关于电加热器的控制程序的编写参考
电热水器温度控制毕业设计任务书
毕业论文（设计）任务书
学生姓名
高程程
专业班级
09电设331
学号
0933613111
指导教师姓名
及职称
夷文玉老师
题目
基于单片机的电热水器温度控制器的设计
论文（设计）的主要任务与具体要求（有实验环节的要提出主要技术指标要求）
设计电热水器温度控制系统
主要任务：
硬件设计：要求设计出完整的电路原理图，包括单片机模块、A/D转换模块、人机对话模块等电路。
李光飞等著，《单片机课程设计实例指导》，北京航空航天大学出版社2004.11
汪宁，Proteus软件的单片机仿真方法，山东轻工业学院学报，2007.21
指导教师意见：
签名年月日
教研室意见：
签名年月日
系审核意见ຫໍສະໝຸດ （公章）年月日备注：1、本任务书一式二份，由指导教师填写相关栏目，经系审核同意后，系和学生各执一份。
主要参考文献
睢丙东编著，《单片机应用技术与实例》，电子工业出版社2004.9
王智伟编著，《全国大学生电子设计竞赛电路设计》，北京航空航天大学出版社2008.4
李光飞等著，《单片机C程序设计实例指导》，北京航空航天大学出版社2005.9
楼然苗等编著，《51系列单片机设计实例》，北京航空航天大学出版社2003.3
软件设计：用汇编语言或C语言编写源程序。
能用Protus软件仿真。
设计要求：
采用高性能的数字温度传感器实时采集热水器内的水温。
可以自动检测热水器是否处于正常工作状态。
具有调温、恒温、防超高温等功能。
显示设定温度和实际温度的功能。
有仿真结果。
注：1、毕业设计（论文）说明书字数8000左右；
电加热器使用说明书
安装、使用产品前，请仔细阅读使用说明书RJD-25/1140(660)制氮装置用隔爆兼增安型电加热器使用说明书煤科集团研究院有限公司前言本说明书是使用说明书。
本说明书对于初次使用RJD-25/1140(660)型制氮装置用隔爆兼增安型电加热器的用户很有必要，对于具有使用经验的用户，也可使其进一步加深理解，这一点也是编者的宗旨。
希望用户仔细阅读本说明书，完全理解后在付诸实践。
另外，设备在正常运转开始后，设备操作员与维修人员须将此说明书就近保管好，以便需要时参阅。
本说明书的主要容包括RJD-25/1140(660)型制氮装置用隔爆兼增安型电加热器的结构特征与工作原理、技术特征、安装调试使用操作以及维护保养等容。
由于RJD-25/1140(660)型制氮装置用隔爆兼增安型电加热器的研究与改进在不断进行，因此本说明书的容有可能与购买产品的具体情况有不符之处，如对购买产品或本说明书有疑问，请与下述部门联系：TEL：-56626032警告！先启动制氮机，工作稳定后再启动电加热器1.概述1.1主要用途及使用围●该电加热器专门用于矿用井下移动式制氮装置的配套，安装在矿用井下移动式制氮装置。
用于井底车场、总进风巷和主要进风巷，翻车机硐室，采区进风巷。
●品种、规格●RJD-25/1140(660)1.2执行标准及特征1.2.1 型号的组成及其代表意义R J D -25/1140(660)电压等级额定功率制氮装置用隔爆兼增安加热器1.2.2 执行标准执行标准为Q/SMY2222-2015；GB3836-2010。
1.2.3防爆形式矿用隔爆型“ExdeⅠMb”。
1.3基本参数1.4使用环境条件●隔爆型电控制箱能够在下列环境条件下正常工作：➢环境温度：0～40℃；➢相对湿度：≤95％（25℃时）；1.5工作条件●电加热器应安置在矿用井下移动式制氮装置。
工作环境的有害气体、瓦斯、煤尘含量和通风量应符合《煤矿安全规程》的规定，具有完整的供电系统，●额定工作电压：1140／660V（AC）●额定的功率：25KW●额定的工作制：长期工作制●制氮机工作稳定后再启动电加热器！！！1.6安全●电加热器的维护和保养工作必须在断电的情况下才能进行。
电加热器的控制及其PLC的实现
2.3.2 PLC 的工作原理............................................................................................................... 7
2.3.3 S7-300PLC 实验系统简述 ............................................................................................... 7
【KEYWORDS】temperature control；Siemens PLC；PID control；Win CC configuration。
III
电加热器的控制及其 PLC 的实现
目录
摘 要.............................................................................................................................................................. II
承诺人（签名）： 年月日
I
电加热器的控制及其 PLC 的实现
摘要
【摘要】本文主要介绍了一种基于西门子 PLC S7-300 编程软件和组态监控软件 Win CC 的智能温度控制应用， 对 AE2000 型实验装置中的一锅炉的加热系统进行温度控制，在规定的时间内达到温度控制精度要求。并且在加热过 程中，利用了 Win CC 具有良好的人机界面、数据采集等功能，通过 Win CC 组态进行温度画面的监控。
3 电加热控制系统软、硬件环境 ............................................................................................................... 9
毕业设计----单片机的电加热炉温度控制系统设计[管理资料]
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毕业论文设计题目：单片机的电加热炉温度控制系统设计摘要随着计算机技术、控制理论和控制技术的发展，电加热炉的温度控制技术日趋成熟，已经成为工业生产中的一个重要部分。
本设计为基于单片机的电加热炉温度控制系统，通过控制电阻丝两端电压的工作时间，来控制电阻丝的输出平均功率，从而实现对电加热炉温度的自动控制。
系统分为温度测量、A/D转换、单片机系统、键盘操作系统、温度显示电路、报警电路、D/A转换等若干个功能模块。
该系统具有硬件成本低，控温精度较高，可靠性好，抗干扰能力强等特点。
关键词：电加热炉；单片机；温度控制；固态继电器目录摘要 (I)目录 (II)第1章控制系统设计 (1)系统基本结构 (1)预期达到的性能指标 (1)温度检测电路及元器件选择 (2)放大器AD522 (2)桥式测量电路设计 (3)单片机最小系统外围电路 (3)单片机8051 (3)电源电路设计 (4)看门狗电路设计 (5)系统时钟电路设计 (6)数据采集电路的设计 (7)模数转换器AD574 (7)多路转换开关CD4051 (8)键盘显示接口技术及报警电路 (10)8279的组成及工作原理 (10)管脚功能说明 (12)8279与键盘显示器的连接 (13)LED报警电路的设计 (14)温度控制电路设计 (15)温度控制系统总电路图 (15)第2章温控系统的软件设计 (16)主程序流程图 (17)键盘扫描和译码过程的流程图 (17)通道数据采集的流程图 (18)单片机主程序流程图 (19)结论 (21)参考文献 (22)致谢 (23)第1章控制系统设计系统基本结构，系统由8051单片机、温度检测电路、模数转换电路、温度控制电路、8279键盘显示器等组成。
