

恒温箱的pid控制课程设计cad

恒温箱的pid控制课程设计cad 恒温箱是一种用于控制物体温度的设备，它可以在特定的温度范围内维持物体的温度稳定。在许多需要严格控制温度的实验或加热物体的工业场景中，恒温箱的应用非常广泛。恒温箱的PID控制课程设计，就是为了让学生了解PID控制的实际应用并通过实际操作来掌握PID控制的理论知识。一、恒温箱PID控制的原理 PID控制是通过不断的调整控制器输出信号，使设备输出的温度与设定值越来越接近。传统的PID控制器包括三个参数：比例增益（P）、积分时间（I）和微分时间（D）。P项控制温度与设定值之间的差异，I项用于消除偏差，并且累加偏差的积累，D项用于使温度变化更加平稳。二、课程设计CAD 1.恒温箱PID控制课程设计必备工具是CAD软件。在CAD软件中，可以根据需要自由添加和调整课程设计的元素和参数。 2. 设计步骤：（1）首先打开CAD软件，选择合适的模板画布。（2）在画布上添加恒温箱的外形设计图。（3）添加温度传感器和恒温箱的控制器探针，用于感知环境温度和反馈温度变化。（4）在CAD中添加PID控制器，输入设定值和控制参数（比例，积分时间和微分时间）。（5）将PID控制器连接到控制器探针，用于控制恒温箱的输出温度。（6）将设计的CAD文件保存，以供学生进行实际操作和控制。三、实际操作 1.在课程设计的过程中，学生需要进行实际操作，以了解PID控制的原理和应用。

2.在实际操作中，学生需要连接温度传感器和PID控制器，然后根据设定值和调节参数，调整控制器的输出信号，控制恒温箱的输出温度。 3.在操作过程中，学生需要不断调整控制器参数，直到设备的输出温度稳定在设定值附近。四、总结 PID控制器是理解自动控制中最基本的控制技术之一。恒温箱的PID控制课程设计可以帮助学生了解PID控制的基本原理，从而将其应用于实际场景中。通过实践掌握理论知识，有助于学生在未来的工作和研究中更好地应用和掌握自动控制技术。

恒温控制系统设计

恒温控制系统设计摘要本设计基于AT89C51和DB18B20来实现温度控制器的制作，它以89C51单片机为核心，配以DS18B20(数字温度传感器),LED灯(模拟对温度的控制系统),数码管来作为实时问的的显示。系统的设计思路比较简单,且易于实施。在硬件设计方面，由AT89C51、DS18B20（数字温度传感器)、数码管,小风扇，金属膜电阻构成的电路，在软件方面，以单片机和DS18B20数字温度传感器为中心，详细的阐述了系软件设计的思想，主流程图以及相应电路模块的流程图。关键词：DS18B20传感器，AT89C51,温度处理，程序

目录 1 绪论 (1) 2 相关芯片的介绍 (2) 2.1AT89C51芯片 (2) 2.2DS18B20数字温度传感器 (3) 2.2。1 DS18B20的基本介绍 (3) 2.2.2 DS18B20指令以及读写 (4) 3 硬件电路设计 (6) 3。1主控制电路设计 (6) 3.2外围接口电路 (6) 4 软件系统软件设计 (8) 4.1软件系统设计 (8) 4.2程序组成 (8) 4。3总程序 (11) 5 实时仿真 (19) 总结 (22) 致谢 (23) 参考文献 (24)

1 绪论随着电子技术，特别是随大规模集成电路的产生而出现的微型计算机技术的飞速发展，人类生活发生了根本性的改变。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,单片机技术的出现则是给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命。目前，单片机以其体积小、重量轻、抗干扰能力强、对环境要求不高、高可靠性、高性能价格比、开发较为容易，在工业控制系统、数据采集系统、智能化仪器仪表、办公自动化等诸多领域得到极为广泛的应用，并已走人家庭,从洗衣机、微波炉到音响、汽车，到处都可见到单片机的踪影。因此，单片机技术开发和应用水平已逐步成为一个国家工业发展水平的标志之一。本课题研究的内容就是以单片机为主要控制元件，通过温度传感器,实现对温度的测量，并通过数码管直接显示所测温度。由于使用模拟温度传感器来读取温度的话操作比较麻烦，因此本课程设计恒温控制系统是由数字温度传感器、单片机系统、温度显示系统、温控电路构成.其基本工作原理:单片机通过程序处理和数字温度传感器进行通讯，从而读取其中的温度,然后同过程序处理实现数码管的控制显示出当前的温度,当温度超出所要求的温度范围后，通过程序处理实现单片机对温控电路的控制，当温度达到要求的范围之后停止温控电路的工作，从而实现恒温控制。基本工作原理框图如图1所示。图1 电路整体框图数字温度传感器温控电路数码管显示处理程序 89C52 单片机信号采集温度显示编写控制程序启动温控温度控制

