恒温箱的控制设计毕业设计论文

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基于PLC的恒温控制系统

本科生毕业论文（设计）

题目：基于PLC的恒温控制

系统

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二〇一四年五月

摘要

在工业控制领域，基于运行稳定性考虑，要对生产过程中的各种物理量进行详细的检测和控制。这在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足轻重的作用。其中温度控制又以其较为复杂的工艺过程而备受人们关注。所以各种加热炉、热处理炉、反应炉等得到了广泛应用。这些都对温度控制系统的设计提出了更高的要求。

本设计采用S7-200PLC对加热炉温度进行控制。随着自动控制技术的迅速发展，PLC对温度的控制技术应用越来越广泛。本文采用PLC对温度进行控制，通过合理的设计，提高温度控制水平，进而改善温度运行的稳定性，使其更加精确。本文主要介绍了温度控制的PLC控制系统总体方案设计、设计过程、组成、梯形图，并给出了系统组成框图，分析流量逻辑关系，提出PLC的编程方法。

本系统分析了加热炉温度控制的PID控制原理，设计了系统的数学控制模型以及系统控制框图，用组态王软件组态配置工业控制监控系统，对数据进行实时监控。通过对单回路控制系统的参数整定以及组态王的PID控制程序，实现了加热炉温度的精确控制。通过对PLC程序的仿真调试以及对组态的系统仿真，验证了本加热炉温度控制系统的设计合理性，系统动态响应符合了最初的设计要求，也具有一定的实用价值。

关键词：温度控制，可编程控制器，PID，组态王

第一章前言 0

1.1恒温控制的现状与意义 0

1.2系统设计要求 (1)

1.3设计主要内容 (2)

恒温恒湿箱的设计与实验研究

恒温恒湿箱是一种特殊的实验设备，可以将环境的温度和湿度控制在一定的范

围内，以便在实验过程中获得准确的数据。这种箱子广泛应用于生物学、化学、医学等领域，为科学家提供了一个可靠的实验环境。在本文中，我们将从设计、建造以及实验研究三个方面探讨恒温恒湿箱的应用和发展趋势。

设计方案

恒温恒湿箱的设计需要考虑多个因素，例如绝缘性能、密闭性能、温度控制精

度等等。在设计过程中，需首先明确实验需求，再结合具体的环境因素，综合考虑设备的大小、材料等因素。

一个标准的恒温恒湿箱通常包括箱体、加热装置、制冷装置、空气循环装置、

湿度控制装置和温度控制装置。箱体采用特殊材料，可保持内部空气湿度和温度的稳定性。加热装置和制冷装置则是通过加热或制冷作用，调节箱内温度。空气循环装置则是帮助空气流通，提高温湿度均匀性。湿度控制装置和温度控制装置则应尽量快速响应和调整，以保证内部环境的稳定性。

建造方案

在建造恒温恒湿箱的过程中，除了要遵循设计方案外，还需要采用合适的材料

和工艺。箱体需要具有很好的绝缘性能，最好采用聚氨酯和聚苯乙烯等材料。加热装置和制冷装置则可以选择PTC电热元件和压缩机制冷器。空气循环装置则可以

采用风扇和过滤器等装置。湿度控制和温度控制装置则需要使用高精度传感器和控制器，以便动态响应内部环境的变化。

实验研究

恒温恒湿箱广泛应用于科研实验中，且其应用范围不断扩大。在生命科学领域，恒温恒湿箱被用于培养细胞和微生物、植物生长和种子发芽等。在材料科学领域，

恒温恒湿箱可用于合成新材料，研究其物理和化学性质。在医学领域，恒温恒湿箱可用于药物和血液储藏，帮助维护其活性和稳定性。

恒温箱控制系统的设计毕业设计。。。

恒温育种箱的设计与制作

摘要

在日常生活、工业生产和实验室中电热恒温箱的应用随处可以见到。在生活中我们保存食物用到恒温箱，工业生产中一些生产原料的保存用到恒温箱，实验室里，特别是生物的培育实验室，恒温箱的应用更是普遍。

在本设计中，我们针对培养箱而设计的一个恒温系统，在系统里，通过对恒温箱温度的检测与变送传到单片机，与给定值进行比较，单片机对数据进行处理，根据偏差信号的大小输出驱动PWM输出，通过改变PWM输出的周期和幅值，控制发热丝的功率，从而达到恒温箱内温度控制的目的。本设计的单片机为51系列，对数据进行采集、比较、处理与输出，PWM通过单片机的脉冲输出，通过光电隔离输入放大电路对发热丝进行加温，直接对箱子温度进行提升，最终达到控制温度的目的。

关键词：单片机；PWM；数字PID控制

第一章绪论 0

第二章总体方案设计 (1)

2.1 方案一 (1)

2.2 方案二 (2)

第三章单元模块设计 (3)

3.1数字温控芯片DS18B20介绍 (3)

3.1.1 DS18B20的内部结构 (4)

3.1.2 DS18B20的外形及引脚说明 (6)

3.1.3 DS18B20温度传感器的存储器 (7)

3.1.4 DS18B20的特性 (9)

3.1.5 DS18B20工作原理 (10)

3.1.6 DS18B20使用中注意事项 (13)

3.2 预置数 (14)

