自动温度控制系统毕业论文

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"幸福校园"有不少形式的论文范文，参考一下吧，希望对你可以有所帮助。第1章绪论温度控制系统的发展状况近几年来，在我国以信息化带动的工业化正在蓬勃发展，温度已成为工业对象控制中一种重要的参数，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。例如：在食品加工、冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业和机械制造等诸多领域中，广泛使用的各种锅炉、加热炉、热处理炉和反应炉等；燃料有煤气、天然气、油、电等。单片微型计算机的功能不断的增强，许多高性能的新型机种应运而生。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，成为自动化领域和其他测控领域中广泛应用的器件，在工业生产中成为必不可少的器件。在温度控制系统中，单片机更是起到了不可替代的核心作用。像用于化工生产的智能锅炉、用于融化金属的加热炉等都广泛应用。

用DS18B20测试温度，然后做出相应的控制，也可以报警创新方面可以做多路温度测试和控制吧，加温度显示，用LED数码管或者LCD显示屏

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室内温度控制系统毕业论文

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基于PLC的智能温室控制系统的设计摘要：温室环境系统是一个非线性、时变、滞后复杂大系统，难以建立系统的数学模型，采用常规的控制方法难以获得满意的静、动态性能。根据温室环境控制的特点，设计了一个基于PLC的智能温室控制系统。关键谝：PLC；智能控制：温室控制智能温室系统是近年逐步发展起来的一种资源节约型高效设施农业技术。本文在吸收发达国家高科技温室生产技术的基础上，对温室温度、湿度、CO，浓度和光照等环境因子控制技术进行研究，设计了一种基于PLC的智能温室控制系统。1智能温室控制算法的研究1．1温室环境的主要特点温室环境系统是一个复杂的大系统，建立精确的控制模型很难实现。由于作物对环境各气候因子的要求并不是特别的精确，而是一个模糊区间，比如作物对温度的要求，只要温度在某一时间段在某一区间内，该作物就能很好地生长，因此，也没有必要将各种参数进行精确控制。温室气候环境作为计算机控制系统的控制对象，有以下特点：非线性系统、分布参数系统、时变系统、时延系统、多变量藕合系统。1．2智能温室控制对象微分方程智能温室温度微分方程为：式中，为智能温室的放大系数；为智能温室的时间常数；为智能温室内外干扰热量换算成送风温度的变化量；为智能恒温室室内温度。2系统总体结构与硬件设计2．1系统总体结构2．1．1控制系统设计目标温室控制系统是依据室内外装设的温度传感器、湿度传感器、光照传感器、CO，传感器、室外气象站等采集或观测的温室内的室内外的温度、湿度、光照强度、CO，浓度等环境参数信息，通过控制设备对温室保温被、通风窗、遮阳网、喷滴灌等驱动／执行机构的控制，对温室环境气候和灌溉施肥进行调节控制以达到栽培作物生长发育的需要，为作物生长发育提供最适宜的生态环境，以大幅度提高作物的产量和品质。2．1．2控制模式以时间为基准的变温管理。根据一天中时间的变化实行变温管理，根据作物的生长需要将l天分成4个时间段，4个时间段中根据不同的控温要求对温室进行控制。1天中4个时间段的分段方法用户可以灵活的更改，而且4个时间段中的温度设定值用户也可以设定修改。不同季节的控制模式不同，只是自动控制系统启动的调节机构不相同，但不同季节的控制目的是相同的，即将环境参数调控到设定的参数附近。随着季节的变化，以及随作物生长阶段的变化，各时间段所需要的温度也是变化的，这时可通过修改设定温度值来调整温室的温度控制目标。2．1-3控制方案本系统采用自动与手动互相切换控制两种方式来实现对温室的自动控制，提高设备运行的可靠性。