炉内温度由热电阻测温元件和电阻元件构成的桥式电路测量并转换成电压信号送给放大器的输入端，使信号变成0-5V电压信号，再经多路转换开关CD4051将信号送入A/D转换器，将此数字量经过数字滤波，标度转换后，一方面通过LED将炉温显示出来；另一方面，将该温度值与被测温度值比较，根据其偏差值的大小，采用比例微分控制（PID控制），通过固态继电器控温电路控制电炉丝的加热功率大小，从而控制电炉的温度，使其逐渐趋于给定值且达到平衡。
数字PID温度控制电热器 C51程序 机电工程系毕业设计 毕业论文
数字PID温度控制电热器 C51程序机电工程系毕业设计毕业论文机电工程系毕业论文设计题目: 数字PID温度控制电热器__________________________________________________________题目：环境温度控制系统——硬件电路部分摘要：本系统是基于和单片机的AT89C51单片机控制系统，能够实现一定质量的水在一定温度范围内的温度维持，并可通过液晶设置、显示温度，实现人机互动。
同时本系统配备有经过精心设计的基于VB及VF的计算机辅助分析软件，分别用于数据的实时读取记录，和水温数据的数据库管理。
关键词（主题词）：AT89C51、PWM控制、PID算法、DS18B20传感器、数据实时采集、补码，双向可控硅。
一、设计目的（1）温度设定范围为40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。
（2）采用PID的控制方法，当设定温度突变（由40℃提高到60℃）时，减小系统的调节时间和超调量。
（3）温度控制的静态误差≤0.2℃。
（4）实时采集温度值，计算当时实际温度与所给目标温度的差值，进行PID 计算后得出加热通电时间。
通过定时器控制双向可控硅的通电时间来保证保持预期的温度。
二、对毕业设计课题实现方案：2.1硬件实现总体框图系统框图2.1.1 主控制器单片机AT89S51具有低电压供电（+5V）和体积小和工作性能稳定等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用蓄电池供电。
2.1.2 显示电路显示电路采用4位共阳LED数码管。
2.1.3温度传感器DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，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。
DS18B20的性能特点如下：✧独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；✧多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；✧无须外部器件；✧可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5V；✧零待机功耗；✧温度以9或12位数字；✧报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；✧负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。
大功率电加热器电源与温度控制系统的设计
工作原理电加热器的安全运行和使用寿命与电加热器运行温度的高低有着直接的关系，因此对加热器运行温度的控制和实时监控十分重要。
本系统由温度传感器对加热元件、加热板以及蓄热块上的温度进行采样，所测温度信号经放大和A/D转换后送PLC,利用软件进行数据处理，处理后的数据实时显示，并驱动三相晶闸管调压器以调节加热器温度。
电加热器电源及温控系统技术路线见图1。
1.3技术性能1.3.1电源功能（1）长时运行工作制，电源系统能在各种试验状态下，把负载加热到要求的温度值，并进行恒温控制，同时电源系统供电主回路方案合理，可靠性高，可操作性、可维护性强，操作上的透明度高，安全性要高。
（2）电源系统能给加热器提供一个平滑的连续动态可调的输出电参数，实现带载动态调温功能，避免对加热器造成电动力冲击与温度过冲，实现温度平稳控制。
（3）电源系统具有输出参数控制模式调节功能，能根据实际工况进行最佳运行控制。
即工况良好时，当温度未达到其设定值时，电源应以高功率输出，工况不好时，比如天气潮湿、绝缘值低或长时间未做试验时，能够选择先低电压低功率加热，然后慢慢提高电参数，达到保护加热器与安全运行的目的。
(4)当负载温度达到预设温度时，电源应调节功率输出以维持电热元件恒定在设定温度，同时，在恒温过程中，电热元件避免不断受到交变力的作用，充分保证高温条件下负载的安全运行与使用寿命。
1.3.2电力电子装置(调功器)技术参数电力电子装置采用调压控制模式，试验中根据温度控制要求，调节控制值，达到控制脉冲的调制，从而实现输出电压调节，加热器电功率与负载温度可控的目的。
(1)额定输出功率：第1〜12组，每组功率288kW,12组单独运行, 电阻性负载；(2)调压范围：主回路输入电压的0〜98%；(3)工作制式：具备软启动、软停车功能，避免过大的电流冲击。
1.3.3系统保护功能(1)电源系统主回路具备一次侧雷击过电压保护，浪涌过电压保护，电源侧操作过电压保护，电源侧过电流保护，负载侧过电流保护，电力电子器件关断过电压保护，电力电子器件过热保护以及系统漏电保护。
单片机控制电热水器
5.软件设计
• 本设计软件部分采用模块结构，主要由主程序模 块、显示模块、按键模块及加热模块组成。设置 了三个界面，时间显示界面，采集温度与设定温 度显示界面，预约时间设置界面，通过按键K1切 换三种界面。当未到达预约时间时，热水器处于 待机状态，当达到预约时间时，预约时间指示灯 亮，预约时间通过按键K3、K4设定，然后，比较 采集的温度与设定的温度，当采集温度小于设定 温度时，自动开启加热，加热指示灯亮；当采集 温度大于或者等于设定温度时，自动关闭加热， 加热指示灯灭。设定温度可通过按键K2设定。
先判断是否达到 预约时间，如果 达到，再判断采 集温度与设定温 度的大小，当采 集温度小于设定 温度时自动加热， 当相等时自动保 温，并点亮加热 与保温相应的指 示灯。
运行结果（时间界面）
温度界面（左设定，右采集）
预约界面
谢谢各位老师！
ห้องสมุดไป่ตู้
4.硬件设计
• 硬件主要包括加热控制电路，温度检测电 路，独立键盘控制电路、数码管显示电路 及指示灯提醒电路等的设计。
温度采集
数码显示 单片机
按键输入
复位
加热控制
(1)温度采集
• 本设计采用温度传感器BS18B20实现温度 的采集，将单片机结合DS18B20实现温度 采集，系统用一种新型的“一总线”可编 程数字温度传感器(DS18B20)，不需复杂的 信号调理电路和A／D转换电路能直接与单 片机完成数据采集和处理。
2. AT89C51单片机简介
8位CPU；4K字节可编程FLASH存储器； 128字节内部RAM；32可编程I/O线 ； 2个16位定时器/计数器；5个中断源（外0、外1、 T0、T1、串行口中断）
3. PROTUES和WAVE6000软件简介
小明构思了下列几种电加热器控制方案
小明构思了下列几种电加热器控制方案电加热器控制方案方案一：定时开关控制•方案介绍：通过设置定时器，按照预设的时间开启和关闭电加热器。
可以根据个人需求设置不同的开关时间，实现定时加热。
•适用场景：适用于需要在固定时间段内进行加热的场景，如夜间保持室内温暖。
•优势：操作简单，可以根据需求设定灵活的加热时间。
•劣势：无法根据环境温度和需求实时调整加热器开关状态。
方案二：温度感应控制•方案介绍：通过温度感应器监测环境温度，根据设定的温度阈值开启或关闭电加热器，实现自动控制。
•适用场景：适用于需要根据环境温度自动调整加热器状态的场景，如室内温度控制。
•优势：能够实时感应环境温度并作出相应调整，节省能源。
•劣势：需要安装温度感应器，成本较高。
方案三：人体感应控制•方案介绍：通过人体感应传感器监测人体活动，当有人进入感应范围时开启电加热器，无人时关闭。
•适用场景：适用于人员活动不频繁的场景，如办公室、会议室等。
