分程控制系统的分析及应用
摘要：通过对分程控制回路的深入分析，并对控制阀门流通力进行设计计算，达到优化工艺流程，精确控制工艺指标的目的。
关键词：分程控制控制点分程功能模块
在现代化石油化工的仪表控制部分，分程控制系统起着至关重要的作用。通过对分程控制系统的加强理解和分析，在实际控制组态中加以合理的使用，得以实现优化工艺流程，精确控制工艺指标的目的，本文拟从浅至深的对分程控制系统进行概述分析。
一、分程控制系统的定义
在一般的过程控制系统中，一个控制器的输出信号只带动一个控制阀作全行程的动作。而分程控制系统中，一个控制器的输出信号分割成两个（或多个）不同量程范围，带动不同的两个（或多个）控制阀，每个控制阀只能在控制器输出信号的某一区段范围内作全行程的动作，控制器输出信号区段的划分需要根据生产工艺要求来确定。
二、分程控制信号与阀门动作关系
在分程控制系统中，控制器的输出与控制阀的动作的关系可以划分为两种形式：一种是同向动作，即随着控制器输出信号的增大或减小，两个控制阀在各自全行程的信号区段内都开大或关小；另一种是异向动作，即随着控制器输出信号的增大或减小，两个控制阀在各自全行程的信号区段内一个开大、一个关小。一个分程控制系统是同向动作还是异向动作只取决于工艺的控制要求，与控制器和阀门定位器的正反作用无关。
三、分程点的确定
分程控制是控制器利用两个阀门分别来对同一个被控变量进行控制，如果控制器输出在两个阀门的区段内的过程增益相差太大，那么控制器的输出对于被控变量的作用在一个阀门区段内较慢，另一个区阀门段内较快。在这种情况下，我们可以通过改变分程点的位置来平衡两个区段内的控制强度，使得分程控制系统更加平稳。
四、分程功能模块的实现方法
DCS、PLC等电子控制系统利用方便的软件组态来实现过程控制和运算，其强大的控制器来执行过程控制和运算功能。下面以横河的CENTUM VP系统为例，简单介绍分程控制在DCS系统中的实现方法。
2.5 分程控制系统 2.5.1 分程控制系统的基本概念 1．分程调节系统 一般来说，一台调节器的输出仅操纵一只调节阀，若一只调节器去控制两个以上的阀并且是按输出信号的不同区间去操作不同的阀门，这种控制方式习惯上称为分程控制。 图2.5-1表示了分程控制系统的简 图。图中表示一台调节器去操纵两只调节 阀，实施（动作过程）是借助调节阀上的 阀门定位器对信号的转换功能。例如图中 的A、B两阀，要求A阀在调节器输出信号 压力为0.02～0.06MPa变化时，作阀得全 行程动作，则要求附在A阀上的阀门定位 器，对输入信号0.02～0.06MPa时，相应 输出为0.02～0.1MPa，而B阀上的阀门定 位器，应调整成在输入信号为0.06～0.1 图2.5-1 分程控制系统示意图 MPa时，相应输出为0.02～0.1MPa。按照这些条件，当调节器（包括电/气转换器）输出信号小于0.06MPa时A阀动作，B阀不动；当输出信号大于0.06MPa时，而B阀动作，A阀已动至极限；由此实现分程控制过程。 分程控制系统中，阀的开闭形式，可分同向和异向两种，见图2.5-2和图2.5-3。 图2.5-2 调节阀分程动作（同向） 图2.5-3 调节阀分程动作（异向） 一般调节阀分程动作采用同向规律的是为了满足工艺上扩大可调比的要求；反向规律的选择是为了满足工艺的特殊要求。 2．分程控制系统的应用 1）为扩大调节阀的可调围。
调节阀有一个重要指标，即阀的可调围R 。它是一项静态指标，表明调节阀执行规定 特性（线性特性或等百分比特性）运行的有效围。可调围可用下式表示： min max C C R = （2.5-1） 式中 max C ——阀的最大流通能力，流量单位。 min C ——阀的最小流通能力，流量单位。 国产柱塞型阀固有可调围R =30，所以max min %30C C =。须指出阀的最小流通能力不 等于阀关闭时的泄漏量。一般柱塞型阀的泄漏量S C 仅为最大流通能力的0.1～0.01%。对于 过程控制的绝大部分场合，采用R =30的控制阀已足够满足生产要求了。但有极少数场合， 可调围要求特别大，如果不能提供足够的可调围，其结果将是或在高负荷下供应不足，或 在低负荷下低于可调围时产生极限环。 例如蒸汽压力调节系统，设锅炉产生的是压力为10MPa 的高压蒸汽，而生产上需要的是 4MPa 平稳的中压蒸汽。为此，需要通过节流减压的方法将10MPa 的高压蒸汽节流减压成4MPa 的中压蒸汽。在选择调节阀口径时，如果选用一个调节阀，为了适应大负荷下蒸汽供应量 的需要，调节阀的口径要选择得很大，而正常情况下蒸汽量却不需要哪么大，这就需要将 阀关的小一些。也就是说，正常情况下调节阀只是在小开度工作，因为大阀在小开度下工 作时，除了阀的特性会发生畸变外，还容易产生噪声和震荡，这样控制会使控制效果变差 控制质量降低。为了解决这一矛盾，可选用两只同向动作的调节阀构成分程控制系统，如 图2.5-2所示的分程控制系统采用了A 、B 两只同向动作的调节阀（根据工艺要求均选为气开 式）其中A 阀得在调节器输出信号4～12mA （气压信号为0.02～0.06MPa ）时由全闭到全开， B 阀得在调节器输出信号12～20mA （气压信号为0.06～0.1MPa ）时由全闭到全开，这样，在 正常情况下，即小负荷时，B 阀处于全关，只通过A 阀开度的变化来进行控制；当大负荷时， A 阀已全开仍满足不了蒸汽量的需求，这是 B 阀也开始打开，以补足A 阀全开时蒸汽供应量的 不足。 图2.5-4 蒸汽减压分程控制系统原理图 假定系统中所采用的A 、B 两只调节阀的最大流通能力max C 均为100，可调围R =30。由 于调节阀的可调围为： min max C C R = （2.5-2）