在运行时可通过按钮对这两种控制方式进行切换。手动控制简单可靠，由继电器、接触器、按钮、限位开关等电气元器件组成。自动控制模式采用计算机自动控制。通过传感器对环境因子进行监测，并对其设定上限和下限值，当检测到某一值超过设定值，便发出信号自动对驱动设备进行开启和关闭，从而使温室环境因子控制在设定的范围内。其运行成本较低，可大大节约劳动力，降低劳动者的劳动强度。2．2系统的硬件组成为了实现智能温室的环境监控，本设计建立了温室环境控制参数的长时间在线计算机自动控制系统。实现了温室内温度、湿度、CO，浓度、光照强度等参数的长期监测。并可根据智能温室温湿度的需求，对天窗、侧窗、降温湿风扇、风机、湿帘、内外遮阳网等设备自动控制。采用计算机作为上位机安装有组态t6．02监控软件，能将数据汇总、显示、记录、自动形成数据库，并实现了温室调控设备的自动设置与远程监控。为了确保系统的可靠性，温室设备的控制采用手动／自动切换方式，即在某些特殊情况下系统可以切换成手动，使用灵活方便。3系统的软件设计3．1温室控制系统PLC软件的设计根据基本要求和技术要求列出以下几点：(1)防止接点误动作：可利用自锁电路加以解决；(2)系统自诊断功能：PIG本身具有此项功能；(3)风机控制：温室设有一组风机，能同时启动与停止，当温室内的温度超出预定值时，受PLC的控制先是4个侧窗自动打开，延时5s后风机启动，再延时5s后湿帘水泵启动，从而使温室的温度降低；(4)侧窗控制：温室中设有4个侧窗，侧窗受电机控制，通过电机限位的设定来控制侧窗行程。解决方法类似上一点，但考虑到程序的精炼性，可配合PGI的中断功能命令加以解决；(5)系统自动／手动控制：可利用一个开关量作为PLC的输入信号，实现控制程序的转换；(6)湿帘泵控制；(7)遮阳网控制；(8)CO，补气(控制；(9)补光灯控制；(1O)可扩展性：在PLC中预留一定的存储空间和端口即可解决。3．2控制系统软件设计系统中对风扇、天窗、侧窗、环流风机、遮阳幕和湿帘泵的控制是通过PLC发出开关指令，通过交流接触器控制相关机构的启停。由于PLC检测系统具有较高的灵敏度，能够把温室内的扰动快速反应出来，同时由于温室较大的传递滞后，执行机构动作频繁，从而影响使用寿命。为此，在程序中加有时间可调的延时模块，使用时可根据具体情况调整延时，使控制效果达到最佳。3．3系统的组态监控软件的设计组态软件是可从可编程控制器以及各种数据采集卡等设备中实时采集数据，然后发出控制命令并监控系统运行是否正常的一种软件包。其主要功能如下：(1)远程监视功能。它可以通过通讯线远程监视多座温室的当前状态，包摇‘户外温度、光照强度、风速、风向、雨雪信号、室内温度、室内湿度、控制器温度、三组独立通风窗的位置和开关状态、内外遮阳幕的位置和开关状态以及一级二级风扇、湿帘、微雾、加热器、环流风扇、补光灯、C0，补气阀、水暖三通阀的状态和多种形式的报警监视，还能监视各灌溉阀的照强度、风速、室内温度、室内湿度、CO，浓度、水暖温度等全月的、全周的、全日的和本时段的最大值、最小值和平均值。(3)温室设备运行记录功能。它能在线记录各温室设备状态变化时的时间、当前状态和位置、当前目标温度、室内温度、目标湿度和室内湿度，并能打印输出。(4)远程设定功能。可以通过通讯线远程修改可编程控制器的全部设定参数。(5)生成曲线图功能。它能以平面图或立体图的方式同时绘制任意时刻的户外温度、光照强度、风速、目标温度、室内温度、目标湿度、室内湿度、CO，浓度、水暖温度等全年的、全月的、全周的、全日的变化曲线并打印输出。4结语本文通过分析温室执行机构的相应动作对环境因子的影响，将可编程控制技术、变频技术、组态监控技术和传感器技术应用于温室控制系统的设计，开发了基于PLC的智能温室控制系统。圜状态(2)数据统计功能。它可以统计任意时刻的户外温度、光[2]。它可以统计任意时刻的户外温度、光14O[参考文献】邓璐娟，张侃谕，龚幼民．智能控制技术在农业工程中的应用．现代化农业，2003(12)：1～3申茂向等．荷兰设施农业的考察与中国工厂化农业建设的思考．农业工程学报，2000，16(5)