恒温箱自动控制系统设计报告

恒温箱自动控制系统设计组员：院系：指导教师：

【摘要】本组设计的恒温箱自动控制系统主要由中央处理器、温度传感器、半导体制冷器、键盘、显示、声光报警等部分组成。处理器采用AVR Mega128单片机，温度传感器采用DS18B20，利用半导体制冷片一面制冷一面发热的工作特性进行升降温，用LCD12864作为显示输出。温度传感器检测到温度数据传送给单片机，单片机再将温度数据与给定值进行比较，从而发出对半导体制冷器的控制信号，使温度维系在给定值附近（偏差小于±2℃），同时单片机将数据送与显示器。【关键字】单片机温度传感器半导体制冷器控制一、设计方案比较 1.1总体设计方案这里利用DS18B20芯片作为恒温箱的温度检测元件。DS18B20芯片可以直接把测量的温度值变换成单片机可以读取的标准电压信号。单片机从外部的两位十进制拨码键盘进行给定值设定，读入的数据与给定值进行比较，根据偏差的大小，采用闭环控制的方法使控制量更加精准。控制结果通过液晶显示器LCD12864予以显示。系统整体框图如图一所示：图一、系统整体框图 1）温度检测元件的选择：方案一：这里所设计的是测温电路，因此可以采用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，检测并采集出随温度变化而产生的电压或电流，进行A/D转换后送给单片机进行数据处理，从而发出控制信号。此方案需要另外设计A/D转换电路，使得温测电路比较麻烦。方案二：上网查得温度传感器DS18B20能直接读出被测温度，并可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读取方式，它内部有一个结构为8字节的高速暂存RAM存储器。DS18B20芯片可以直接把测量的温度值变换成单片机可以读取的标准电压信号。与方案一比较更加简单实用，因此我们选择方案二。

恒温控制系统设计与实现

恒温控制系统设计与实现恒温控制系统是一种自动调节温度的机械设备，不仅在实验室研究中有广泛的应用，也在医疗、环保、食品加工等实际生产中起到重要的作用。本文将从设计、制作、实现等方面介绍恒温控制系统。一、设计设计恒温控制系统需要考虑以下因素：温度范围、精度要求、稳定性、驱动方式、控制方式等。为了满足不同的需求，设计过程需要进行正确的参数选择。首先，选择温度范围。根据不同的应用场景，如实验室、医疗、食品等，温度范围会有所不同。对于实验室来说，温度范围一般在0~100℃之间，而对于食品加工行业，温度范围则可能需要达到200℃以上。其次，精度要求。恒温控制系统需要达到的温度精度在不同场景下也会有所不同。比如，在实验室中，温度精度要求至少在0.1℃以内，而在一些生产场景中，温度精度要求则可以更低。稳定性也是设计考虑的因素之一。恒温控制系统需要在设定温度时，快速将控制器的输出信号调整到合适的电平，使恒温器能够实现控制。而为了实现缓慢而稳定的温度变化，系统需要具备一定的稳定性和抗干扰能力。

驱动方式也需要设计考虑。恒温控制系统在实现温度控制时需要使用功率放大器来驱动加热和制冷器件。而不同的系统会使用不同种类的功率放大器来驱动，如MOSFET放大器、晶体管放大器、三极管放大器等。最后是控制方式。恒温控制系统可以使用开环和闭环两种控制方式，开环控制的精度相对较低，适合一些简单的控制场景，而闭环控制可以根据系统的反馈信号进行反馈修正，从而获得更高的控制精度。二、制作在设计完成后，需要将系统制作出来。首先需要进行电路设计，如功率放大器的设计、AD转换电路的设计等。由于不同场景下的电路设计可能存在差异，因此需要按照具体需求进行设计。在电路设计完成后，需要进行电路的焊接和测试工作。由于恒温控制系统设计使用的器件较多，因此需要仔细检查电路中所有器件的接线，并进行细致的调试工作。完成电路的制作后，需要选择合适的外壳封装电路。封装电路材料可以使用金属或者塑料材料，保证电路的安全可靠。三、实现