•优势：节省能源，不需要人工干预。
•劣势：需要安装人体感应传感器，对传感器位置有一定要求。
方案四：外部控制•方案介绍：通过外部设备，如手机、电脑等，远程控制电加热器的开关。
•适用场景：适用于需要随时控制加热器状态的场景，如外出旅行前远程开启加热器。
•优势：灵活方便，可以随时改变加热器开关状态。
•劣势：需要外部设备和网络支持，可能存在网络不稳定等问题。
以上是小明构思的几种电加热器控制方案，请根据实际需求选择合适的方案。
方案五：光感应控制•方案介绍：通过光感应器检测光线强度，根据设定的光照阈值开启或关闭电加热器，实现自动控制。
•适用场景：适用于需要根据光线强度自动调整加热器状态的场景，如阳光直射的房间。
•优势：能够根据光照情况自动调整加热器状态，节省能源。
•劣势：需要安装光感应器，可能受到其他光源的干扰。
方案六：智能学习控制•方案介绍：通过学习用户的习惯和需求，自动调整电加热器的开关状态。
•适用场景：适用于需要个性化、智能化控制的场景，如家庭。
过程控制课程设计--加热器温度控制
课程设计任务书设计依据、要求及主要内容：一、设计任务加热器出口温度在阶跃扰动DC作用下，其输出响应数据如下：t/s012345678y 4.0 4.0 4.2 4.5 4.8 5.1 5.4 5.7 5.8t/s91011y 5.85 5.9 6.0 6.0试根据实验数据设计一个超调量的无差控制系统。
具体要求如下：（1）根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的数学模型；（2）根据辨识结果设计符合要求的控制系统（控制系统原理图、控制规律选择等）；（3）根据设计方案选择相应的控制仪表；（4）对设计的控制系统进行仿真，整定运行参数。
二、设计要求采用MATLAB仿真；需要做出以下结果：（1）超调量（2）峰值时间（3）过渡过程时间（4）余差（5）第一个波峰值（6）第二个波峰值（7）衰减比（8）衰减率（9）振荡频率（10）全部P、I、D的参数（11）PID的模型（12）设计思路三、设计报告课程设计报告要做到层次清晰，论述清楚，图表正确，书写工整；详见“课程设计报告写作要求”。
四、参考资料[1] 何衍庆．工业生产过程控制（1版）．北京：化学工业出版社，2004[2] 邵裕森．过程控制工程．北京：机械工业出版社2000[3] 过程控制教材目录一 设计内容1.1总体思路1.2.设计要求二 数学模型的建立2.1 PID参数K、T、Τ的确定2.2传递函数的确定三 控制系统的设计3.1原系统方框图3.2 PID温度控制器原理3.3 控制规律与控制变量的确定3.4 过程控制系统设备的选择四 系统仿真及其分析4.1仿真波形图4.2系统的性能指标五 课程设计心得体会六 参考文献一 设计内容1.1总体思路在课程设计过程中，可初步体验过程控制系统的设计过程、设计要求、完成的工作内容和具体的设计方法，了解必须提交的各项工程文件，也达到巩固、充实和综合运用所学知识解决实际问题的目的。
同时也使学生加深理解所学的理解知识，提供运用所学知识的能力，按照给定的设计资料和设计要求，使学生掌握电气控制系统设计的基本技能，增强独立分析与解决问题的能力。
基于单片机控制的快热式家用电热水器的方案设计书
家用电热水器的设计摘要随着人们生活水平的不断提高，单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中家用电热水器就是一个典型的例子。
在本设计中采用单片机AT89C51作为控制器来控制电路。
本设计分别对硬、软件进行设计说明。
硬件包括加热控制电路，温度检测电路，LED数码管及指示灯显示电路及报警器驱动电路等的设计，比如，利用热敏电阻对热水器出口温度进行检测；用温度/频率转换电路通过单片机的检测间接测出温度值；用单片机通过光耦给可控硅触发信号，控制可控硅的导通角,而控制电热丝的有效加热功率；用继电器来控制加热电源，使其在关机和超温保护的状态下可靠的关断；用在继电器线圈回路中串联105℃的熔丝来防止温度过高时加热管干烧。
软件部分给出了部分程序流程图的设计，包括主程序的设计、显示扫描子程序的设计、按键扫描处理子程序的设计、加热和控制程序流程图的设计、温度检测程序的设计、频率测试程序的设计。
软件编程采用C语言编写，因为其简洁、使用方便灵活、容易实现程序的模块化和结构化。
关键词：单片机；电热水器；温度/频率转化测温；二分查找法Design of rapid heating type household electric water heater based on single-chip microcomputer controlAbstractAs people living standard rise ceaselessly, the single-chip microcomputer control is undoubtedly one of the goals of the people to pursue, it brings convenience is not negative, household electric water heater is a typical example of it. In this design uses AT89C51 microcontroller as the controller to control circuit. The design of hardware and software respectively design and explains. Hardware including heating controlcircuit, temperature detection circuit, LED digital pipe and indicator shows circuit and alarm driver circuit design, for example, using thermal resistance of the water heater outlet temperature testing; Use temperature/frequency conversion circuit is measured by single-chip microcomputer detection indirect temperature; With single-chip microcomputer controlled by light-coupler to trigger signal, Control the conduction angles of the SCR, and control of the resistance wire effective heating power. Use relay to control the heating power, so that the shutdown and over-temperature protection under the condition of reliable shut off; Used in relays coil loop in tandem 105℃melt silk of high temperature to prevent dry heating tube when burnt. Software part gives part of the program flow chart, including the design of main program design, the design of subroutines that display scanning, buttons scanning processing procedure design, heating and control program flowchart design, temperature detection program design, frequency test procedure design. Software programming using C language, because of it is simple and easy to use and agile and easy to implement procedures of modular and structured.