温度控制器的设计汇总
基于PID控制器的温度控制系统设计
基于PID控制器的温度控制系统设计随着现代工业的快速发展，各种自动控制系统也得到了广泛应用。
其中，基于PID控制器的温度控制系统设计广泛应用于化工、制药、冶金等行业。
本文将从基本原理入手，详细论述基于PID控制器的温度控制系统设计。
一、PID控制器的原理PID控制器是一种经典的控制器，它采用比例、积分、微分三个控制量的组合，通过对控制量不同比例的组合，实现对被控对象的精确控制。
具体来说，PID控制器将被控对象的当前状态与期望的目标状态进行比较，计算出误差值，然后对误差值进行P、I、D三个控制量的加权计算，得到控制输出值，通过执行控制动作，使被控对象达到期望的目标状态。
其中，比例控制P以被控对象的当前状态与期望目标状态之间的误差值为输入，按比例放大输出控制信号，其控制效果主要针对误差量的大小。
积分控制I主要是针对误差值的积累程度，在误差值持续存在的情况下逐渐加大控制输出的幅度，使被控对象逐渐趋近期望的目标状态。
微分控制D主要是针对误差值的变化速度，当偏差值增加或减小的速率较快时，将适当增大或减小控制输出量的幅度，以加快误差的消除速度。
综上所述，PID控制器的优点在于能够快速消除误差，避免超调和欠调，稳定性强，且对于被控对象的性质要求不高。
因此，PID控制器成为了温度控制系统设计的主要控制器之一。
二、温度传感器的选取温度控制系统的核心是温度控制器，其中最关键的部分是温度传感器。
良好的温度传感器应具有温度响应时间短、测量范围广、精度高等特点。
其中最常用的温度传感器是热电偶和热电阻。
热电偶是一种基于热电效应的温度测量传感器，它是利用不同材料所产生的热电动势的差别测量温度。
热电偶具有灵敏度高、阻抗小、动态响应快等特点，但受到热电对、交流电干扰等因素影响较大，测量过程中容易出现漂移现象。
热电阻是一种利用金属或半导体的电阻随温度变化的特性测量温度的传感器。
热电阻具有较高的精度、长期稳定性好的特点，但响应迟缓，对于超出其量程的高温不可用。
温度控制器的设计与制作共13页
温度控制器的设计与制作一、功能要求设计并制作一个温度控制器，用于自动接通或断开室内的电加热设备，从而使室内温度达到设定温度要求，并能实时显示室内温度。
当室内温度大于等于设定温度时，控制器断︒时，控制器接通电加热设备。
开电加热设备；当室内温度比设定温度小2C控温范围：0~51C︒控温精度：≤1C︒二、硬件系统设计1．硬件系统由七部分组成，即单片机及看门狗电路、温度检测电路、控制输出电路、键盘电路、显示电路、设置温度储存电路及电源电路。
（1）单片机及看门狗电路根据设计所需的单片机的内部资源（程序存储器的容量、数据存储器的容量及I/O口数量），选择AT89C51-24PC较合适。
为了防止程序跑飞，导致温度失控，进而引起可怕的后果，本设计加入了硬件看门狗电路IMP813L，如果它的WDI脚不处于浮空状态，在1.6秒内WDI不被触发（即没有检测到上什沿或下降沿），就说明程序已经跑飞，看门狗输出端WDO将输出低电平到手动复位端，使复位输出端RST发出复位信号，使单片机可靠复位，即程序重新开始执行。
（注：如果选用AT89S51，由于其内部已具有看门狗电路，就不需外加IMP813L）（2）温度检测电路温度传感器采用AD590，它实际上是一个与绝对温度成正比的电流源，它的工作电压为4~30V，感测的温度范围为-550C~+1500C，具有良好的线性输出，其输出电流与温度成正比，即1μA/K。
因此在00C时的输出电流为273.2μA，在1000C时输出电流为373.2μA。
温度传感器将温度的变化转变为电流信号，通过电阻后转变电压信号，经过运算放大器JRC4558运算处理，处理后得到的模拟电压信号传输给A/D转换部分。
A/D转换器选用ADC0804，它是用CMOS集成工艺制成的逐次逼近型模数转换芯片，分辨率8位，转换时间100μs，基准电压0~5V，输入模拟电压0～5V。
（3）控制输出电路控制信号由单片机的P1.4引脚输出，经过光耦TLP521-1隔离后，经三极管C8550直接驱动继电器WJ108-1C-05VDC，如果所接的电加热设备的功率≤2KW，则可利用继电器的常开触点直接控制加热设备，如果加热设备的功率>2KW，可以继电器控制接触器，由接触器直接控制加热设备。
温度控制器设计
帮不帮温度控制器设计一、设计任务设计一个可以驱动1kW加热负载的水温控制器，具体要求如下：1、能够测量温度，温度用数字显示。
2、测量温度范围0〜100℃，测量精度为0.5℃。
3、能够设置水温控制温度，设定范围40〜90℃,且连续可调。
设置温度用数字显示。
4、水温控制精度W±2℃。
5、当超过设定的温度20℃时，产生声、光报警。
二、设计方案分析根据设计要求，该温度控制器是既可以测量温度也可以控制温度，其组成框图如图1所示。