智能恒温控制系统设计

智能恒温控制系统设计智能恒温控制系统是一个用于实现室内温度自动控制的系统，通过感知室内外环境温度，根据设定温度值来控制空调系统的运行，从而保持室内温度始终在一个合适的范围内。本文将从系统需求、系统设计和实现等方面进行说明。 1.系统需求 -实时感知室内外温度，可通过温度传感器实现。 -可设定室内目标温度，供用户设定期望的室内温度。 -控制空调系统进行制冷或制热。 -支持远程控制，用户可以通过智能手机或电脑等终端设备远程控制系统。 -具备定时功能，可以按照用户设定的时间自动开关空调系统。 2.系统设计 2.1硬件设计硬件设计主要包括以下组件： -温度传感器：用于感知室内外温度，可以选择一种高精度的数字温度传感器。 -控制器：用于接收温度传感器的数据并做出相应的控制决策，可以选择一种高性能的微控制器。

-继电器：用于控制空调系统的开关，根据温度传感器的数据和用户设定的目标温度来控制继电器的开关状态。 -通信模块：用于与用户进行远程通信，可以选择无线通信模块，如 Wi-Fi或蓝牙。 2.2软件设计软件设计主要包括以下部分： -温度感知模块：负责读取温度传感器的数据，并将其转换为室内外温度。 -控制逻辑模块：根据用户设定的目标温度和当前的室内外温度，做出相应的控制决策，包括控制空调系统的开关状态以及制冷或制热模式。 -用户界面模块：提供用户界面，用户可以通过界面来设定目标温度、查看实时温度和控制空调系统的开关状态。 -远程通信模块：负责与用户远程控制设备进行通信，接收用户的控制指令并传输给控制逻辑模块。 3.系统实现系统实现主要需要完成以下工作： -选定适合的硬件组件，并进行硬件搭建和连接。 -开发温度感知模块，通过读取温度传感器的数据来获取室内外温度。 -开发控制逻辑模块，包括控制空调系统的逻辑和算法，根据用户设定的目标温度和当前的室内外温度来控制空调的运行状态。

基于STM32智能温控箱控制系统的设计

基于STM32智能温控箱控制系统的设计智能温控箱控制系统是一种常见的应用于工业控制领域的智能化控制系统。本文基于STM32单片机，对智能温控箱控制系统进行设计和实现。一、系统需求分析智能温控箱控制系统需要实现以下功能： 1.对温度进行精确测量和控制； 2.实时监测温度，并显示在控制面板上； 3.能够根据设定的温度进行自动控制，实现温度稳定在设定值附近； 4.通过人机界面（HMI）使用者可以对温度设定值、报警温度等进行设置和调整； 5.当温度超过设定的报警温度时，能够及时报警； 6.提供通讯接口，与上位机或其他设备进行通信，实现远程监控和控制。二、系统硬件设计 1.采用STM32单片机作为主控芯片，具有强大的计算和处理能力； 2.温度传感器使用DS18B20数字温度传感器，可以实现对温度的高精度测量； 3.控制面板采用LCD显示屏，用于显示温度和参数设置，并提供操作按键；

4.报警部分使用蜂鸣器进行报警，并可以通过控制面板上的开关进行开启或关闭。三、系统软件设计 1.硬件初始化：初始化STM32芯片、温度传感器和控制面板； 2.温度测量：通过DS18B20传感器读取温度值，并进行数字转换，得到实际温度值； 3.温度控制：根据设定的温度值进行控制，通过PID算法控制温度稳定在设定范围内； 4.参数设置：通过控制面板上的键盘输入，可以设置温度设定值、报警温度等参数； 5.报警检测：检测当前温度是否超过设定的报警温度，若超过则触发报警； 6.通讯接口：通过串口或其他通讯方式，实现与上位机或其他设备的数据传输和控制。四、系统测试和验证搭建好硬件系统后，使用示波器等设备对系统进行测试和验证。首先测试温度测量功能，将温度传感器放置在不同温度环境下，通过控制面板上的显示屏观察温度值是否准确。然后测试温度控制功能，设定不同的温度值，观察系统是否能够控制温度稳定在设定范围内。接着测试参数设置功能，通过控制面板上的键盘输入不同的参数值，并观察系统是否能够正确设置参数。最后测试报警检测功能，设置报警温度，并观察是否能够及时报警。