显示对应的拉丁字符的拼音Key words: single-chip microcomputer; electric water heater;temperature/frequency conversion temperature measurement; binary search method目录摘要 (I)Abstract (I)1 绪论 (1)1.1 单片机的组成及特点 (1)1.1.1 单片机的组成 (1)1.1.2 单片机的特点 (1)1.2 选题目的和意义 (2)1.3 国内外发展情况 (3)1.4 即热式电热水器与普通电热水器的区别 (3)1.5 设计要求 (4)1.6 设计内容 (4)2 快热式电热水器的硬件设计 (5)2.1 硬件元件的选择与方案论证 (6)2.1.1 单片机的选择 (6)2.1.2 电源的选择 (7)2.1.3 键盘的选择 (7)2.1.4 显示器的选择 (7)2.1.5 驱动及加热控制元件的选择 (8)2.1.6 温度检测传感器的选择 (8)2.1.7 供电线路的选择 (9)2.1.8 传感器输出的放大电路的选择 (10)2.2 系统硬件电路的设计 (10)2.2.1 加热控制电路的设计 (10)2.2.2 过压保护电路的设计 (11)2.2.3 温度检测电路的设计 (12)2.2.4 数码管显示电路的设计 (12)2.2.5 报警器驱动电路的设计 (13)3 快热式电热水器的软件设计 (13)3.1 主程序的设计 (14)3.2 显示扫描子程序的设计 (14)3.3 按键扫描处理子程序的设计 (14)3.4 加热和控制程序流程图的设计 (17)3.5 温度检测程序的设计 (18)3.6 频率测试程序的设计 (19)结论 (22)致谢 (22)参考文献 (23)附录A 控制源程序清单 (24)附录B系统总设计原理图 (36)1 绪论1.1 单片机的组成及特点随着人们生活水平的不断提高，单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的。
热水器温度控制系统毕业设计
\热水器温度控制系统毕业设计目录1 引言 (1)1.1课题的背景和意义 (1)1.2课题的主要任务 (2)2 热水器温度控制系统的整体设计 (3)2.1硬件设计 (3)2.2软件设计 (4)3 热水器温度控制系统的设计与实现 (11)3.1原理图绘制 (11)3.2 PCB图生成 (14)4 热水器温度控制系统的制作 (20)4.1热水器温度控制系统的安装 (20)4.2热水器温度控制系统的调试 (21)结论 (24)致谢 (24)参考文献 (25)附录 (26)1 引言热水器在如今人们生活水平的日渐提高下，已经成为了我们生活中越来越受到青睐的家用电器。
以前燃气热水器容易受水压限制，而且安全性也比较差。
在我们生活的周围，燃气热水器每年使用造成事故也让我们听到毛骨悚然。
对燃气热水器人们存在恐惧,所以都不敢放心的去使用燃气热水器。
所以燃气热水器渐渐退出了市场。
潮落潮起，智能电热水器的脱颖而出，伴随着安全保障、质量保障和使用效果的保障得到了越来越多大家的认可。
在中国，电热水器经历了一些起伏的过程中，现如今已有十多年的历史了 ,根据人们的需求一点一点在改变。
在20世纪的最后几年, 智能储水式电热水器随着国外品牌进入地和大陆一些家电厂的产品方向转向至电热水器，任何天气变化都影响不了智能储水式电热水器，智能储水式电热水器可直接在普遍家庭安装使用，人们通过长久通电可大量得到热水。
人们担心会产生废气，但是废气在使用中完全不会产生, 智能储水式电热水器为了人们的健康生活做到了既安全又健康的标准。
在中国目前市场上销售的电热水器很多还附带干净卫生、安装简易和调温方便的防触电装置。
在今天,电热水器发展到这种水平，在人们生产要求的生活上基本都可以得到满足。
但是当今学者为了更加追求优质，为了更加精益求精,他们将目光放在了调节控制水温水位的方向上，让现有的产品更加智能化，让它更安全、更稳定、更舒适的控制水温。
关于研究电热水器温度水系统在我国学者的努力下取得了很大的成就,并且还在不断的改善中。
电加热器控制系统毕业设计
摘要在自动控制系统里，温度控制系统是其重要的组成部分。
它一般由被控对象、传感器、调节器和执行器等部分构成。
不同的领域温度控制系统都有与其相互配合的控制方案，根据不同共工艺和生产情况，采用不同的温度控制系统。
例如石油、冶金、机械、食品、化工等各类工业生产中广泛使用的各种反应炉、加热炉等加热设备，它们使用的燃料有煤气、天然气、电等不同加热材料，因此选用的控制方案就不同。
由于温度控制系统的工艺过程比较复杂，且受到各种因素影响，具有很大不确定性，这些控制系统必须使用更先进的控制技术和更合理的控制理论。
本系统由PLC、上位机构成了一个典型的温度集散控制系统。
PLC作为控制系统的大脑，上位机作为系统的监视系统。
系统通过采集温度传感器数据，再由PLC进行PID运算，结果通过移相触发模块发送触发信号给可控硅，从而可控硅控制电加热炉完成温度控制，本文首先阐述系统的背景与意义；其次简述了系统的组成；然后介绍了系统的硬件；最后设计了系统的软件部分。
关键词：温度控制系统集散控制系统PLC PID可控硅ABSTRACTIn the automatic control system, the temperature control system is an important part of the system. It is generally composed of the controlled object, sensor, regulator and actuator. Different temperature control systems have the different control scheme and the different temperature control system is based on the different technology and production situation. For example, petroleum, metallurgy, machinery, food, chemical etc. All kinds of industrial production is widely used in various reaction furnace, heating furnace and other heating equipment,the fuel they used is coal gas, natural gas, electricity and other different heating materials. Therefore, the selection of control scheme is different. The temperature control system of the process is very complex and is affected by various factors,so it has a lot of uncertainty, the control system must use the more advanced control technology and the more reasonable