图1温度控制器原理框图因为要求对温度进行测量显示，所以首先采用温度传感器，将温度变化转换成相应的电信号，并通过放大、滤波后送A/D转换器变成数字信号，然后进行译码显示。
若要求温度被控制在设定值附近，则要求将实际测量温度的信号与温度的设定僮基准电压）进行比较，根据比较结果（输出状态）来驱动执行机构，实现自动地控制、调节系统的温度。
测量的温度可以与另一个设定的温度上限比较器相比较，当温度超过上限温度值时，比较器产生报警信号输出。
1、温度检测及信号处理温度检测是温控系统的最关键部分，它只接影响整个系统的测量、控制精度。
目前检测温度的传感器很多，其测量范围、应用场合等也不尽相同。
例如热电偶温度传感器目前在工业生产和科学研究中已得到了广泛的应用，它是将温度信号转化成电动势。
目前热电偶温度传感器已形成系列化和标准化，主要优点是：它属于自发电型传感器，测量温度时可以不需要外加电源；结构简单，使用方便，热电偶的电极不受大小和形状的限制；测量温度范围广，高温热电偶测温高达1800 c以上，低温热电偶可测-260℃以下，目前主要用在高温测量工业生产现场中。
热电阻温度传感器是利用电阻值随温度升高而增大这一特性来测量温度的，目前应用较为广泛的热材料是铜和铂。
在铜电阻和伯电阻中，伯电阻性能最好，非常适合测量-200〜+960℃范围内的温度。
国内统一设计的工业用伯电阻常用的分度号有Pt25、Pt100 等，Pt100即表示该电阻的阻值在0c时为100Q。
基于单片机的pid温度控制系统设计
一、概述单片机PID温度控制系统是一种利用单片机对温度进行控制的智能系统。
在工业和日常生活中，温度控制是非常重要的，可以用来控制加热、冷却等过程。
PID控制器是一种利用比例、积分、微分三个调节参数来控制系统的控制器，它具有稳定性好、调节快等优点。
本文将介绍基于单片机的PID温度控制系统设计的相关原理、硬件设计、软件设计等内容。
二、基本原理1. PID控制器原理PID控制器是一种以比例、积分、微分三个控制参数为基础的控制系统。
比例项负责根据误差大小来控制输出；积分项用来修正系统长期稳态误差；微分项主要用来抑制系统的瞬时波动。
PID控制器将这三个项进行线性组合，通过调节比例、积分、微分这三个参数来实现对系统的控制。
2. 温度传感器原理温度传感器是将温度变化转化为电信号输出的器件。
常见的温度传感器有热电偶、热敏电阻、半导体温度传感器等。
在温度控制系统中，温度传感器负责将环境温度转化为电信号，以便控制系统进行监测和调节。
三、硬件设计1. 单片机选择单片机是整个温度控制系统的核心部件。
在设计单片机PID温度控制系统时，需要选择合适的单片机。
常见的单片机有STC89C52、AT89S52等，选型时需要考虑单片机的性能、价格、外设接口等因素。
2. 温度传感器接口设计温度传感器与单片机之间需要进行接口设计。
常见的温度传感器接口有模拟接口和数字接口两种。
模拟接口需要通过模数转换器将模拟信号转化为数字信号，而数字接口则可以直接将数字信号输入到单片机中。
3. 输出控制接口设计温度控制系统通常需要通过继电器、半导体元件等控制输出。
在硬件设计中，需要考虑输出接口的类型、电流、电压等参数，以及单片机与输出接口的连接方式。
四、软件设计1. PID算法实现在单片机中，需要通过程序实现PID控制算法。
常见的PID算法包括位置式PID和增量式PID。
在设计时需要考虑控制周期、控制精度等因素。
2. 温度采集和显示单片机需要通过程序对温度传感器进行数据采集，然后进行数据处理和显示。
温度控制器毕业论文
题目：温度控制器的设计机电工程学院李小草摘要本文设计了一个温度自动控制器。
本设计以单片机（8031）为控制核心，外加硬件电路，将温度显示和数字控制集和于一体，实现智能温度控制。
并采取软件程序实现升温的调节，能对加热炉的升温速度和保温时间严格控制。
单片机控制系统由微处理器和工业生产对象两大部分组成。
本文是通过热敏电阻和单片机等，来实现对工程上一些系统的温度进行范围控制的过程。
关键词：测温；PID算法；单片机；温度控制器目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章前言 (1)1.1 概述 (2)1.2 课题分析 (2)1.3 设计思路 (2)第2章系统的基本组成及工作原理 (3)2.1 系统的基本组成 (3)2.2 系统的基本工作原理 (3)第3章测温电路的选择及设计 (5)3．1热电偶测温电路 (5)3.1.1 热电偶 (5)3.1.2 毫伏变送器 (6)3.2热敏电阻测温电路 (6)3.2.1 热敏电阻 (6)3.2.2 关于铂电阻的特性 (7)3.2.3 温度丈量电路 (7)第4章芯片组的电路设计 (8)4．1A D C0809与8031接口硬件电路设计 (8)4．28155与8031接口硬件电路设计 (9)4.2.1 8155芯片的结构 (9)4.2.28155与8031接口电路 (9)4．