恒温箱温度控制系统设计

一·设计任务恒温箱工作在70℃-80℃,精度℃,有越线报警;具有断电保护,报警等功能; 二·原理框图三．总体方案本次设计的以“AT89C52单片机”为核心,模数转换器和LED数码管为主的硬件电路;用C语言编写程序为软件;做成一个自动控制的恒温箱;其主要功能是通过数字温度传感器DS18B20实时测量箱内的温度,并及时的显示;并通过报警功能实时监控恒温箱的工作状态,同时采用后备电源实现断电保护功能; 四·系统器件分析 1、温度传感器本实验采用数字温度传感器DS18B20,与传统的热敏电阻相比, 他能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式;可以分别在和750ms内完成9位和12位的数字量, 并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线单线接口读写, 温度变换功率来源于数据总线, 总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电, 而无需额外电源;因而使用DS18B20可使系统结构更趋简单,可靠性更高,成本更低;测量温度范围为～55℃～+125℃;C,在一10℃～+85℃;C范围内,精度为±℃;DS1822的精度较差为±2℃;现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输,大大提高了系统的抗干扰性; 2．单片机本次设计选择AT89C52作为单片机,AT89C52是美国的ATMEL公司生产的CMOS8位单片机有着低电压,高性能的特性,片内含有8k bytes的可反复擦写的只读程序存储器Flash和256 bytes的随机存取数据存储器,器件采用的是ATMEL公司的高密度、非易失性存储的技术生产,还兼容标准MCS-51系统指令,片内置通用Flash存储单元和8位中央处理器 3.报警报警功能由蜂鸣器实现,当由于意外因素导致电阻炉温度高于设置温度时,单片机驱动蜂鸣器鸣叫报警;报警上限温度值为预置温度+5℃,即当前温度上升到高于预置温度

基于PID算法的恒温控制系统设计

基于PID算法的恒温控制系统设计一、引言恒温控制系统是指通过对温度进行实时监测和反馈调节，使得系统内的温度能够稳定在设定的目标温度上。PID控制是一种常用的控制策略，它将比例控制、积分控制和微分控制三种控制方式相结合，能够快速、精确地调节系统的动态响应和稳定性。本文将介绍基于PID算法的恒温控制系统的设计流程和关键技术。二、系统设计 1.系统结构 PID控制系统由传感器、控制器和执行器三部分组成。传感器负责实时监测系统内的温度值，并将监测结果反馈给控制器。控制器根据温度的反馈值与设定的目标温度之间的差异，通过比例、积分和微分三个环节，计算出控制信号，并将控制信号发送给执行器。执行器根据控制信号的大小，调节加热或制冷设备的功率，以使系统的温度稳定在设定的目标温度上。 2.PID算法 PID控制算法使用控制器计算出的控制信号uc，其计算公式如下所示：uc = Kp * e + Ki * ∫e + Kd * △e/dt 其中，uc为控制信号，Kp、Ki和Kd分别为比例、积分和微分环节的增益系数，e为设定目标温度与反馈温度的差值，∫e为差值的积分值， △e/dt为差值的微分值。通过调节这三个环节的增益系数，可以实现对温度控制系统的动态响应和稳定性的调节。

3.系统实现系统实现的关键技术包括传感器的选择与接口设计、控制器的算法实现、执行器的选择和驱动电路设计等。传感器应具有高精度、快速响应和稳定性好的特性，能够实时监测温度值并将监测结果传递给控制器。控制器应具有高计算性能和稳定性，能够准确计算出控制信号。执行器应根据控制信号的大小调节加热或制冷设备的功率，以使系统温度稳定在目标温度上。三、系统优化为进一步提高恒温控制系统的性能，可以通过以下几个方面进行优化。 1.增益系数的选择根据实际系统的特性，通过试验和调整，优化比例、积分和微分环节的增益系数。比例增益系数的增加可以提高系统的响应速度，但也容易引起系统的振荡；积分增益系数的增加可以减小系统的稳态误差，但也会增加系统的超调量和调节时间；微分增益系数的增加可以改善系统的过渡过程，但也容易引起系统的噪声干扰。 2.滤波器的设计为减小噪声对系统的影响，可以在PID控制器的输入端添加滤波器，对输入信号进行滤波处理。常用的滤波器有低通滤波器、带通滤波器等，通过选择合适的滤波器类型和参数，可以抑制噪声信号的干扰，提高控制系统的稳定性和精度。 3.反馈控制机制的优化

恒温水箱PLC控制系统-毕业论文

---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印 --- 摘要：在工业生产过程中，温度控制被大规模的应用于工业控制领域，如钢铁厂、化工厂、火电厂等锅炉的温度控制系统、电焊机的温度控制系统等。锅炉的温度控制系统是一个大惯性的系统，一般采用PID调节进行控制。针对化工厂过程的特殊性，本文采用PID控制算法，达到对生产过程温度控制要求。本设计的PLC 控制系统的主要控制是温度恒温值闭环自动调节系统，PLC模块将数据信号传送到功能模块使之转换成模拟信号使温度传感器工作，温度传感器检测当前系统温度，然后通过FX2N-4AD模块将温度信号转化成数据信号，从而达到控制水温的目的。关键词：PID PLC 传感器温度控制