control theory.This system is composed of PLC and PC, which constitutes a typical temperature distributing control system. PLC is used as the brain of the control system, PC is used as a surveillance system. The system is by collecting the data from the temperature sensor , and then the PLC works out through the PID operation, the results by means of phase shift trigger module to send a trigger signal to a controllable silicon, and silicon controlled rectifier control the electric heating furnace to accomplish the temperature control. Firstly,this paper expounds the background and significance of the system; Secondly, the composition of the system will be briefly introduced;then the paper explains the design of the hardware of the system. Finally, i also designs the software of the system.Keywords：temperature control system; distributed control system ; PID; PLC; SCR目录摘要 (I)ABSTRACT ........................................................... I I 1 绪论 (1)1.1系统设计背景 (1)1.2系统工作原理 (1)1.3系统设计目标及技术要求 (1)1.4技术综述 (2)1.5本章小结 (3)2 系统设计 (4)2.1PID控制原理 (4)2.1.1 比例（P）控制 (4)2.1.2 积分（I）控制 (4)2.1.3 微分（D）控制 (4)2.2编址表和系统结构 (4)2.2.1 编址表 (4)2.2.2 系统结构 (5)2.2.3 系统设计思路 (6)2.3本章小结 (6)3 硬件设计 (7)3.1PLC的基本概念 (7)3.1.1 PLC的基本结构组成 (7)3.1.2 PLC的特点 (7)3.2PLC的工作原理 (7)3.2.1 输入采样阶段 (7)3.2.2 用户程序执行阶段 (8)3.2.3 输出刷新阶段 (8)3.3 S7-200PLC简介 (8)3.3.1 CPU224主要技术性能 (9)3.3.2 数字量输入模块 (9)3.3.3 数字量输出模块 (9)3.3.4 模拟量输入模块 (10)3.3.5 模拟量输出模块 (10)3.3.6 模拟量输入和输出混合扩展模板 (10)3.4其他硬件 (11)3.4.1周波控制器 (11)3.4.2 周波控制器的特点 (12)3.4.3 温度传感器 (12)3.4.4 电加热炉 (15)3.5硬件接线图 (16)3.6本章小结 (17)4 软件设计 (18)4.1PLC控制软件设计 (18)4.1.1 STEP7编程软件简介 (18)4.1.2 PLC程序设计流程图 (19)4.1.3 PID控制程序设计 (20)4.1.4 回路输入输出的数值转换方法 (23)4.1.5 PLC程序设计梯形图 (23)4.1.6 PLC程序调试 (29)4.2上位机软件设计 (29)4.2.1 组态王6.53简介[14] (29)4.2.2 PLC通信配置与通讯PPI协议 (30)4.2.3 组态王定义外部设备和数据变量 (30)4.2.4 组态王界面 (31)4.3本章小结 (34)5 结论 (35)参考文献 (36)致谢................................................ 错误!未定义书签。
(基于AT89C51单片机的电加热炉温度控制系统的设计)
武汉职业技术学院毕业设计（论文）题目：基于AT89C51单片机的电加热炉温度控制系统院系:机电工程学院专业:电气自动化班级：电气13302姓名:何艳辉学号：1302303904指导老师：方波完成日期：2016年3月摘要随着国民经济的发展，人们对生活质量的要求越来越高，各种电子产品开始进入人们的生活并成为人们生活不可或缺的一部分，因此对电子产品的自动化控制的要求也越来越高，本设计正是选用了其中具有代表性的电加热炉作为研究对象。
本设计以单片机为核心对电加热炉的温度进行监测和控制，采用单片机来对他们控制不仅具有控制方便，简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大的提高产品的质量和数量。
为了实现高精度的温度控制,本单片机系统采用PID算法控制，通过控制双向可控硅改变电炉和电源的接通、断开，从而用改变加热时间的方法来实现对温度的控制。
本系统由按键显示和温度采样控制以及上下限报警几个模块组成，通过模块间的通信完成温度设定、实际温度和测量温度的显示等功能。
本文对系统的硬件、选型、软件中流程控制的实现均有较为详细的阐述，对使用的编程软件也有描述，对于本系统的控制特点也进行总结说明，比较详尽地叙述了整个系统的相关事宜。
关键词:单片机、PID算法、温度控制。
AbstractAlong with the development of national economy, the people to the requirements of the quality of the life more and more high， all kinds of electronic products began to enter into the people's life and become an integral part of life， so the requirements of electronic products of automation control also become more and more high， this design is just choose the electric heating which one is representative as the research object。
基于单片机的电热水器温度控制系统设计
基于单⽚机的电热⽔器温度控制系统设计摘要随着科学技术和⽣产的快速发展，在⽣活中，温度成为了频繁出现的词汇。
温度测量与控制也成为了⽣活⽣产中重要的⼀部分。
在化⼯、⽯油、冶⾦等⽣产领域的物理过程和化学反应中，温度往往是⼀个很重要的量，需要准确地加以控制。
除了这些部门之外，温度控制系统还⼴泛应⽤于其他领域，是⽤途很⼴的⼀类⼯业控制系统。
本⽂所设计的电热⽔器温度控制系统就采⽤AT89C51单⽚机为控制核⼼，利⽤AT89C51现有的接⼝来连接外围硬件模块,并通过DS18B20温度传感器准确的检测出当前的温度、DS1302实时时钟芯⽚实现显⽰时间的功能，并将所测到的温度数据传送给单⽚机进⾏分析处理。
并由LCD1602液晶屏显⽰温度值及实时时间。
其中，系统软件设计中，分别预先设计好所需温度的上下限数值，并通过该上下限控制蜂鸣器的报警，再通过继电器的通断来决定电热丝是否加热，实现对温度的简单控制，达到预先设置范围内。