多点温度控制系统 1.概述 电子技术的飞速发展，给人类的生活带来了根本的的变革，特别是随着大规模集成电路的产生而出现了微型计算机，更是将人类社会带入了一个新的时代。利用微机的强大功能。人们可以完成各种各样的控制。然而，微机造价高，对于大多数的工业控制来说，也并不需要微机那样强大的功能，于是单片机就运用而生了。单片机其实就是一个简化的微机，将微机的CPU，存储器，I/O接口。定时器/计数器等集成在一片芯片上就是单片机了，它主要用来完成各种控制功能。相对微机来说，单片机价格低，非常适合于应用在简单的控制场合以降低成本。另外，单片机是按照工业控制要求设计的，其可靠性很高，可在工业现场复杂的环境下运行。单片机依靠其高的可靠性和极高的性价比，在工业控制，数据采集，智能化仪表，家用电器等方面得到极为广泛的应用。 现代工业设计，工程建设及日常生活中温度控制都起着重要的作用，早期的温度控制主要用于工厂时间生产中，能起到实时采集温度数据，提高生产效率，产品质量之用。随着人们生活质量的提高，现代社会中的温度控制不仅应用在工厂生产方面也应用于酒店，厂房以及家庭生活中，在有些应用中，如高精度的生产厂房，对温度的要求极其严格，温度的变化极有可能对生产的产品造成极大的影响。因此，这就需要一种能够及时检测温度变化以及温度变化的设备，提供温度数据值，使人们对温度的变化做及时的调整，多点温度控制可根据人们不同的应用环境自行设置该环境的温度值，及时反映生产，生活中温度变化使人们能及时看到温度变化的第一手资料，提示人们温度变化情况，协助人们能及时的调整，起到温度报警作用，使温度控制更好的服务于社会生产，生活。
选择性控制作业题 第1题为教材P183页7-15(增加一个问题)，其余为补充题。 1、采用高位槽向用户供水时，为保证供水流量的平稳，要求对高位槽出口流量进行控制，如图所示。但是为了防止高位槽水位过高而造成溢水事故，需对液位采取保护措施。根据上述工艺要求，设计一个连续型选择性控制系统。要求：（1）在所给图中画出选择性控制系统实现的方案； （2）画出选择性控制系统框图； （3）确定系统中调节阀的气开、气关形式； （4）确定系统中控制器的正、反作用方式（仪表定义）； （5）确定选择器类型，并简述该系统的工作原理。 2、下图为锅炉燃烧过程压力控制系统，在生产过程中，当天然气压力过高时会 发生脱火现象，而压力过低时又会发生回火，两者均可造成生产事故，因此需采取保护措施。根据上述工艺要求，设计一个连续型选择性控制系统。（其中，PC为带下限节点的压力控制器，与三通电磁阀构成自动连锁硬保护系统。）要求： （1）在所给图中画出选择性控制系统实现的方案； （2）画出选择性控制系统框图； （3）确定系统中调节阀的气开、气关形式； （4）确定系统中控制器的正、反作用方式（仪表定义）； （5）确定选择器类型，并简述该系统的工作原理。
3、下图所示的热交换器用以冷却裂解气，冷剂为脱甲烷塔的釜液。正常情况下要求釜液流量维持恒定，以保证脱甲烷塔的稳定操作。但是裂解气冷却后的出口温度不得低于15℃，否则，裂解气中所含水分就会生成水合物而堵塞管道。为此，需要设计一选择性控制系统，要求： （1）在所给图中画出选择性控制系统实现的方案； （2）画出选择性控制系统框图； （3）确定系统中调节阀的气开、气关形式； （4）确定系统中控制器的正、反作用方式（仪表定义）； （5）确定选择器类型，并简述该系统的工作原理。 4、下图所示的蒸汽分配系统能将不同压力的蒸汽送至各工艺设备。在减压站把高压蒸汽降为低压蒸汽。为满足生产要求，需控制低压蒸汽管线减压站的减压后蒸汽压力。同时，又要防止高压管线的压力过高，产生事故。设计一个选择性控制系统，要求： （1）在所给图中画出选择性控制系统实现的方案； （2）画出选择性控制系统框图； （3）确定系统中调节阀的气开、气关形式； （4）确定系统中控制器的正、反作用方式（仪表定义）； （5）确定选择器类型，并简述该系统的工作原理。
北方民族大学学士学位论文论文题目:温度自动控制系统的设计 北方民族大学教务处制
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
2.5分程控制系统 2.5.1分程控制系统的基本概念 1.分程调节系统 —般来说，一台调节器的输出仅操纵一只调节阀，若一只调节器去控制两个以上的阀而且是按输出信号的不同区间去操作不同的阀门，这种控制方式习惯上称为分程控制。 图2.5J表示了分程控制系 统的简图。图中表示一台调节器去操纵 两只调节阀，实施? （动作过程）杲借助调节阀上的阀门定 位器对信号的转换功能。例如图中的 A、B两阀，要求A 阀在调节器输出信号压力为0.02-0.06MPa变化时，作阀得全行程动作，则要求附在A阀上的阀门定位器，对输入信号0.02_0.06MPa 时，相应输出为0.02一0.IMPa,而B阀上的阀门定位器，应调整成在 输入信号为0.06一0.1 图2?5?1分程控制系统示意图 MPa时，相应输出为0.02_0.1MPa o按照这些条件，当调节器（包括电/气转换器）输出信号小于0.06MPa时A阀动作，B阀不动；当输出信号大于0.06MPa时，而B阀动作，A阀已动至极限；由此实现分程控制过程。 分程控制系统中，阀的开闭形式，可分同向和异向两种，见图 2.5-2 和图2.5-3。
