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

2篇。

2、独立完成与课题相关，不少于四万字符的英文资料翻译（附英文原文），要求译文语句通顺，符合汉语习惯，避免出现语法错误。

3、根据毕业设计数据要求完成恒温箱电热温度控制系统的设计，包括硬件电路图、弱点的PCB板图、强电的接线图；软件的程序框图以及程序的编写；计算电路元器件参数并完成元器件的选型。

4、阐明恒温箱电热温度控制系统运行注意事项及保护措施。

5、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。

6、制作演示模拟样机，进行软硬件联调。模拟样机需具备温度、工作电压、工作电流等参数的实时显示，温度给定采用数字设定。模拟样机仅作为实验演示用，毕业论文需按工程实际参数设计。

四、应收集的资料及主要参考文献

[1]洪木南，卢文雯，李建秋.恒温箱温度控制器设计[J].实验技术与管理，

2010(01)：66-68.

[2]叶庆银，刘斌，臧润清等.小型恒温箱恒温性能的理论及实验研究[J].制冷与

空调，2007(04)：48-50.

[3]黄双燕，赖万昌.基于STC89S58的恒温箱控制系统[J].中国新技术新产品，

2011(06)：100.

[4] C.H. Lan. Optimal Control of a Multistage Machining Operation on a Computer

Numerically Controlled Machine[J]. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2002, (11)：57-59.

[5]黄永华.浅谈智能恒温箱控制系统设计[J].中国城市经济，2012(02)：220-221.

[6]陆仲达，张金凤，王玉主.恒温箱控制系统的硬件设计[J].齐齐哈尔大学学报，

2002(01)：52-54.

五、试验、测试、试制加工所需主要仪器设备及条件

计算机1台、示波器1台、万用表1台、电工工具1套、单片机开发系统1套或PLC1台，电气绘图软件1套，控制系统仿真软件1套。

任务下达时间：

2015年12月28日毕业设计开始与完成时间：

2015年12月28日至2016年05月22日

组织实施单位：

电气工程及其自动化系

教研室主任意见：

签字：

2015年12月30日院领导小组意见：

签字：

2015年12月31日