关键词：AT89C51单⽚机，温度控制，LCD显⽰AbstractWith the rapid development of science and technology and production, andin life, the temperature has become a frequently occurring words. Temperature measurement and control of production has also become an important part of life. Physical processes and chemical reactions in the chemical, petroleum, metallurgy and other production areas, the temperature is often a very important quantity that needs to be controlled accurately. In addition to these sectors, the temperature control system is also widely used in other areas, is a very versatile class of industrial control systems.In this paper, the design of the electric water heater temperature control system using AT89C51 microcontroller core, useAT89C51 existing interfaces to connect peripheral hardware module, and through DS18B20 temperature sensor accurately detects the current temperature, DS1302 real-time clock chip display function, and the measured temperature data to the microcontroller for analysis. By LCD1602 display and real-time temperature. Among them, the system software design, pre-designed upper and lower limit values were good the desired temperature, and through the upper and lower control buzzer alarm, and then through the relay off to determine whether the heating wire heating, simple control of the temperature reach the pre-set range.Keywords: AT89C51 microcontroller, temperature control, LCD display⽬录第⼀章绪论 (5)1.1引⾔ (5)1.2研究的背景及意义 (5)1.3本⽂的主要研究内容和研究对象 (6)第⼆章基于单⽚机的电热⽔器温度控制系统设计 (7)2.1电热⽔器控制系统功能说明 (7)2.2整体设计⽅案 (7)第三章系统硬件结构设计 (8)3.1系统整体设计线路图 (8)3.2最⼩系统介绍 (8)3.3温度采集电路⽅案 (11)3.4继电器控制电路 (15)3.5键盘电路 (15)3.6实时时钟电路 (16)3.7显⽰电路 (18)3.8 温度报警电路 (24)第四章系统软件设计 (25)4.1 编程软件及编程语⾔的介绍 (25)4.2主程序⼯作流程图 (25)4.3 各模块⼦程序流程图 (27)第五章系统的仿真 (28)5.1 仿真软件 (28)5.2 系统的仿真运⾏与分析 (29)第六章总结与展望 (31)参考⽂献 (32)致谢 (33)毕业设计⼩结 (34)附录 (35)附录⼀：电热⽔器温度控制系统电路图 (35)附录⼆：系统软件编程 (35)第⼀章绪论1.1引⾔热⽔器是⼀种可供浴室，洗⼿间及厨房使⽤的家⽤电器。
基于某单片机的家电热水器控制系统设计毕业设计
word工程学院康尼学院本科毕业设计〔论文〕题目：家电热水器控制系统设计专业：自动化〔数控技术〕班级：数控XX学号：XXXXXXXX 学生：XXX指导教师：XXX 实验师起迄日期：XXXXXXXXXXXXX设计地点：实验楼 _Graduation Design (Thesis) Design of Microwave Oven OperatingSystemByXXXXXSupervised byExperimentalistXXXXSchool of AutomationNanjing Institute of TechnologyJune, 2014摘要随着社会的开展，人类科技的进步，各行各业都在使自己的产品智能化、数字化，因老式的热水器使用煤气或天然气对水进展燃烧加热，用手动的方式调节温度，不仅不能够准确确实定使用者需要的水温，而且还存在一定的危险性。
电热水器是一种可供浴室、洗手间与厨房使用的家用电器，随着人们生活质量的提高，现代的家用电热水器已经摒弃了以前的做法，而采用一种更加准确、安全的实施方案。
C语言对单片机编程有诸多优点，例如：便于移植、句法检查时错误少、巩固性好、头文件种类诸多，能够方便快捷使用各种函数等。
本文采用AT89S52单片机作为控制器，使用C语言编写程序,设计了一款智能家用电热水器。
使用按键键盘输入温度，，并使用LED灯显示，能够提供用户所需温度的温水。
采用DS18B20采集温度，使用LED灯显示，显示出采集的水温。
当所需温度高于当前采集的水温时，触发加热，当水温达到设定温度时，如此停止加热。
根本实现了智能控制功能。
关键词：单片机；C语言；采集；家用电热水器AbstractWith the development of social and program of human technology, every trade all transfer own product into intelligence, digitize, because the water heater of old style uses gas or natural gas to heat water and manually adjust mode conditioning temperature, not only unable to sufficiently accurately recognize the user need of water temperature, but also exist some certain risk.The electrical water heater is a kind of home appliances that bathroom, loo and kitchen can use, with raising of quality of human live, the modernistic household electrical water heater has abandonned the past way, but adopts a kind of implementation scheme of more accurate ,safety.C language possess many merits for programming of singlechip, such as:Is easy to ransplant, having little bug when