图2?5?3调节阀分程动作（异向） —般调节阀分程动作采用同向规律的是为了满足工艺上扩大 可调比的 要求；反向规律的选择是为了满足工艺的特殊要求。 2. 分程控制系统的应用 1）为扩大调节阀的可调范围。 调节阀有一个重要指标，即阀的可调范围肌它是一项静态指标, 表明调节阀执行规定特性（线性特性或等百分比特性）运行的有效 范围。可调范围可用下式表示： 斥=〔max Gin （2.5-1） 式中C max ------ 阀的最大流通能力，流量单位。 c min ----- 阀的最小流通能力，流量单位。 图2?5?2 调节阀分程动作（同向）
附表1 铜陵学院学生毕业论文（设计）选题审批表院部：专业：
附表2 铜陵学院毕业论文（设计）任务书 同学：你好！ 你所预选的毕业论文（设计）题目自动温度控制系统的设计经审定已通过，你可以进入研究（设计）阶段，请你按照以下进程要求完成毕业论文（设计）的研究设计任务。 一、在指导教师的指导下，进一步明确所选课题的目的和意义。 二、根据选题进行广泛调研，并检索主要参考文献。 三、拟定研究（设计）方案（包括内容、方法、预期目标、进度安排等）。 四、毕业论文（设计）的主要内容（或主要技术要求与数据）：主要 是设计一个温度自动控制系统，用单片机控制，数字温度传感器采集数据， 并用LCD液晶显示器模块显示。它属于一个恒温系统。通过单片机处理，并 发出指令，使用继电器控制、隔离。 五、编写毕业论文(设计)提纲。 六、将包含上述内容的开题报告于 2015 年 1 月 6 日前送 交指导老师，并于 2015 年 1 月 15 日前完成开题。 七、请你于 2015 年 4 月 20 日前完成毕业论文（设计）的初 稿。 八、请你在 2015 年 4 月 22 日至 5 月 31 日之间反复修改 初稿（要求不少于三次）。 九、请你于 2015 年 6 月 20 日前把符合铜陵学院毕业论文（设 计）撰写格式要求的纸质定稿和相关的附件等材料，按要求装订一式三份， 连同对应的电子文档送交指导老师。 十、你的毕业论文（设计）如果通过了答辩资格审查，请于 2015 年 6月 20 日前准备参加本学院统一组织的毕业论文（设计）答辩（具体答辩
时间另行通知）。 十一、如果你的联系方式发生变动，应及时通知你的指导老师。 指导教师电话： E-mail： 学生电话： E-mail： 指导教师签名：学生签名： 下达任务日期： 2014 年 12 月 23 日接受任务日期： 2014 年 12 月24 日注：本任务书一式两份，一份交给学生，一份指导教师留存。 附表3 铜陵学院毕业论文（设计）开题报告
目录 摘要2 ABSTRACT 3 第一章绪论4 §1.1系统背景4 §1.2 系统概述4 第二章方案论证5 §2.1 传感器部分5 §2.2主控制部分6 §2.3 系统方案6 第三章硬件电路设计7 §3.1 电源以及看门狗电路7 §3.2键盘以及显示电路9 §3.2温度测试电路11 §3.3 串口通讯电路15 §3.4 整体电路16 第四章软件设计16 §4.1 概述16 §4.2 主程序方案16 §4.3 各模块子程序设计18 第五章系统调试20 §5.1 分步调试20 §5.2 统一调试20 结束语21 参考文献22 附录一:软件流程图24 附录二:电路原理图25 致谢27 多点温度检测系统 设计作者:谭诗炜(电信200201班) 指导老师:冯杰 摘要 DS18B20是一种可组网的高精度数字式温度传感器,由于其具有单总线的独特优点,可以使用户轻松地组建起传感器网络,并可使多点温度测量电路变得简单、可靠.本文结合实际使用经验,介绍了DS18B20数字温度传感器在单片机下的硬件连接及软件编程,并给出了软件流程图. 该系统由上位机和下位机两大部分组成.下位机实现温度的检测并提供标准RS232通信接口,芯片使用了ATMEL公司的A T89C51单片机和DALLAS公司的DS18B20数字温度传感器.上位机部分使用了通用PC.该系统可应用于仓库测温、楼宇空调控制和生产过程监控等领域. 关键字:温度测量;单总线;数字温度传感器;单片机
Abstract As a kind of high-accuracy digital net temperature sensor,DS18 B20 can be used building a sensor net easily. It can also make the net simple and reliable with it's special 1-wire interface .This paper introduces the application of DS18B20 with single chip processor. The system is constituted by two parts the temperature measured part and displayed part. The temperature measured part has a RS232 interface. It used AT89C51 of A TMEL company and DS18B20 of DALLAS company .The displayed part uses PC .This system is applied in such domains as warehouse detecting temperature;air-conditioner controlling system in building and supervisory productive process etc. Key words:temperature measure;single bus;digital thermometer;single chip processor; 第一章绪论 §1.1系统背景 在工、农业生产和日常生活中,对温度的测量及控制占据着极其重要地位.首先让我们了解一下多点温度检测系统在各个方面的应用领域:消防电气的非破坏性温度检测,电力、电讯设备之过热故障预知检测,空调系统的温度检测,各类运输工具之组件的过热检测,保全与监视系统之应用,医疗与健诊的温度测试,化工、机械…等设备温度过热检测.温度检测系统应用十分