陶瓷温度控制系统毕业论文

基于MCS-51单片机温控系统设计的电阻炉论文字数:17255.页数:42 论文编号:JD471 摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用。单片机是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的。由于它具有体积小、功能强、性价比高等特点。把单片机应用于温度控制中，采用单片机做主控单元，无触点控制，可完成对温度的采集和控制的要求。所以广泛应用于电子仪表、家用电器、节能装置、机器人、工业控制等诸多领域，使产品小型化、智能化，既提高了产品的功能和质量，又降低了成本，简化了设计。周期作业式的电阻炉，可供实验室、工矿企业、科研单位作元素分析测定和一般小型钢件淬火、退火、回火等热处理时加热用。原电阻炉需与温度控制器配套使用，由检测端的热电偶信号输送给温度指示调节仪，继而控制接触器对电阻炉供电，实现电阻炉温的测量、指示及自动控制。电阻炉温波动较大，控制精度低。本文主要介绍单片机在电阻炉温控中的应用，对温度控制模块的组成及主要所选器件进行了详细的介绍。并根据具体的要求本文编写了适合本设计的软件程序。关键词：单片机；电阻炉；炉温；控制系统目录摘要………………………………………………………………………………… ⅠAbstract…………………………………………………………………………Ⅱ第1章绪论………………………………………………………………………… 课题背景…………………………………………………………………… MCS-51系列单片机………………………………………………………2第2章总体设计电路图及工作原理…………………………………………… 总体方案设计……………………………………………………………… 电阻炉的单片机温控原理…………………………………………………7第3章系统硬件设计…………………………………………………………… 系统硬件电路设计……………………………………………………… 硬件设计电路原理图…………………………………………………… 各元件说明……………………………………………………………… 19第4章系统软件设计…………………………………………………………… 编程思路………………………………………………………………… 编程流程图……………………………………………………………… 23第5章 MCS-51单片机温控电阻炉技术特性…………………………………… 25总结………………………………………………………………………………… 26致谢………………………………………………………………………………… 27参考文献…………………………………………………………………………… 28附录…………………………………………………………………………………29附录1 硬件设计的电路…………………………………………………… 29附录2 程序………………………………………………………………… 30附录3 外文翻译…………………………………………………………… 38以上回答来自:

必须要有实物啊，理论的东西都是要靠实物来验证的啊。温度控制系统不难吧，学过电子、单片机的都很轻松的，同学看来你大学过得还挺滋润的啊。去文库看看，基本都会有资料参考的。知识要点：1，AD采样，也就是温度的数据采集。2，中断，采集数据后比较，做相应的处理。

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很简单的问题，最好使用18B20来做；使用一个字节保存温度上限，一个字节保存下限。每次测量之后，将测温结果与这两数字做比较就行了。具体的控制量自己根据要求决定。