sentence construction review, fastness good, the head document type is so many that expediently quickly using various function etc.The writer adopts an AT89S52singlechip to be the controller and using C languages to write programming ,design a style of intelligence household electrical water e array form keyboard input temperature, the temperature can be accuratly recognized to 0.1 ℃, and use LED light display it, can provide to the warm water of temperature that user needs.Adopt DS18B20 to collect temperature, use LED light display, the accurately displays to collect water temperature.When the temperature needed higher than to collect water temperature at present, lead to heating , when the temperature needed is lower than the collect water temperature at present, stop heating.The simply carry out intelligence control function.Key Words：singlechip; C language; collect; household electric water heater目录摘要IABSTRACTII第一章绪论5引言5选题的背景与意义5国外研究状况和成果6整体设计方案7第二章系统硬件设计4单片机的最小系统4AT89S52单片机4AT89S52定时器/计数器7复位电路和晶振电路8温度检测电路9数字式温度传感器DS18B2010DS18B20的初始化与读写操作152.2.3 DS18B20的指令17键盘接口电路设计192.4数码管20数码管简介20数码管的显示21继电器电路23电源电路19第三章系统软件设计24PROTEUS(ISIS)和KEI L简介24程序设计25主程序的流程图26读温度子程序的流程图28电加热继电器控制子程序流程图293.2.4 LED显示程序流程图29定时器中断流程图30仿真原理图31调试中遇到的问题与解决方法30第四章分析与总结34论文总结34可改善提高的地方34参考文献35致谢35附录36程序清单37第一章绪论引言单片机是一种与我们生活息息相关的控制器，它存在于许多地方，例如：电子手表、掌上游戏机、数码相机、录音笔、电视机遥控器等等。
水箱电加热器控制系统设计
水箱电加热器控制系统的设计课程设计人：本人学号：**********专业：电气工程及其自动化水箱电加热器控制系统的设计一、设计要求：1.进行水箱加热系统设计2.要求温度维持在90℃以上，大于90℃时黄灯亮，小于90℃时红灯亮3.采用电加热方式4.温度精确到0.5℃，传感器不用数字式传感器5.水位低于25%时加水，高于90%时停止加水6.CPU自选，指示灯用发光二极管二、设计内容：1.硬件原理框图2.软件流程图3.结合以上原理图及软件流程图说明控制系统工作原理三、硬件选择1.CPU选Inrel的高性能八位单片机8051AH2.传感器选择（1）温度传感器——模拟集成温度传感器AD590集成传感器是采用硅半导体集成工艺制成的，因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。
它将温度传感器集成在一个芯片上、可完成温度测量及模拟信号输出等功能。
其规格如下：温度每增加1℃,它会增加1μA输出电流。
可量测范围-55℃至150℃。
供应电压范围+4V至30V。
AD590的输出电流值说明如下：其输出电流是以绝对温度零度(-273℃)为基准,每增加1℃,它会增加1μA输出电流,因此在室温25℃时,其输出电流Io=(273+25)=298μA。
Vo的值为Io乘上10K,以室温25℃而言,输出值为2.98V(10K×298μA)。
（2）水位传感器——位置传感器作为水位的检测，可以利用水的导电性来对水位进行判断。
当水位未达到规定要求时，单片机I/O口探测到的将是其预置的高电平；当探测器与水相接触时，由于水的导电性，探测器的电位也会被水拉成低电平，系统可以据此判断出水位信息这样分别在水箱的25%和90%设置两个探测器，由单片机的两个I/O口分别对其电平进行检测，即可实现实现对高水位（90%水位），低水位（25%水位）的检测3. A/D 转换器——8位A/D 转换器ADC0804由于设计中要求温度精确度达到0.5℃。
而水温的可能变化范围为0-100℃，20011005.0 ，而八位A/D 的分辨率可达2561，因此此处选择8位A/D 转换器ADC0804可以满足设计要求。
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之前讨论过关于电加热器控制的一次回路的配置问题，使我有重新整理该加热控制的想法。
该设备为西门子840D系统，实际应用时，加热器由于国内好几家电加热器生产厂家无法达到加热外形尺寸精度及单位空间功率的限制，境外订购时间周期长等原因，最后，只能被放弃使用该电加热控制单元，改电加热方式为天然气加热方式。
使用至今已经有10多年时间了。
另外一个放弃的原因是由于模具事先需要掏空处理（均分在底模18个直径40*200mm的加热器安装孔），且需要分多层安装（主要是预埋连接铜排，高温导线层面，耐高温绝缘处理），其中还需要有隔热板处理与主轴的连接，模具总装后，对同心度±0.05mm的要求，在实际操作起来也具有一定的加工、安装难度。
为说明该控制原理，先上一张电加热一次侧控制图：一次侧回路由电源总开关（断路器3RV1031-4FA10），及漏电保护器（5SM3846-8 63/1000mA）、交流接触器（3RT1036-1BB40）、加热驱动器单元组成对加热总功率18KW的温度控制，其中，温度反馈传感器采用PT100热电阻，需要事先预埋在模具内部并连接好端子。
加热工作原理：当需要实现主轴设备模具加热或者保温时，先让主轴运行主轴定位步骤（NCK的spos（角度）指令完成定位），完成主轴定位后，加热器通过气动单元将三相加热电源插入到模具加热端子上，一种带弹性（紫铜结构件）的环氧材料连接器，同时，将热电阻PT100一起插入到对应的端子上进行模具的加热和保温，加热器分6组（3KW/组）中心点不接地方式连接。
另外，加热控制单元由3个电流变送器检测三相工作电流，控制器的输入为模拟量控制方式。
控制程序：图示部分程序段三相输入电流检测：L 695T #Korr_Faktor_Stromistwert //将常数695装入数据块DB106.DBD72中。
//Stromaufnahme Phase 1L "Analogeing.Heizstrom Ph1" //A相输入电流值。
L #Korr_Faktor_Stromistwert //除695的常数。
/DT #Ist_Heizung_A_Ph1 //Istwert Stromaufnahme Heizung, Phase 1//Stromaufnahme Phase 2L "Analogeing.Heizstrom Ph2" //B相输入电流值。
L #Korr_Faktor_Stromistwert //除695的常数。