3.2.1 拨码盘介绍 (15)

3.3 时钟 (16)

3.4 复位电路 (17)

3.5 LED显示 (18)

3.6 加热电路 (19)

3.6.1 ULN2003介绍 (20)

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。

恒温箱温度计算机控制系统设计

西南科技大学

计算机控制系统报告

设计名称：恒温箱温度计算机控制系统设计

姓名： XXX

学号: XXX

班级：自动09XX

指导教师：聂诗良

起止日期：2012.10.15--2012.11.15

西南科技大学信息工程学院制

设计任务书

学生班级：自动0903 学生姓名：XXX 学号：2009XXX 设计名称：恒温箱温度计算机控制系统设计

起止日期：10月15日——11月15日指导教师：聂诗良

恒温箱温度计算机控制系统设计

摘要：

本设计从实际应用出发选取了体积小、精度相对高的数字式温度传感元件DS18B20作为温度采集器，单片机AT89C51作为主控芯片，液晶作为显示输出，实现了对温度的实时测量与恒定控制。

关键词：恒温，AT89S52 单片机，温度传感元件

The incubator temperature computer

control system design

Abstract：

The design from the actual application to select a small size, and relatively high accuracy digital temperature sensing element DS18B20 as temperature collector, AT89C51 microcontroller as the master chip, digital tube display output to achieve real-time measurement of temperature and constant control .

恒温箱PLC控制系统毕业设计

摘要

随着现在电子技术的发展，温度测量的利用在许多地方都有比较大的发展空间，许多质量好而且便宜的温度传感器被设计开发，在温度检测控制和测量方面得到了较大的应用。例如在日常生活、工业生产、和实验室当中恒温箱的的应用随处可以见到。在生活中我们用恒温箱保存食物，在工业生产中一些原料的保存用到恒温箱，实验室里特别是生物的培养实验室恒温箱的应用更为广泛。除此之外，在医用、水产、特种工业、工业探伤、照相等领域，都需要稳定而精确的温度。与此同时随着社会的发展，温度、压力、液位和流量是四中最常见的过程变量，其中温度是一个非常重要的过程变量。因此国内外对恒温箱的研究越来越深入，恒温箱的用途也越来越广泛，恒温箱plc控制系统不仅不仅促进了科技的发展和工业生产，也提高了人民的生活水平，因而这种低成本而又能打成需求者需要的恒温箱就有意义。

本次设计中，恒温箱控制系统的性能在很大程度上取决于对温度的控制性能，与此同时采用以PLC为主控制器通过拨码开关设定初始输入温度，设定温度与所测温度进行比较，然后plc对数据进行处理，根据偏差信号的大小来驱动控制发热丝或冷水泵，从而使恒温箱达到温度恒定控制的目的。本次恒温箱plc控制系统将基于plc设计完成，设计过程当中将应用的温度传感器、数码显示管、加热装置、冷却水泵、冷却器、储水箱、温度显示、阀门及状态指示不见。恒温箱plc控制系统要求控制恒温箱的水温在20~80摄氏度之间某设定数值，当水温小于设定值时，采用电热升温。当水温大于设定值时，放出热水部分，并且启动冷却风扇使水流经冷却器向恒温箱提供水。本恒温箱plc控制系统以plc控制器为核心，同时本系统也应用了温度传感器、流量传感器、和液位传感器，设计恒温箱plc控制系统的硬件电路和软件程序，完成控制任务。恒温箱plc控制系统的设计还对plc特殊功能扩展模块和BCD译码器做了简单的介绍。

PLC恒温水箱控制系统毕业设计

首先，我们将使用一种可编程逻辑控制器（PLC）来实现该系统。PLC

是一种专业设计用于自动化控制系统的计算机硬件设备。它可以通过逻辑

程序对输入信号进行处理，并根据程序中定义的逻辑规则来控制输出信号。在本设计中，PLC将作为核心控制单元来实现恒温水箱控制。

其次，我们需要设计一个温度传感器来实时监测水箱内的温度。温度

传感器可以通过感知器的温度变化来产生相应的电信号，并将其传递给PLC进行处理。在设计过程中，我们需要选择一个高精度、可靠性高的温

度传感器，以确保控制系统的准确性和稳定性。

接下来，我们需要设计一个恒温控制回路，并将其连接到水箱中的加

热器。该控制回路可以根据PLC传递过来的温度数据，自动调整加热器的

工作状态，以维持恒定的水箱温度。在设计过程中，我们需要充分考虑水

箱的体积、加热器的功率和加热时间等因素，以确保系统能够快速响应温

度变化，并达到恒温的要求。

此外，为了满足实际生产的需求，我们需要在系统中设置一些安全保

护措施。例如，当水箱内温度超过设定的上限或下限时，PLC应该能够自

动切断加热器的供电，以防止温度过高或过低导致的不可逆损坏。此外，

我们还可以设置报警系统，当温度超过安全范围时，发出警报以提醒操作

人员及时处理。

最后，我们需要设计一个人机界面（HMI），以便操作人员能够方便

地监控和控制系统的运行状态。HMI应该提供实时的温度显示、温度设定

功能以及对加热器工作状态的控制等。另外，为了便于维护和故障排除，HMI还应提供一些系统参数的查看和修改功能。

综上所述，PLC恒温水箱控制系统是一个涉及多种技术和设备的复杂系统。在实际的设计和实现过程中，我们需要仔细考虑系统的功能需求、硬件选型、软件编程以及安全保护等方面的问题，以确保系统能够稳定、高效地运行。通过本篇文章的介绍，相信读者对PLC恒温水箱控制系统的设计和实现有了更深入的了解。