《电子技术综合设计》 设计报告 设计题目：水温自动控制系统 组长姓名：学号： 专业与班级：工业自动化14-16班 姓名：学号： 专业与班级：工业自动化14-16班 姓名：学号： 专业与班级：工业自动化14-16班 时间： 2016 ～ 2017 学年第（1）学期指导教师：陈烨成绩：评阅日期：
一、课题任务 设计并制作一个水温自动控制系统，对1.5L净水进行加。水温保持在一定范围内且由人工设定。 细节要求如下： 1.温度设定范围为40℃~90℃，最小分辨率为0.1℃，误差≤1℃。 2.可通过LCD显示屏显示温度目标值与实时温度。 3.可以通过键盘调整目标温度的数值。 二、方案比较 1.系统模块设计 为完成任务目标，可以将系统分为如下几个部分：5V直流电供电模块、测温模块、80C52单片机控制系统、键盘控制电路、温度显示模块、继电器控制模块、强电加热电路。通过各模块之间的相互配合，可以完成水温检测、液晶显示、目标值设置、水温控制等功能。 系统方框图如下：
2.5V直流电供电模块 方案一：直接用GP品牌的9v电池，然后接通过三端稳压芯片7805稳压成5伏直流电源提供给单片机系统使用，接两个5伏电源的滤波电容后输出。 方案二：通过变压器，将220v的市电转换成9v左右的交流电，变压器输出端的9V电压经桥式整流并电容滤波。要得到一个比较稳定的5v电压，在这里接一个三端稳压器的元件7805。 由于需要给继电器提供稳定的5V电压，而方案一中导致电池的过度损耗，无法稳定带动继电器持续工作，所以我们选用能够提供更加稳定5v电源的方案二。 3.测温模块 经查阅资料,IC式感温器在市场上应用比较广泛的有以下几种： AD590：电流输出型的测温组件,温度每升高1 摄氏度，电流增加1μA，温度测量范围在-55℃～150℃之间。其所采集到的数据需经A/D 转换，才能得到实际的温度值。 DS18B20：内含AD转换器，所以除了测量温度外，它还可以把温度值以数字的方式(9 B i t ) 送出，因此线路连接十分简单，它无需其他外加电路，直接输出数字量，可直接与单片机通信，读取测温数据。它能够达到0.5℃的固有分辨率，使用读取温度暂存寄存器的方法还能达到0.0625℃以上精度，温度测量范围在-55℃～125℃之间，应用方便。 SMARTEC感温组件:这是一只3个管脚感温IC，温度测量范围在 -45℃～13℃，误差可以保持在0.7℃以内。 max6225/6626：最大测温范围也是-55～+125℃，带有串行总线接口，测量温度在可测范围内的的误差在4℃以内，较大，故舍弃该方案。 本设计选用DS18B20感温IC，这是因其性能参数符合设计要求，接口简单，内部集成了A/D 转换，测温更简便，精度较高，反应速度快，且经过市场考察，该芯片易购买，使用方便。 下面是DS18B20感温IC的实物和接口图片
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）开题报告题目：多点温度采集控制系统 系（部）应用电子与通信技术系 专业电子信息工程 学生路春雨 学号1089212220 班号0892122 指导教师顾伟东 开题报告日期2011.10.17 哈工大华德学院
说明 一、开题报告应包括下列主要内容： 1．通过学生对文献论述和方案论证，判断是否已充分理解毕业设计（论文）的内容和要求 2．进度计划是否切实可行； 3．是否具备毕业设计所要求的基础条件。 4．预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施； 5．主要参考文献。 二、如学生首次开题报告未通过，需在一周内再进行一次。 三、开题报告由指导教师填写意见、签字后，统一交所在系（部）保存，以备检查。 指导教师评语： 指导教师签字：检查日期：
一、综述部分 1、课题的开发背景与需求分析 温度是工业、农业生产中常见的和最基本的参数之一，在生产过程中常需对温度进行检测和监控，采用微型机进行温度检测、数字显示、信息存储及实时控制，对于提高生产效率和产品质量、节约能源等都有重要的作用。伴随工业科技、农业科技的发展，温度测量需求越来越多，也越来越重要。但是在一些特定环境温度监测环境范围大,测点距离远,布线很不方便。这时就要采用无线方式对温度数据进行采集。 多路无线温度采集系统可被广泛应用于温度测量或相应的可转换为温度量或供电故障监控的工业、农业、环保、服务业、安全监控等工程中，例如：城市路灯故障检测和供电线路防盗监视、城市居民小区供热检测、大型仓库温度检测、工业生产测控、农业生产温度测控、环保工程、故障监控工程等。考虑到许多工业环境中对多点温度进行监控，一般需要测量几十个点以上。本文设计多路无线温度监控系统。 2、调研分析 在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和室内中的温度进行检测和控制。