温度控制系统设计毕业论文

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锅炉温度控制策略的应用研究摘要:针对锅炉汽温控制的特点,设计了过热汽温串级模糊控制系统,介绍了系统的构成、原理及该系统的优越性,并利用MATLAB仿真软件进行了仿真分析。关键词:汽温;串级模糊控制;系统仿真 0 引言过热蒸汽温度是衡量锅炉能否正常运行的重要指标。假如过热蒸汽温度过高,若超过了设备部件 (如过热器管、蒸气管道、阀门、汽轮机的喷嘴、叶片等)的允许工作温度,将使钢材加速蠕变,从而降低使用寿命。严重的超温甚至会使管子过热而爆破。可能造成过热器、蒸汽管道和汽轮机的高压部分损坏。过热蒸汽温度过低,会引起热耗上升,引起汽轮机末级蒸汽湿度增加,从而降低汽轮机的内效率,加剧对叶片的侵蚀。因此在锅炉运行中,必须保持过热汽温稳定在规定值附近。通常允许变化范围为额定值±5℃。目前对锅炉过热汽温调节大都采用导前汽温的微分作为补充信号的系统。其系统原理如图1所示。系统针对过热汽温调节对象调节通道惯性延迟大、被调量反馈慢的特点,从对象调节通道找出一个比被调量反应快的中间信号θ1作为调节器的补充信号,以改善对象调节通道的动态特性。动态时调节器根据θ1的微分和θ2这两个信号而动作。但在静态时(调节过程结束后)θ1不再变化,则dθ1/dt= 0,这时过热器汽温必然恢复到给定值。实际使用中,中间信号θ1的引入在一定程度上确实改善了控制系统的动态特性,但是,影响蒸汽温度的因素很多,除减温水流量的扰动外,负荷的变化,工况的不稳定,过剩空气系数等都会导致蒸汽θ2温度发生波动。这些波动是无法预知的,无法用精确的数学模型来描述。由于模糊控制不依赖被控对象的精确数学模型,它主要是根据人的思维方式,总结人的操作经验,完成控制作用,特别适合于大滞后、时变、非线性场合,因此该文提出一种锅炉过热气温的串级模糊控制系统。 1 控制方案的研究设计串级调节系统是改善大惯性、纯滞后系统调节质量的最有效方法之一,所以设计的控制方案采用串级模糊控制,其控制系统如图2所示。图2中F为减温水流量调节阀。P为副调节器,采用比例调节;FC为主调节器,采用混合模糊控制器,即一个二维模糊控制器和常规PI调节器并联而成,除能够尽快消除副环外的扰动之外还可以校正汽温偏差,保证汽温控制的精度。汽温调节对象由减温器和过热器组成,减温水流量Wj为对象调节通道的输入信号,过热器出口汽温θ2为输出信号。为了改善调节品质,系统中采用减温器出口处汽温θ1作为辅助调节信号(称为导前汽温信号)。当调节机构动作(喷水量变化)后,导前汽温信号θ1的反应显然要比被调量信号θ2早很多。由于从调节对象中引出了θ1信号,对象调节通道的动态特性可以看成由两部分构成:①以减温水流量Wj作为输入信号,减温器出口处温度θ1作为输出信号的通道,这部分调节通道称为导前区,传递函数为G01(s);②以减温器出口处汽温θ1作为输入信号,过热器出口汽温θ2为输出信号的通道,这部分调节通道称为惰性区,传递函数为G02(s),显然导前区G01(s)的延迟和惯性要比惰性区G02(s)小很多。系统结构如图3所示。图3中有两个闭合的调节回路:①由对象调节通道的惰性区G02(s)、副控制器Gc2(s)、副检测变送器Gm2(s)组成的副调节回路;②由对象调节的导前区G01(s)、主控制器(PI+混合模糊控制器)、主检测变送器Gm1(s)以及副调节回路组成的主回路。引入θ1负反馈而构成的副回路起到了稳定θ1的作用,从而使过热汽温保持基本不变,因此可以认为副回路起着粗调过热汽温θ2的作用。而过热汽温的给定值,主要由主控制器(PI+混合模糊控制器)来严格保持。只要θ2不等于给定值,主控制器就会不断改变其输出信号σ2,并通过副调节器去不断改变减温水流量,直到θ2恢复到等于给定值为止。可见,主调节器的输出信号σ2相当于副调节器的可变给定值。稳态时,过热汽温等于给定值,而导前汽温 θ1则不一定等于主调节器输出值σ2。当扰动发生在副回路内,例如当减温水流量发生自发性波动(可能是减温水压力或蒸汽压力改变),由于有副回路的存在,而且导前区的惯性又很小,副调节器将能及时动作,快速消除其自发性波动,从而使过热汽温基本不变。当扰动发生在副回路以外,引起过热汽温偏离给定值时,串级系统首先由主调节器(PI+混合模糊控制器)迅速改变其输出校正信号σ2,通过副调节回路去改变减温水流量,使过热汽温恢复到给定值。由于主调节器(PI+ 混合模糊控制器)的惯性迟延小,故反应迅速。因此在串级模糊蒸汽温度控制系统中,副回路的任务是尽快消除减温水流量的自发性扰动和其他进入副回路的各种扰动,对过热汽温的稳定起粗调作用。主调节器的任务是保持过热汽温等于给定值。系统在主控制器的设计上将模糊控制与常规的 PI调节器相结合,使控制系统既具有模糊控制响应快、适应性强的优点,又具有PI控制精度高的特点。 2 模糊控制器的设计模糊控制是一种基于规则的控制,在设计中不需要建立被控对象的精确的数学模型。模糊控制器的结构设计该系统以过热蒸汽的实际温度T与设定值Td 之间的误差E=Td-T和误差变化DE作为输入语言变量,系统控制值U为输出语言变量,构成一个二维模糊控制器。