32732E P R O M的工作原理及硬件接口设计 (11)第5章掉电呵护功能电路 (14)第6章温度控制电路 (15)6.1温度控制电路 (15)6．2控制规律的选择 (16)第7章系统程序设计 (18)7．1系统控制主程序 (18)T中断服务程 7．20序 (20)7．3采样程序及其流程图 (24)7．4数字滤波子程序及其流程图 (25)总结 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录 (30)第1章前言现代信息技术的三大基础是信息收集控制(即温度控制器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)。
简单的温度控制器设计原理
简单的温度控制器设计原理温度控制器是一种用于控制某个系统或装置的温度的设备，可以自动调节温度并保持在特定范围内。
它通常由传感器、控制器、执行器等组成，通过不断监测环境温度，计算偏差并作出相应的调整来实现温度控制。
温度控制器的设计原理涉及到传感器、控制器和执行器的协同工作。
其中传感器用于检测环境温度，并将检测到的温度信号转化为电信号；控制器则对传感器的信号进行处理，计算出温度的偏差，并根据预设的控制算法作出相应的调节策略；执行器则根据控制器的指令，实现对系统的温度调节。
在温度控制器中，传感器是非常重要的一部分，通过传感器的准确测量，可以实现对环境温度的实时监测。
常见的传感器包括热电偶、热敏电阻、红外线传感器等。
这些传感器可以将温度转化为电信号，并通过连接到控制器的电路进行传递。
控制器是温度控制器的核心部件，主要负责对传感器的信号进行处理，并生成控制信号。
控制器通常包括一个微处理器或控制芯片，用于计算温度的偏差，并根据预设的控制算法来调节温度。
控制器通常具有一定的的控制逻辑，可以根据具体的场景要求来进行温度的控制模式选择。
执行器则是根据控制器发出的指令来实现温度调节的部分。
常见的执行器包括加热装置、冷却装置、换向阀等。
执行器的作用是根据控制器的指令来实现相应的温度调节操作，例如调节加热元件功率、打开或关闭冷却设备等，以使系统的温度保持在目标范围内。
整个温度控制器的工作过程可以描述为下面的流程：首先，传感器不断地检测环境温度，并将检测到的温度数据转化为电信号。
然后，控制器接收到传感器的信号后，计算出温度的偏差，并根据预设的控制算法生成控制信号。
最后，执行器根据控制器发出的控制信号来进行相应的操作，从而实现对系统温度的调节。
温度控制器的设计目标是使系统的温度能够稳定地控制在预设的目标范围内，以满足特定的环境要求。
为了实现这个目标，温度控制器的设计需要考虑以下几个方面：首先，传感器的选择和校准是非常重要的，确保传感器能够准确地反映环境温度。
厂房温度控制系统设计总结
厂房温度控制系统设计总结厂房温度控制系统设计总结一、引言厂房温度控制系统在工业生产中起着至关重要的作用。
一个有效的温度控制系统可以确保厂房内部的温度稳定在合适的范围内，从而提高生产效率和产品质量。
本文将对厂房温度控制系统设计进行总结，并分析其关键要素和技术原理。
二、系统设计要素1. 温度传感器：温度传感器是整个系统的核心部件之一。
它能够实时监测厂房内部的温度变化，并将数据传输给控制器。
常见的温度传感器有热电偶、热敏电阻等。
2. 控制器：控制器是系统的大脑，负责接收传感器传来的数据，并根据预设的参数进行计算和决策。
控制器通常包括微处理器、存储器、输入输出接口等组件。
3. 执行机构：执行机构是根据控制信号进行动作的部件，用于调节厂房内部的温度。
常见的执行机构有风扇、加热装置、空调等。
4. 通信模块：通信模块用于将控制器和执行机构连接起来，实现数据传输和指令下达。
常见的通信模块有以太网、RS485等。
三、系统设计原理1. 反馈控制原理：厂房温度控制系统采用反馈控制原理，即通过不断地测量温度并与预设值进行比较，调节执行机构的动作，使温度保持在目标范围内。
当温度偏离预设值时，控制器会发出相应的指令来调整执行机构的工作状态。
2. PID控制算法：PID控制算法是常用的温度控制算法之一。
它通过比例、积分和微分三个环节对误差进行处理，并根据参数调整来实现精确的温度控制。
比例环节用于根据误差大小调整输出信号的幅度；积分环节用于消除静态误差；微分环节用于预测未来误差的变化趋势。
四、系统设计步骤1. 确定需求：首先需要明确厂房所需的温度范围和稳定性要求。
根据不同行业和工艺要求，确定合适的目标温度。
2. 选择传感器：根据需求确定合适的温度传感器。
考虑到厂房环境可能存在的湿度、腐蚀等因素，选择适应性强、精度高的传感器。
3. 设计控制器：根据传感器输出的温度数据和目标温度，设计控制器的算法和参数。
常见的算法包括PID控制算法、模糊控制算法等。
基于单片机的水温控制器设计