plc控制恒温水箱的设计

优秀设计

攀枝花学院本科毕业设计（论文）

设计题目： plc控制恒温水箱的设计

学校：

姓名：

学号：

指导老师：

1 设计方案的确定 (3)

1.1 各控制方案的比较 (3)

1.2 PLC温控系统原理 (4)

2 系统硬件设计 (6)

2.1硬件分配 (6)

2.3 恒温控制的PLC 控制装置示意图 (7)

2.4工艺过程及控制要求说明 (7)

2.5 I/O地址表 (9)

2.6温度传感器 (9)

2.7 PLC主机 (11)

2.8 执行单元 (13)

2.9 LED显示器显示方式 (13)

2.10 各电器元件的选择 (13)

3 系统的软件设计 (13)

3.1恒温系统控制流程图 (14)

3.2 恒温系统梯形图 (15)

3.3 恒温控制系统程序 (25)

参考文献 (28)

致谢 (29)

1设计方案的确定

1.1 各控制方案的比较

根据任务设计要求,恒温水箱的水温需要运用PID控制。在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID 调节。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象﹐或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。

首先， PID 应用范围广。虽然很多工业过程是非线性或时变的，但通过对其简化可以变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统，这样 PID 就可控制了。

(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.

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。

基于单片机的恒温箱设计-毕业论文

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摘要

随着科学技术的进步和人民生活水平的提高水平，恒温箱的发展要求提高。生产方面需要结构简单，生活方面要满足要求和操作简单。现在，在实验室的环境温度要求提高精度，医用疫苗的恒温，和奶瓶恒温也需要通过温度控制。这里用控制恒温箱举例，提供它的设计思路和计划，也可以进行仿真模拟。

通过硬件的运行，得出本设计的实验效果很好。它有很多的优点，操作简单，小型化便于携带，设计的成本低等等。设计中的温度传感器采用的是DS18B20。它结构简单，模数转换是在内部集成，使测温方面简单高效。设计中采用的51单片机功能多，控制简单并且易于负载，所以将80C51单片机的硬件电路设计为温度控制的核心部分。此外，其中的温度控制部分分为加热和降温2个部分，利用程序设计控制单片机使温度在一定范围内变化。本设计的成果可以运用于小型的控制系统中，成本低，而且能够实现控制的自动，实现自我调节。

关键字：温度传感器80C51单片机恒温箱

Abstract

With the advancement of science and technology and people's living standards improve the level required to improve development incubator. Production requires a simple structure, aspects of life to meet the requirements and simple operation. Now, in the laboratory ambient temperature for greater precision, thermostatic medical vaccines and bottles also need constant temperature control. Here with control thermostat, for example, offers its design ideas and programs can also be simulated.

恒温箱PLC控制系统毕业设计

摘要

基于PLC的恒温控制系统毕业设计开题报告书

你如果认识从前的我，也许会原谅现在的我。

**化工学院信息与控制工程学院

毕业设计开题报告

基于PLC的恒温控制系统

The teperature control systmem based on PLC

学生**： 09540235

学生**：蒋青民

专业班级：测控0902

指导教师：赵明丽

职称：副教授

吉林化工学院

Jilin Institute of Chemical Technology

1．课题来源及选题的目的和意义

课题的来源：结合工程实践

选题的目的及意义：

温度是工业控制对象主要被控参数之一

在温度控制中

由于受到温度控制对象特性〔如惯性大、滞后大、非线性等〕的影响

使得控制性能难以提高

有些工业过程温度控制的不好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

温度控制器开展初期是机械式的温度控制器

但总体来讲机械式温度控制器缺点十清楚显：1.机械式温度控制器外观陈旧呆板；2.机械式温度控制器控温精度差；3.容易打火；4.极易在一个极小温差*围内频繁开关；5.功能比拟单一

鉴于这些

智能电子式温度控制器全面取代机械式温度控制器将是不可逆转的潮流

PLC作为一种通用的工业控制器

其拥有可靠性高、使用方便灵活、控制功能完善、控制精度较高等特点

因此基于PLC技术

研究、设计较为通用的温度控制系统具有重要意义

控制系统的具体参数或元器件可根据各行业的要求不同来进展选择

2．本课题所涉及的内容国内外研究现状综述

随着现代工业的开展

人们需要对工业生产中有关温度系统进展控制

如钢铁冶炼过程需要对刚出炉的钢铁进展热处理