其结构如图4所示。 Ku为模糊控制器比例因子,Ke,Kec为量化因子。 Ke:在输入量化等级确定之后,算法中改变误差输入论域大小即改变了Ke的值,Ke增大,相当于缩小误差的基本论域,起增大误差变量的控制作用。若Ke选择较大,则上升时间变短,但会使系统产生较大超调,从而过渡过程变长;Ke很小,则系统上升较慢,快速性差。同时它还直接影响模糊控制系统的稳态品质。 Kec:Kec选择较大时,超调量减小,但系统的响应速度变慢,Kec对超调的抑制作用十分明显。但在 Ke,Kec和Ku中,系统对Kec的变化最不敏感,一般Kec 可调整范围较宽,其鲁棒性较好,给实际调试带来很大方便。 Ku:比例因子Ku实质上是模糊控制器总的增益, 它的大小对系统输出的影响较大。Ku增大,系统超调量随之增大,动态过程加快;反之,Ku减小,系统超调量减小,动态过程变慢;Ku选择过大将会导致系统震荡。由于Ku的敏感性,故可调范围较小。模糊控制器可调参数Ke,Kec和Ku对系统性能的影响各不相同,改变这3个参数可使控制器适用于不同系统的性能要求。模糊概念的确定及模糊化过程对输入变量E进行模糊化,选择语言集为{负大(NB),负中(NM),负小(NS),零(ZE),正小 (PS),正中(PM),正大(PB)},模糊论域选择如下 [-n,-n-1,…,-1,0,1,…, n-1, n],E的实际变化范围为[-x,x],则量化因子为Ke=n /x。对偏差变化率DE进行模糊化,选择合适的模糊论域和偏差变化率范围,同理可以计算出相应的模糊量化因子Kec,在这里为了方便起见,选择偏差e、偏差变化率DE具有相同模糊论域。对于输出量U,调节范围为[-R,R],语言集为 {负大(NB),负中(NM),负小(NS),零(ZE),正小 (PS),正中(PM),正大(PB)},模糊论域选择为[- m,-m-1,…,-1,0,1,…,m-1,m ],输出比例因子为Ku=R /m。在设计过程中,选取各变量的模糊论域,E= {-3,-2,-1,0,1,2,3};DE={-3,-2,-1,0,1, 2,3};U={-3,-2,-1,0,1,2,3},输入量E,DE 及输出量U模糊集的隶属函数选择为三角形,如图 5所示。模糊规则的确定模糊决策一般都采用“选择从属度大”的规则, 在过热蒸汽温度调节过程中,当系统的偏差较大时, 系统的快速性为主要矛盾,系统的稳定性控制精度却是次要的,这时应使系统快速减小偏差;而当系统偏差较小时,则要求以保证系统的稳定性及控制精度为主。因而模糊控制规律应遵循:过热汽温上升速度快,汽温偏高,则汽温的控制量应向下浮动;过热汽温下降速度快,汽温偏低,则汽温的控制量应向上浮动。因此采用的模糊控制器的模糊控制规则具有以下的形式: if {E=AiandDE=Bi}thenU=Ci, i=1, 2,...,n 其中Ai, Bi以及Ci分别为E, EC、和U的模糊子集。控制规则的多少可视输入输出物理量数目及所需的控制精度而定。由于模糊控制器采用两个输入 E, EC,每个输入分为7级共有49条规则。按模糊数学推理法则选则表1所示控制规则。逆模糊化过程文中采用的模糊推理方式是常用的Mamdani 的Min-Max-COA法,即前项取小,多规则取大合成结论,然后取重心得出非模糊化结论的算法。在上述规则中,Ai,Bi, Ci分别为论域E,DE,U的模糊子集,根据上述规则可推出模糊关系Ri=ExDE,这里采用的最小运算规则,在按最大—最小合成(max -min composition)推理算法求得控制器输出的模糊子集为U=(ExDE)·Ri,其中“·”为合成运算,非模糊化后的结论即为输出U的修正值。逆模糊化方法采用重心平均法(centroid of area)。 3 系统仿真为了说明串级模糊控制系统在锅炉过热蒸汽温度的控制上有更好的调节效果,分别搭建具有导前微分信号控制系统和串级模糊控制系统的仿真框图。在保持相同输入信号条件下设置两系统被控对象为相同的参数,以利于比较。考虑到在实际应用中,各种随机扰动的影响及过程的复杂性,被控对象有着大惯性、纯滞后的特性,设系统的主副被控对象的数学模型分别为: 两系统仿真方框图搭建分别如图6、图7所示; 过热汽温响应曲线分别如图8、图9所示。从仿真曲线可以很清楚的看到:串级模糊控制系统应用在锅炉过热蒸汽温度控制上能够获得比具有导前微分信号控制系统更好的调节效果。具有导前微分信号的控制系统仿真曲线有振荡,有超调,动态过渡时间长,误差大。而串级模糊控制系统仿真曲线基本无振荡,无超调,动态过渡时间短,误差小, 有较好的控制品质。根据现场锅炉运行情况,为了能更好地说明问题,在保持两个系统中各调节器、控制器参数不变的情况下, 同时改变两个系统的被控对象的参数。 W02=e-5s12s+1 观察仿真曲线,如图10、图11所示。由于被控对象在电厂中各种设备复杂的运行环境下,一直处于波动状态,改变主被控对象参数后而其他参数保持不变时,具有导前微分信号的控制系

温度检测与控制系统论文

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