基于单片机的水温控制器设计引言水温控制在很多领域中都具有重要的应用价值，例如温室、鱼缸、热水器等。
基于单片机的水温控制器能够自动调控水温，提高水温的稳定性和准确性。
本文将介绍如何设计一个基于单片机的水温控制器，以实现对水温的精确控制。
一、硬件设计1.单片机选择选择一个合适的单片机对于设计一个稳定可靠的水温控制器至关重要。
常用的单片机有STC89C52、AT89C52等。
在选择时应考虑单片机的性能、功耗、接口等因素。
2.温度传感器温度传感器用于检测水温，常用的有NTC热敏电阻和DS18B20数字温度传感器。
NTC热敏电阻价格便宜，但精度较低，DS18B20精度高，但价格相对较贵。
3.加热装置加热装置用于根据温度控制器的输出信号进行加热或制冷。
可以选择加热丝、加热管或半导体制冷片等。
4.驱动电路驱动电路用于将单片机的输出信号转换为合适的电流或电压，驱动加热装置。
可以选择晶体管或继电器等。
5.显示模块可以选择液晶显示屏或LED数码管等显示水温的数值。
二、软件设计1.初始化设置首先，对单片机进行初始化设置，包括引脚配置、定时器设置等。
然后，设置温度传感器和加热装置的引脚。
最后，设置温度范围，以便根据实际需求进行调整。
2.温度检测使用温度传感器检测水温，并将读取到的温度值转换为数字形式，以便进行比较和控制。
可以使用ADC（模拟-数字转换）模块转换模拟信号为数字信号。
3.控制算法本设计中可以采用PID控制算法进行水温控制。
PID（Proportional-Integral-Derivative）控制算法根据设定值和反馈值之间的差异来计算控制信号。
可以根据需求进行参数调整，以获得更好的控制效果。
4.显示和报警使用显示模块显示当前水温的数值，并在温度超出设定值时触发报警功能。
报警可以采用声音、灯光等形式。
5.控制输出根据PID算法计算出的控制信号，控制驱动电路，驱动加热装置或制冷装置，以实现水温的调节。
总结基于单片机的水温控制器能够实现对水温的精确控制。
温度控制器的设计与制作
6.4实施—制作过程6.4.1硬件设计温度测量采用最新的单线数字温度传感器DS18B20，DS18B20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。
与传统的热敏电阻相比，它能够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。
可以分别在93.75ms 和750ms 内完成9位和12位的数字量，并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线(单线接口)读写，温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无需额外电源。
因而，使用DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。
降温控制系统采用低压直流电风扇。
当温度高于设定最高限温度时，启动风扇降温，当温度降到指定最高限温度以下后，风扇自动停止运转。
温控系统的温度显示和温度的设定直接采用综合实训板上的显示和键盘。
当环境温度低于设定的最低限温度值时，也采用综合实训板上的蜂鸣器进行报警。
用0#、1#键作为温度最高限、最低限的设定功能键；2#、3#键作为温度值设定的增加和减小功能键。
0#键：作为最高限温度的设定功能键。
按一次进入最高限温度设定状态，选择最高限温度值后，再按一次确认设定完成。
1#键：作为最低限温度的设定功能键。
按一次进入最低限温度设定状态，选择最低限温度值后，再按一次确认设定完成。
2#键：＋1功能键，每按一次将温度值加1，范围为1～99℃。
3#键：－1功能键，每按一次将温度值减1，范围为99～1℃。
6.4.2软件设计(1)温控系统采用模块化程序结构，可以分成以下程序模块：①系统初始化程序：首先完成变量的设定、中断入口的设定、堆栈、输入输出口及外部部件的初始化工作。
②主程序MAIN ：完成键盘扫描、温度值采集及转换、温度值的显示。
当温度值高于设定最高限时，驱动风扇工作；当温度值低于设定最低限时，驱动蜂鸣器报警。
③键盘扫描程序KEYSCAN ：完成键盘的扫描并根据确定的键值执行相应的功能，主要完成最高温度、最低温度的设定。
温度控制系统的设计与实现
温度控制系统的设计与实现汇报人：2023-12-26•引言•温度控制系统基础知识•温度控制系统设计目录•温度控制系统实现•温度控制系统应用与优化01引言目的和背景研究温度控制系统的设计和实现方法，以满足特定应用场景的需求。
随着工业自动化和智能制造的快速发展，温度控制系统的性能和稳定性对于产品质量、生产效率和能源消耗等方面具有重要影响。
03高效、节能的温度控制系统有助于降低生产成本、减少能源浪费，并提高企业的竞争力。