采用STC89C51单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且能大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。 在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。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。自18世纪工业革命以来，工业发展对是否能掌握温度有着绝对的联系。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业，能说多少乎80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素。 二、方案论证 控制系统由硬件电路和软件程序两部分组成，其中硬件部分主要有温度采集电路、显示模块(数码管显示)、键盘接口、蜂鸣报警、单片机电路几部分组成。
上海电力学院电子系统设计实验报告 题目：自动温度控制系统的设计 院系：电子与信息工程学院 专业：电子科学与技术 班级：2013142班 学号：20132481 姓名：当当当
自动温度控制系统的设计 1、任务要求 以单片机为核心控制器件，通过温度传感器进行温度测量，设置温度的上下限。当温度超出正常范围，则由指示灯和蜂鸣器报警提示。当温度低于下限值时，要求通风电机停转，当温度高于上限值时，通风电机转动。 2、设计方案 本设计是对温度进行实时监测与控制，设计的温度控制系统实现了基本的温度控制功能：设定需求的温度为30~60摄氏度，当温度低于设定温度下限30摄氏度时，指示灯和蜂鸣器报警提示并且通风电机停转，使温度上升。当温度高于设定温度上限60摄氏度时，指示灯和蜂鸣器报警提示且通风电机转动，使温度下降。当温度达到设定温度界限时，通风机停止工作。为了实现以上功能首先完成了系统的整体设计，硬件以及软件的设计。在硬件上采用了由DS18B20温度传感器采集温度，送入单片机与设定温度进行对比处理，再通过显示器进行显示使其很直观的了解当前的状态。在软件设计上完成了系统的各个功能程序以及流程图包括系统程序主要包括主程序，读出温度子程序，复位应答子程序，写入子程序等，并且采用与C51系列单片机相对应的51汇编语言和结构化程序设计方法进行软件编程。 总体设计框图 3.硬件电路设计 3.1最小系统 按键设置 单 片 机 降热 温度采集 显示 加热
3.1.1 AT89C51的单片机 采用STC89C51芯片作为硬件核心。STC89C51内部具有8KB ROM 存储空间,512字节数据存储空间，带有2K字节的EEPROM存储空间，与MCS-51系列单片机完全兼容,STC89C51可以通过串口下载。 引脚介绍 ①主电源引脚（2根） VCC(Pin40)：电源输入，接＋5V电源 GND(Pin20)：接地线 ②外接晶振引脚（2根） XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端 XTAL2(Pin20)：片内振荡电路的输出端 ③控制引脚（4根） RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号 PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号 EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。
温度控制系统 1.0 功能概述 结合本设计的要求和技术指标，通过对系统大致程序量的估计和系统工作速度的估计，考虑价格因素。选定at89s51单片机作为系统的主要控制芯片，8位数模转换器ad0809。采用AD0809进行温度采集，温度设定范围为-10℃~ 45℃，通过温度采集系统，对温度进行采样并进行A、D转换，再输给单片机。以空调为执行器件，通过单片机程序完成对室内温度控制。 1.1系统的主要要求 （1）温度设定范围为，最小区分温度为，标定温差小于 （2）用二位十进制数码显示当前温度 （3）能根据设定的温度进行加热或降温处理。 （4）设计出系统控制单元 1.2系统的工作原理 在温度控制系统中，需要对温度的变换转换为对应的电信号的变化，选用89S51单片机为中央处理器，通过温度传感器对空气温度进行温度采集，将采集到的温度信号传输给单片机，再有单片机控制显示器，并比较采集温度与设定温度是否一致，然后驱动空调机的加热或降温循环对空气进行处理，从而模拟实现空调温度控制单元的动作情况。 工作流程说明如下 开始，先接通电源，三段数码显示器就自动显示当前温度，并且显示出设置温度的缺省值000. 按下S1键，功能转换键，按此键则开始键盘控制。 此时通过键盘输入预设值的温度，按下S2加，按此键则温度设定加一度。按下S3减，按此键则设定温度减一度。S4复位键，使系统复位。 就这样通过温度芯片的反馈信息，实现温度保持在设定温度上，从而达到自动控制温度的功能。 1.3系统的主要技术指标 测温范围：-55℃- +100℃ 温度分辨率：±0.5V LED显示位数：3 2 系统的结构框图 系统的硬件电路有温度传感器、A/D转换、LED显示等部分组成，总体方案结构见下图所示