第一章序言 1．1课题背景 1．2 市场需求 1．3 系统开发需求 1．4 设计功能要求 1．5 设计课题意义一、课题背景继改革开放以来我国工业一直保持迅速成长的趋势，工业自动化成了当代工业生产不可或缺的组成部分。为了使工业生产变得更加合理化、科学化，就需要用现代化的技术手段来代替低效，复杂的传统生产方式。因此，对生产过程进行自动化操作已经势在必行。伴随网络技术和微型计算机的广泛应用，工业生产的自动化技术正在进行翻天覆地的变化。可编程序控制器(Program rnable Logtc Corltroller)简称PLC，是以微处理器为核心的工业自动控制通用装置。它具有应用灵活、可靠性高、抗干扰能力强、编程方便、易于安装、扩展、适用性强、体积小，能耗低等一系列优点，不仅可以取代继电器控制系统，还可以进行复杂的生产过程控制和应用于工厂自动化网络，被誉为现代工业生产自动化的三大支柱之一。二、市场需求就目前看来，随着工业高速增长，自动控制的需求也在不断增长，PLC优秀的抗干扰能力和人性化的适应能力等可靠的性能使得其使用范围越来越广泛，由于PLC需要使用强电，因此基于 PLC控制的恒温系统在工业上的应用价值远超过单片机，比其更适应工业应用的需求，其中该系统使用到的阿里斯顿Z8加热管还具有抗振动、耐高压等诸多优点，这是单片机控制不能实现的。三、系统开发需求 a）硬件需求： 1）所选元件：FX2N-60MT，FX2N-4AD及FX2N-4DA数/模转换模块、LED显示等。 2）万用表：检测制作的分压电路板有没有出现断路的情况；检验电子元件运行情况，调节变位器调整分压电路零点，检测电路板通电后的部分的具体电压电流值等。 3）PC机：用来安装FXGP/WIN-C、Protel 99SE 及 Proteus 软件 b）软件需求: 1）Protel 99 SE 软件：用来设计电路原理图和PCB图.

(完整版)基于Matlab的恒温箱温度控制系统设计与仿真毕业设计

毕业设计论文基于Matlab的恒温箱温度控制系统设计与仿真

摘要恒温箱在工业生产和科学研究中有着重要的作用，因此设计一个合适的温度控制系统有着重要的意义，而恒温箱的温度控制系统比较复杂，是一个大时滞、时变、非线性系统，很难用数学方法建立精确的数学模型。目前主要采用经典控制、智能控制和两种控制算法相结合的控制算法对恒温箱的温度控制系统进行控制。在本文中选定二阶纯滞后环节为控制对象的数学模型，对其分别采用PID控制算法，模糊控制算法和模糊PID算法对恒温箱进行控制，并用Matlab对各算法进行仿真比较分析。通过对这几种算法的仿真与研究，发现PID整定好的参数不能长期适应系统模型，需要不断对控制器参数进行整定，才能达到较好的控制效果；模糊控制不依赖于系统的精确模型，是解决不确定性系统的一种有效途径，但控制精度不高，且量化因子和比例因子确定后，其适应能力有限制；而模糊PID控制方法具备了模糊控制和PID控制各自的优点，同时具有很强的鲁棒性和适应能力。关键词大时滞系统，PID控制，模糊控制，模糊PID控制 ABSTRACT As thermostat plays an important role in the production and

scientific research, so designing a suitable temperature control system important significance. The thermostat's temperature control system is complex, and is a large time lag, time-varing, nonlinear system, then it is difficult to establish an accurate mathematical model. Currently the classical control, inligent control and their combined control algorithm are main used for control the temperature control system. This paper selects second-order lag model for the control object, and uses PID control algorithm, fuzzy control algorithm and fuzzy PID algorithm to control thermostat and uses Matlab software for the simulation comparative analysis. By studying several simulation we found that PID algorithm arranges the parameter cannot adapt a long time, and it need unceasingly be carried on the adjustment and achieve the anticipated effect. Fuzzy control does not depend on the precise object model and is an effective way to solve the uncertainty. But the control accuracy is not quantifiable factor and scale factor is determined ,its adaptable ability is restricted. As fuzzy PID control algorithm ,it not only combines the fuzzy control and

恒温箱温度控制系统的设计