01温度是工业生产过程中最常见的参数之一，对产品的质量和性能具有关键作用。
02温度控制系统的稳定性、准确性和可靠性直接关系到生产过程的稳定性和产品质量。
温度控制系统的重要性02温度控制系统基础知识温度控制系统的性能指标包括控制精度、响应速度、稳定性和可靠性等，这些指标直接影响着系统的性能和效果。
温度控制原理是利用温度传感器检测当前温度，并将该信号传输到控制器。
控制器根据预设的温度值与实际温度值的差异，通过调节加热元件的功率来控制温度。
温度控制系统通常由温度传感器、控制器和加热元件组成，其中温度传感器负责检测温度，控制器负责控制加热元件的开关和功率，加热元件则是实现温度升高的设备。
温度控制原理温度传感器是温度控制系统中非常重要的组成部分，其工作原理是将温度信号转换为电信号或数字信号，以便控制器能够接收和处理。
常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶、集成温度传感器等，它们具有不同的特点和适用范围。
选择合适的温度传感器对于温度控制系统的性能和稳定性至关重要。
温度传感器的工作原理加热元件的工作原理加热元件是温度控制系统中实现温度升高的设备，其工作原理是通过电流或电阻加热产生热量，从而升高环境温度。
常见的加热元件有电热丝、红外线灯等，它们具有不同的特点和适用范围。
选择合适的加热元件对于温度控制系统的性能和安全性至关重要。
控制算法是温度控制系统的核心部分，其作用是根据预设的温度值和实际温度值的差异，计算出加热元件的功率调节量，以实现温度的精确控制。
单片机温度控制系统设计及实现
单片机温度控制系统设计及实现温度控制是很多自动化系统中的重要部分，可以应用于许多场景，如家用空调系统、工业加热系统等。
本文将介绍如何利用单片机设计和实现一个简单的温度控制系统。
一、系统设计1. 硬件设计首先,我们需要选择合适的硬件来搭建我们的温度控制系统。
一个基本的温度控制系统由以下几个组件组成：- 传感器：用于检测环境的温度。
常见的温度传感器有热敏电阻和温度传感器。
- 控制器：我们选择的是单片机，可以根据传感器的读数进行逻辑判断，并控制输出的信号。
- 执行器：用于根据控制器的指令执行具体的动作，例如开启或关闭空调。
2. 软件设计温度控制系统的软件部分主要包括，传感器读取、温度控制逻辑和执行器控制。
我们可以使用C语言来编写单片机的软件。
- 传感器读取：通过串口或者模拟输入端口来读取传感器的数据，可以利用类似的库函数或者自己编写读取传感器数据的函数。
- 温度控制逻辑：根据读取到的温度值，判断当前环境是否需要进行温度调节，并生成相应的控制信号。
- 执行器控制：将控制信号发送到执行器上，实现对温度的调节。
二、系统实施1. 硬件连接首先，将传感器连接到单片机的输入端口，这样单片机就可以读取传感器的数据。
然后，将执行器连接到单片机的输出端口，单片机可以通过控制输出端口的电平来控制执行器的开关。
2. 软件实现编写单片机的软件程序，根据前面设计的软件逻辑，实现温度的读取和控制。
首先，读取传感器的数据，可以定义一个函数来读取传感器的数据并返回温度值。
其次，根据读取到的温度值，编写逻辑判断代码，判断当前环境是否需要进行温度调节。
如果需要进行温度调节，可以根据温度的高低来控制执行器的开关。
最后，循环执行上述代码，实现实时的温度检测和控制。
三、系统测试和优化完成软硬件的实施之后，需要对温度控制系统进行测试和优化。
1. 测试通过模拟不同的温度情况，并观察控制器的输出是否能够正确地控制执行器的开关。
可以使用温度模拟器或者改变环境温度来进行测试。
PID温度控制器的设计
1
(1)在对温度控制发展现状、系统控制要求进行研究的基础上，选择了整个控制系统的控制方案；
(2)完成系统的硬件设计，包括采样电路、A／D转换电路、主控制电路、保护电路等等的设计；
(3)完成该系统的软件设计，包括主程序模块、控制运算模块、数据输入输出及处理模块等一些子功能模块的设计；
1．
采用PID控制原理研制成适合用于小功率器件的温度控制器，该控制器能达到很好的控制效果，若精心选择PID的各种参数，温度控制的精度可以达到0.05℃，完全可以保证器件的正常工作。在一定的控制系统中，首先将需要控制的被测参数（温度）由传感器转换成一定的信号后再与预先设定的值进行比较，把比较得到的差值信号经过一定规律的计算后得到相应的控制值，将控制量送给控制系统进行相应的控制，不停地进行上述工作，从而达到自动调节的目的。PID是目前广泛使用的控制方法，其控制规律的数学模型为:
实现PID控制原理的具体方法因系统的不同而不同。在我们的系统中，采用了增量式计算方法，而控制量的输出则采用了位置式的输出形式。在数值控制系统中，其控制规律的数学模型演化为：
其中：T为采集周期；ei、ei-1、ei-2为此时刻、前一时刻、再前一时刻的差值信号。这种方法的好处在于只需保持前三时刻的差值信号，同时输出控制量的初始设定值不必准确，就能较快地进入稳定控制过程。
PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。三种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需要在实际运行中进行最后调整与完善。现在一般采用的是临界比例法。利用该方法进行PID控制器参数的整定步骤如下：(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作；(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期；(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。
温度控制器的设计与制作
温度控制器的设计与制作一、功能要求设计并制作一个温度控制器，用于自动接通或断开室内的电加热设备，从而使室内温度达到设定温度要求，并能实时显示室内温度。
当室内温度大于等于设定温度时，控制器断开电加热设备；当室内温度比设定温度小2时，控制器接通电加热设备。
控温范围：0~51控温精度：≤1二、硬件系统设计1．硬件系统由七部分组成，即单片机及看门狗电路、温度检测电路、控制输出电路、键盘电路、显示电路、设置温度储存电路及电源电路。
（1）单片机及看门狗电路根据设计所需的单片机的内部资源（程序存储器的容量、数据存储器的容量及I/O口数量），选择AT89C51-24PC较合适。
为了防止程序跑飞，导致温度失控，进而引起可怕的后果，本设计加入了硬件看门狗电路IMP813L，如果它的WDI脚不处于浮空状态，在1.6秒内WDI不被触发（即没有检测到上什沿或下降沿），就说明程序已经跑飞，看门狗输出端WDO将输出低电平到手动复位端，使复位输出端RST发出复位信号，使单片机可靠复位，即程序重新开始执行。
（注：如果选用AT89S51，由于其内部已具有看门狗电路，就不需外加IMP813L）（2）温度检测电路温度传感器采用AD590，它实际上是一个与绝对温度成正比的电流源，它的工作电压为4~30V，感测的温度范围为-550C~+1500C，具有良好的线性输出，其输出电流与温度成正比，即1μA/K。
因此在00C时的输出电流为273.2μA，在1000C时输出电流为373.2μA。
温度传感器将温度的变化转变为电流信号，通过电阻后转变电压信号，经过运算放大器JRC4558运算处理，处理后得到的模拟电压信号传输给A/D转换部分。
A/D转换器选用ADC0804，它是用CMOS集成工艺制成的逐次逼近型模数转换芯片，分辨率8位，转换时间100μs，基准电压0~5V，输入模拟电压0～5V。
（3）控制输出电路控制信号由单片机的P1.4引脚输出，经过光耦TLP521-1隔离后，经三极管C8550直接驱动继电器WJ108-1C-05VDC，如果所接的电加热设备的功率≤2KW，则可利用继电器的常开触点直接控制加热设备，如果加热设备的功率>2KW，可以继电器控制接触器，由接触器直接控制加热设备。
plc温度控制系统设计
plc温度控制系统设计摘要：I.引言- 介绍PLC 温度控制系统- 阐述其在工业生产和科学实验中的应用II.PLC 温度控制系统的设计- 设计原理- 系统构成1.温度传感器2.PLC 可编程控制器3.执行器4.报警装置III.PLC 温度控制系统的优势- 控制精度高- 抗干扰能力强- 操作灵活方便- 可靠性高IV.PLC 温度控制系统的应用实例- 工业生产中温度控制的应用- 科学实验中温度控制的应用V.结论- 总结PLC 温度控制系统的重要性- 展望其在未来工业和科学领域的应用前景正文：I.引言在工业生产和科学实验中，温度控制是至关重要的环节。
近年来，随着可编程控制器（PLC）技术的不断发展，基于PLC 的温度控制系统已经越来越广泛地应用于各个领域。
本文将详细介绍PLC 温度控制系统的设计、优势及应用实例。
II.PLC 温度控制系统的设计PLC 温度控制系统的设计主要依据PLC 可编程控制器的原理，通过将温度传感器、执行器、报警装置等组件与PLC 相连接，实现对温度的实时监测和控制。
1.设计原理PLC 温度控制系统采用PID 控制算法，通过调整比例、积分、微分环节的参数，实现对温度的精确控制。
2.系统构成PLC 温度控制系统主要由温度传感器、PLC 可编程控制器、执行器和报警装置组成。
1.温度传感器：用于实时监测环境或设备的温度，将温度变化转换为电信号传输给PLC。
2.PLC 可编程控制器：根据设定的温度控制策略，对温度传感器传输来的信号进行处理，并输出控制指令给执行器。
3.执行器：根据PLC 的控制指令，对加热器或制冷设备进行控制，实现对温度的调整。
4.报警装置：当温度超出设定范围时，报警装置会自动发出警报，提醒操作人员采取相应措施。