《过程控制系统》思考题 一． 1．简单归纳过程控制系统设计的主要内容。 2．选择调节阀时口径过大或过小会产生什么问题？正常工况下调节阀的开度应以多大范围为宜？ 1．什么叫串级控制系统？绘制其结构方框图。 2．与单回路控制系统相比，串级控制系统有哪些主要特点？ 3．为什么说串级控制系统由于存在一个副回路而具有较强的抑制扰动的能力？4．串级控制系统在副参数的选择和副回路的设计中应遵循哪些主要原则？5．串级控制系统通常可用在哪些场合？ 6．前馈控制与反馈控制各有什么特点？绘制前馈控制系统结构方框图。 7．在什么条件下前馈控制效果最好？为什么一般不单独使用前馈控制方案？8．试述前馈控制系统的整定方法。 9．什么是比值控制系统？常用的比值控制方案有哪些？并比较其优缺点，绘制各比值控制方案结构方框图。 10．比值与比值系数有何不同？设计比值控制系统时需解决哪些主要问题？11．什么是均匀控制？常用的均匀控制方案有哪些？ 12．什么是分程控制？怎样实现分程控制？在分程控制中需注意哪些主要问题? 13．什么是选择性控制？试述常用选择性控制方案的基本原理。 14．什么是积分饱和现象？如何消除选择性控制中的积分饱和现象？ 15．一般地说从结构上看，分程控制是由一只控制器控制两只控制阀，而选择性控制是由两只控制器控制一只控制阀，试绘制各自系统结构方框图。 16．什么是推断控制？两类“计算指标控制”是什么？ 17．试述复杂控制系统有哪些？它们都是为什么目的而开发的？
二． 1．离心泵或离心式压缩机的负荷控制方案有哪些？ 2．叙述离心式压缩机的特性曲线及产生喘振的原因。 3．用图示说明离心式压缩机的防喘振控制方案。 4．为什么有的场合下需要压缩机的串并联运行？ 三． 1．典型的传热设备有哪些？热量的传递方式有哪几种？ 2．传热目的及其控制方案？ 3．用图示加热炉的各串级控制方案，并说明各方案的优缺点及适用场合。4．用图示说明加热炉的前馈-反馈控制方案。 5．设置加热炉的安全联锁保护系统的作用是什么？对于燃气和燃油加热炉可能产生事故的原因分别是什么？用图示分别说明各安全联锁保护系统。 6．工业锅炉的主要控制系统 7．造成锅炉汽包“虚假”水位现象的原因是什么？为避免控制器误动作所采取的措施是什么？ 8．详细叙述锅炉汽包水位的双冲量控制方案，绘制其工艺流程简图，并给出加法器的设置。 9．试绘制锅炉汽包水位三双冲量控制方案的工艺流程简图。 10．试绘制锅炉燃烧控制系统有逻辑提量控制方案的工艺流程简图，叙述其动作过程。 11．试设计氨冷换热器的选择性控制方案，绘制其工艺流程简图，并确定控制阀的气开、气关形式和控制器的正反作用形式。 四． 1．简述精馏塔受控变量的选择有哪些？各自的特点是什么？ 2．精馏塔产品质量的开环控制方案有哪些？绘制其工艺流程简图，叙述各自的特点。
毕业设计 论文题目:温度自动控制系统的设计 院(部)名称:电气信息工程学院学生姓名: 专业: 学号 : 指导教师姓名: 论文提交时间: 论文答辩时间: 学位授予时间:
摘要 随着科技的不断进步，在工业生产中温度是常用的被控参数，而采用单片机来对这些被控参数进行控制已成为当今的主流。本文介绍了数字温度测量及自动控制系统的设计。阐述了以AT89C52单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。主要组成部分：AT89C52单片机、温度传感器、显示电路、温度控制电路。它可以实时的显示和设定温度，实现对温度的自动控制。而且设有超温报警程序。测试表明，本设计对温度的控制有方便、简单的特点，大幅提高了被控温度的技术指标。温度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机。文中介绍了该控制系统的硬件部分，包括：温度检测与温度控制电路。单片机通过对信号进行相应处理，从而实现温度控制的目的。 关键词：温度自动控制，AT89C52，DS18B20，PID
ABSTRACT With the development of science and technology, temperature is used to be controlled parameter in industrial production. Controlling controlled parameter by microcontroller has been main trend in today's society. This paper introduces the design of digital temperature measurement and automatic control system .It consists of AT89C52 microcontroller, temperature sensor, show circuit and temperature control circuit. It is able to display and set temperature in real-time. The purpose is to achieve the control of temperature. Besides, it has over- temperature alarm program. Tests show that this design not only controls temperature conveniently and simply but also improve the technical indicators of controlled temperature greatly. With as the core of microcontroller, this design achieves the control