/DT #Ist_Heizung_A_Ph2 //Istwert Stromaufnahme Heizung, Phase 2//Stromaufnahme Phase 3L "Analogeing.Heizstrom Ph3" //C相输入电流值。
L #Korr_Faktor_Stromistwert //除695的常数。
/DT #Ist_Heizung_A_Ph3 //Istwert Stromaufnahme Heizung, Phase 3//Stromauswertung min.1L 8T #Stromaufnahme_min_10A //将常数8装入数据块DB106.DBD74中。
// 加热控制：A "Sch Werkzeugheizung ein" //加热开始。
A(A(L #Ist_Heizung_A_Ph1 //Istwert Stromaufnahme Heizung, Phase 1L #Stromaufnahme_min_10A //常数8。
<=D)OA(L #Ist_Heizung_A_Ph2 //Istwert Stromaufnahme Heizung, Phase 2L #Stromaufnahme_min_10A //常数8。
<=D)OA(L #Ist_Heizung_A_Ph3 //Istwert Stromaufnahme Heizung, Phase 3L #Stromaufnahme_min_10A //常数8。
<=D))L S5T#15SSD "verz.Feh.Heizstrom"A "verz.Feh.Heizstrom"S #Heizpatronen_defekt //Anzeige Heizpatronen 黚erpr黤en 小于10A时加热启动。
//Stromauswertung min.1T #Stromaufnahme_min_10A //将常数8装入数据块DB106.DBD74中。
//A "Sch Werkzeugheizung ein" //加热开始。
A(A(L #Ist_Heizung_A_Ph1 //Istwert Stromaufnahme Heizung, Phase 1L #Stromaufnahme_min_10A //常数8。
<=D)OA(L #Ist_Heizung_A_Ph2 //Istwert Stromaufnahme Heizung, Phase 2L #Stromaufnahme_min_10A //常数8。
<=D)OA(L #Ist_Heizung_A_Ph3 //Istwert Stromaufnahme Heizung, Phase 3L #Stromaufnahme_min_10A //常数8。
<=D))L S5T#15SSD "verz.Feh.Heizstrom"A "verz.Feh.Heizstrom"S #Heizpatronen_defekt //Anzeige Heizpatronen 黚erpr黤en 小于10A时加热启动。
//Stromauswertung min.5L 5T #Stromaufnahme_min_5A//A "Sch Werkzeugheizung ein"A(A(L #Ist_Heizung_A_Ph1 //Istwert Stromaufnahme Heizung, Phase 1L #Stromaufnahme_min_5A<=D)OA(L #Ist_Heizung_A_Ph2 //Istwert Stromaufnahme Heizung, Phase 2L #Stromaufnahme_min_5A)OA(L #Ist_Heizung_A_Ph3 //Istwert Stromaufnahme Heizung, Phase 3L #Stromaufnahme_min_5A<=D))L S5T#15SSD "verz.Heiz.k.Strom"A "verz.Heiz.k.Strom"S #keine_Stromaufnahme //keine Stromaufnahme小于5A时加热启动。
A "ZM Taste Reset" //MCP板复位按钮I3.7R #keine_StromaufnahmeR #Heizpatronen_defekt加热控制器输出：AN #Funktion_warmhaltenR #Heiz_Warmhaltwert_geladAN #Funktion_warmhaltenO #Heiz_Warmhaltwert_geladJC m01L 18000 //Grundwert f黵Warmhalten ladenT #HeizwertA "immer Eins"S #Heiz_Warmhaltwert_geladm01: A #Funktion_warmhalten //位值DB106.DBX76.1。
A(L #Ist_Temp_Werkz //字值DB106.DBD30.0。
L 130>D)L #HeizwertJC h_reL 0T #HeizwertAN #Heizen_einAN #Funktion_warmhaltenJC hzA(L #Ist_Temp_WerkzL 80<D)L 17000 // (17000) 27650 =>10VT #HeizwertJC hzA(L #Ist_Temp_WerkzL 130<D)L 19000 // (19000) 27650 =>10VT #HeizwertJC hzL 23500 // (21500) 27650 =>10VT #Heizwerth_re: NOP 0hz: T "Analog Sollw.Heizpatron." //输出PQW334 T #Heizwert加热器工作判断：//Parameter beschreibenL 12000T #Heizwert_Grenze_MinL 25000T #Heizwert_Grenze_MaxL 1200T #Heizwert_Add_Faktor//Timer f. Regeltakt ladenL S5T#1M30SAN "Imp.Heiz_Reg_Takt_1"SE "Imp.Heiz_Reg_Takt_0"AN "Imp.Heiz_Reg_Takt_0"SE "Imp.Heiz_Reg_Takt_1"A "Imp.Heiz_Reg_Takt_0"FP #Heiz_Reg_Flanke= #Heiz_Reg_ImpulsA #Heiz_Reg_ImpulsJC regBEUreg: NOP 0A(L #Soll_Temp_MaskeL #Ist_Temp_Werkz>D)JC hz1A(L #Soll_Temp_MaskeL #Ist_Temp_Werkz<D)JC ku1BEUhz1: NOP 0 //Temp. zu niedrig, Heizleistung erh鰄enA(L #HeizwertL #Heizwert_Grenze_Max>I)JC hz2L #HeizwertL #Heizwert_Add_Faktor+IT #Heizwerthz2: BEUku1: NOP 0 //Temp. zu hoch, Heizleistung reduzierenA(L #HeizwertL #Heizwert_Grenze_Min<I)OA(L #Ist_Heizung_A_Ph1L 11<=I)JC ku2L #HeizwertL #Heizwert_Add_Faktor-IT #Heizwertku2: BEU该控制单元的工况由840D系统屏中组态页面，有三相工作电流、加热器工作状态的设置；显示信息，图示：由于境外编程习惯都喜好FB的接口变量，所以解释上诉控制程序确实有一定难度，尤其是中间过程的变量转移部分，但整体编辑的控制思路还是可以借鉴的，比如工作电流偏小和工作电流超额定电流的判断（我理解为加热器断线和超温保护）。