III.PLC 温度控制系统的优势PLC 温度控制系统具有以下优势：1.控制精度高：采用PID 控制算法，能够实现对温度的高精度控制，满足不同场合的温度控制需求。
温度控制器实验总结报告（优秀范文五篇）
温度控制器实验总结报告（优秀范文五篇）第一篇：温度控制器实验总结报告温度控制器实验总结报告一、功能及性能指标根据设计任务基本要求，本系统应具有以下几种基本功能。
（1）可以进行温度设定，并自动调节水温到给定温度值。
（2）可以调整PID控制参数，满足不同控制对象与控制品质要求。
（3）可以实时显示给定温度与水温实测值。
（4）可以打印给定温度及水温实测值。
系统主要性能指标如下：（1）温度设定范围40℃~90℃，最小区分度1℃。
（2）温度控制静态误差≤1℃。
（3）双3位LED数码管显示，显示温度范围0.0℃~99.0℃。
（4）采用微型打印机打印温度给定值及一定时间间隔的水温实测值。
二、总体设计方案水温控制系统的控制对象具有热储存能力大，惯性也较大的特点，水在容器内的流动或热量传递都存在一定的阻力，因为可以将它归于具有纯滞后的一阶大惯性环节。
一般来说，热过程大多具有较大的滞后，它对于任何信号的响应都会推迟一些时间，使输出与输入之间产生相移。
对于这样存在大的滞后特性的过度过程控制，一般可以采用以下几种控制方案。
1）、输出开关量控制2）、比例控制（P控制）3）、比例积分控制（IP控制）4）、比例积分加微分控制（IPD控制）结合本例题设计任务与我们采用比例积分加微分（PID）控制。
其特点是微分的作用使控制器的输出与偏差变化的速度成比例，它对克服对象的容量滞后有显著地效果。
在比例基础上加入微分作用，使稳定性提高，同时积分作用可以消除余差。
采用PID的控制方式，可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。
三、系统组成本系统是一个典型的检测、信号处理、输入运算到输出控制电炉加热功率以实现水温控制的全过程。
因此，应以单片微型计算机为核心组成一个专用计算机应用系统，以满足检测、控制应用类型的功能要求。
另外，单片机的使用也为实现水温的只能化控制以及提供完善的人机界面及多机通信皆空提供了可能。
而这些功能在常规数字逻辑电路中往往难以实现。
温度控制器的设计与制作
6.4实施—制作过程6.4.1硬件设计温度测量采用最新的单线数字温度传感器DS18B20，DS18B20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。
与传统的热敏电阻相比，它能够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。
可以分别在93.75ms 和750ms 内完成9位和12位的数字量，并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线(单线接口)读写，温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无需额外电源。
因而，使用DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。
降温控制系统采用低压直流电风扇。
当温度高于设定最高限温度时，启动风扇降温，当温度降到指定最高限温度以下后，风扇自动停止运转。
温控系统的温度显示和温度的设定直接采用综合实训板上的显示和键盘。
当环境温度低于设定的最低限温度值时，也采用综合实训板上的蜂鸣器进行报警。
用0#、1#键作为温度最高限、最低限的设定功能键；2#、3#键作为温度值设定的增加和减小功能键。
0#键：作为最高限温度的设定功能键。
按一次进入最高限温度设定状态，选择最高限温度值后，再按一次确认设定完成。
1#键：作为最低限温度的设定功能键。
按一次进入最低限温度设定状态，选择最低限温度值后，再按一次确认设定完成。
2#键：＋1功能键，每按一次将温度值加1，范围为1～99℃。
3#键：－1功能键，每按一次将温度值减1，范围为99～1℃。
6.4.2软件设计(1)温控系统采用模块化程序结构，可以分成以下程序模块：①系统初始化程序：首先完成变量的设定、中断入口的设定、堆栈、输入输出口及外部部件的初始化工作。
②主程序MAIN ：完成键盘扫描、温度值采集及转换、温度值的显示。
当温度值高于设定最高限时，驱动风扇工作；当温度值低于设定最低限时，驱动蜂鸣器报警。
③键盘扫描程序KEYSCAN ：完成键盘的扫描并根据确定的键值执行相应的功能，主要完成最高温度、最低温度的设定。
智能温度控制器的设计
０ 引言
低温地板辐射采暖是一种不 同于对流式散热器采 暖的新型采 暖方式 ， 具有舒 适性好 、 温度分 布均匀 、 节 约能源和容易实现 分户计量 等优点 ， 是一 种具有 广 泛发展前途 和推广价值的采暖方式 。