of temperature. Temperature signal is collected by temperature chip DS18B20 and transmitted to microcontroller in the form of digital signal. This paper introduces the hardware of the system including temperature detection and temperature control circuit. Microcontroller achieves the purpose of temperature control by processing sign correspondingly. KEY WORDS:automatic temperature control, AT89C52 , DS18B20, PID
目录 摘要 (2) 第1章系统综述 (3) 第2章开发平台及模块介绍 (3) 2.1开发工具 (3) 2.2处理器AT89C51简介 (5) 2.3芯片DS18B20的介绍 (6) 第3章系统的软硬件设计 (7) 3.1设计框图 (7) 3.2硬件电路设计 (8) 3.2软件设计 (9) 第4章调试及结果 (13) 4.1调试中所遇问题以及解决方法 (13) 4.2仿真结果 (13) 结束语 (14) 致谢 (15) 参考文献 (15)
简易温度控制系统 摘要 单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，温度则是人们日常生活中常常需要测量和控制的一个量。本文采用AT89C51单片机和温度传感器DS18B20，从硬件和软件两方面介绍一款简易温度控制器的设计过程，并对硬件原理图和流程图做了简要的描述。 本系统要求能够实时可靠监控温度变化，指示准确，要实现温度的自动控制，首先，要准确的检测环境温度；其次，要把检测到信号转换成控制器件可识别的数字信号；再次，用单片机完成控制加热，保证温度不低于设定值。如果温度将高于设定值，关闭加热器件，使其自行冷却。保持温度在设定值，误差不高于1℃。 关键字：单片机；AT89C51 ；温度传感器；DS18B20
第1章系统综述 随着单片机技术的不断发展，单片机在日常电子产品中的应用越来越广泛，温度传感器DS18B20具有线性优良、性能稳定、灵敏度高、抗干扰能力强、使用方便等特点，广泛应用于冰箱、空调器、饮水机等日常生活中温度的测量和控制。传统的温度控制器反应速度慢，读数麻烦，测量精度不高，误差大等缺点，本文利用集成温度传感器DS18B20设计制作了一款基于AT89C51的1位数码管显示的温度控制器，其电路简单，软硬件结构模块化易于实现。 该温度控制器利用DS18B20集成温度传感器及其接口电路完成温度的测量，最后将温度值显示在2位数码管上。 数码管实时显示温度值，温度测量值与温度设定值送入由AT89C51组成的控制主板后，由处理器AT89C51对数据进行处理和比较分析。若测量温度值低于设定温度界限，根据系统程序控制，由单片机发出控制信号，经过驱动电路使加热器工作。当加热后的温度达到设定的温度界限，则停止加热，单片机发出一个控制信号，关闭加热器。 整个控制系统的组成可以分成以下几个部分：控制主板，电源，复位电路，时钟电路，温度采集电路、键盘和显示。控制主板，本测控系统采用Atmel系列的AT89C51单片机作为核心处理器，采用ADS18B20作为温度传感器，处理器通过一个I/O口输出高低电平信号来控制加热器的开关。电源部分采用了抗干扰技术，为整个系统提供电源。复位电路采用常用的电容加电阻的形式。处理器通过一个并口与两位数码管相连，实现数据的显示。 第2章开发平台及模块介绍 2.1 开发工具 本系统采用了Proteus软件做仿真：Proteus软件是一种低投资的电子设计自动化软件，提供可仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件和多达30多个元件库。Proteus软件提供多种现实存在的虚拟仪器仪表。此外，Proteus还提供图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来。这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标，例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗，尽可能减少仪器对测量结果的影响，Proteus软件提供丰富的测试信号用于电路的测试。这些测试信号包括模拟信号和数字信号。提供Schematic Drawing、SPICE仿真与PCB设计功能，同时可以仿真单片机和周边设备，可以仿真51
天成药业有限公司 药品储存温湿度自动监测系统 建设服务方案 北京龙鼎金陆测控技术有限公司
一、北京龙鼎金陆简介 北京龙鼎金陆测控技术有限公司简介 北京龙鼎金陆测控技术有限公司坐落于国家级经济技术开发区－北京经济技术开发区，也称亦庄开发区，是国家计量院高级工程师及地方传感器协会副会长联合成立的一家集科、工、贸为一体的现代化高科技企业。 公司从成立伊始一直脚踏实地的努力为国人创造“质好而不贵”的国货精品，打造以自主创新为龙鼎企业特色的产业价值链，塑造龙鼎金陆LD的这一民族品牌，并一定坚信会成为振兴民族传感器事业及工业自动化控制系统的一面旗帜来迎接国际化的挑战。 近年来，公司又荟萃了环材料学、力学等多种学科的精良人材，不但吸取了日本株式会社共和电业、美国KULITE公司的箔式传感器、扩散硅传感器的制造技术，而且凭借雄厚的技术、科技开发力量及精湛的生产工艺水平，研制、开发、制造上百种称重测力传感器、压力变送器、智能仪表及计算机控制系统。广泛应用于船舶、汽车制造、内燃机、电机、冶金、化工、食品、医疗、航空航天、各大科研所、院校、交通、能源、机械制造、建材等领域。 公司全体员工以热情周到的售前和售后服务，深得用户的好评和信赖。北京龙鼎金陆测控技术有限公司全体员工热忱欢迎各界人士的光临与指导，同时也希望各界人士对我司做深入的监督，以便我们随时的纠正我们的不足，力争向您提供更优质的产品和服务。 以良好的信誉、周到的服务、可靠的质量铸造国货精品是我们一贯的宗旨 以创新技术、优化管理和齐心协力提升品质来嬴取客户信赖是我们的根本 二、我们的优势 北京龙鼎金陆作为一家药品储运温湿度监测系统研发、建设的高新技术企业，为各类涉药企业提供稳定、高效的温湿度监测设备及系统解决方案。 服务专业专注 公司深入研究药品产业政策及行业管理特点，专注服务于药品监管部门与药品相关企业。 公司建立了具备行业资格准入要求的人员队伍，温湿度监管平台及温湿度监测系统（企业端）的研发、销售、安装、服务均由具备执业药师资格的公司在职员工全程参与。
基于单片机的多点温度控制系统毕业设计开题报告
毕业设计(论文)开题报告 设计题目基于单片机的多点温度控制系统设计院(系) 机电工程系 专业电气工程及其自动化 学生姓名学号0920117127 起迄日期2013年2月25日~ 2013年6月20日设计地点天平校区4教505室 指导教师职称教授 职称 2013年4月1日
1．本课题研究的背景、目的及意义 温度是一种最基本的环境参数，对于我们来说不仅仅是一个量的反映，更能直接影响作用我们的生活中，人民的生活与环境息息相关，因此研究温度的测量方法和装置并控制它具有重要的意义。测量温度的关键是温度传感器。随着技术的发展技术的要求的重视温度测量的精度越来越被看重。所以高精度温度测量系统研究非常有意义。 随着生活水平的提高，人们对家居需求由面积需求变为舒适需求。地板采暖采用辐射方式供暖，符合人体生理需求曲线，如果控制系统选取得当，不仅可以提高房间舒适度，更可以使系统运行费用降低许多。如今一般是在典型位置安装一个温控装置，温控装置连接到壁挂炉，温控器根据室温和温度设定直接控制锅炉运行，各房间不同回路由工作人员凭经验手动调节分水器球阀，改变不同回路的流量，从而达到调节各房间的室温的效果。使用这种控制方法，即使是有经验的工作人员，也难以调节得十分准确，何况各家庭成员由于年龄不同，所需舒适温度不同，需要经常对室温进行调节。 国外对温度控制技术研究较早始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度测控技术发展很快。一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。我国对于温度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上才掌握了温度室内微机控制技术。该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。我国温度测控设施的计算机应用在总体上正从消化吸收、简单应用阶段过渡和发展。在技术上以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统。与发达国家相比存在较大差距。我国温度测量控制现状还远远没有达到智能化的程度，生产实际中仍然有许多问题困扰着我们。而在今后的温控系统的研究中会趋于智能化，集成化系统的各项性能指标将更准确更加稳定可靠。 单片微型计算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，所以广泛应用于电子仪表、家用电器、节能装置、军事装置、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。本文主要介绍单片机在温度控制中的应用，而且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，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及具体应用对象特点的软件结合以作完善。因此现如今微型计算机在智能化电器发展中起着至关重要的作用，而单片机经济实用、开发简便，因而在工业控制、家电智能化等领域占据了广泛的市场。这里针对目前温度控制器现状设计了一种新方案，利用单片机及新型测温器件设计了一种多点温控采暖控制系统，该系统能够同时测量多点温度，并根据温度设定实时控制各回路通断及壁挂炉的燃烧与停止，从而提高居室的舒适性以及采暖系统的经济性。 要为现代人工作、科研、生活提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。本设计是以单片机51为核心，配合温度传感器，以及相关的外围电路组成的检测系统，可以接收所测环境的温度信号，检测人员可以通过LCD显示，实时监控环境的温度情况。相比较常见的温度测量器，本系统包括系统硬件和软件设计,可靠性高，结构简单，实现了对温度的自动调节。在测量范围和精准度等方面都有了一定改良。针对以上问题，我们利用MCS51单片机及新型测温器件设计了多点温控采暖控制系统，根据室内各点温度设定实时控制控制采暖系统，从而进