成 ０～ ５ Ｖ的电压信号送入单 片机 的 Ａ 。 口， Ａ Ｄ Ｎ端 经 ／
的设计 思路 、 软件 编程 ， 后分别在恒 温控制和分时段 控制 ２ 最 种方式下 对开 发的控 制器进 行 了实验 ， 结果 表 明该温度 控制 器具 有较 好 的
控制效 果。
关键 词 ：温度控制 器
ＰＣ单片 机 Ｉ
温 度检测 可靠 性
高 精度
中图分 类号 ：Ｔ ３ ８ １ Ｖ６ ．
文 献标志码 ：Ａ
Ａｂ ｔａ ｔ： Ｔ ｅ ｅｏ ｈ ｍｂ ｄ ｄ ｃ ｎ ｒｌｓ ｓｅ ｔａ ｕｔｂｅｆｒｍｏ ｅＴ ｈｅ ｔ ｇｓ ｈ ｍｅ。ａ ｄ ｍａ ｅｔ ｅｒ ｏ ｔｍｐ ｒ ｔｒ ｕｔｍａｉａｌ ｄ ｓｒ ｃ ｏ ｄ ｖ ｌｐ ｔｅｅ ｅ ｄｅ ｏ ｔｏ ｙｔｍ ｈ ｔｓ ｉ ｌ ｏ ｄ ｉｌ ａｉ ｃ ｅ ａ ｎ ｎ ｋ ｈ ｏ ｍ ｅ ｅａｕ ｅａ ｏ ｔ ｌ ａ — ｃ ｙ
近年来 ， 低温地板辐射采 暖的研究工作逐渐增 多 ， Ｐｒ ｒ ｉｍ ｎ ｓＳ ｎ． ｗ ｎＣ ｏ和 Ｈ ｒｏ等人分 别对 ｅ ｅ Ｓｍ ｏｄ 、ｕｇＨ ａ ｈ ｔ ａ ｕ
低温地板辐射采暖进行了一些实验研究 。通过这些研 究， 使人们对地面辐射采暖有 了较为深入的理解 。
但要 真 正 实 现 节 约 能 源 和 分 户 计 量 的 功 能 ， 控 温 器 是 必不 可 少 的 器 件 。 。 因此 ， 发 一 种 实 用 的 温 研
摘
毕业设计166温度控制器的设计_大学课程设计
前言随着科学技术的不断进步与发展，温度传感器的种类日益繁多，应用逐渐广泛，并且开始由模拟式向着数字式、单总线式、双总线式和三总线式方向发展。
而数字温度传感器更因适用于各种微处理器接口组成的自动温度控制系统具有可以克服模拟传感器与微处理器接口时需要信号调理电路和A/D转换器的弊端等优点，被广泛应用于工业控制、电子测温计、医疗仪器等各种温度控制系统中。
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、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。
采用MCS-51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，而且可以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。
1 设计任务与要求1.1 基本要求高温锅炉在炼制底属时是必须严格控制温度的，要求熔炉中的温度变化范围在1℃以内，以免在融化所要炼制的金属的同时也融化了其他杂质，以致炼出的金属纯度不够高。
温度的范围可以人工设定。
（低熔点金属的比如铅、锡、铝等的熔点温度都比较低）。
1.2 性能指标①温度控制范围-50℃~500℃，要求精确到0.1℃；②可人工设定温度范围内的任一温度点；③由单片机控制显示当前电炉内的温度；④系统性能稳定、误差范围小、操控性好。
2 系统分析与论证2.1 方案分析方案一：由220V交流电压给电炉供电，在电炉内壁接入铂电阻感温元件PT100，感温元件所探测到的温度信号被转为很微小的电压信号，经过放大器放大后送入A/D转换器中得到一定精度的数字信号，再数字信号输入单片机内进行处理，判断出该对继电器发送通或断的控制信号。
继电器主要由一个三极管和一个电阻线圈构成，当线圈通电时，它产生的电磁力使电炉的开关吸合，以提升炉内的温度；当线圈断电时，电磁力消失，电炉的开关自动断开，以降低炉内的温度。
基于ARM和CPLD的温度控制器的设计
5 结束语
以嵌入式系统为研究方向，面向工业控制领域，以仪器仪表为应用对象，构建并开发基于ARM和CPLD的嵌入式工业控制器通用平台，完成基于ARM处理器的嵌入式工业控制器的具体设计。系统测试效果良好，性能稳定，达到预期的设计目标。基于ARM和CPLD的嵌入式工业控制器通用平台具有广阔的应用前景，可广泛用于工农业检测、智能控制等控制领域，为以后系统升级提供有益参考。
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2013 ~ 2014学年第2学期《数字式温度控制器的设计》课程设计报告题目数字式温度控制器的设计 ____________ 专业： 11 电气工程及其自动化_______________________ 班级： ____________ 2 _________________________ 姓名： ____________________________________________ 指导教师： _________________________________________电气工程学院2014年6月2日数字式温度控制仪摘要温度是工业生产和科学实验中的重要参数之一。
在化工、冶金、医药、航空等领域里，对温度的控制效果直接影响到许多产品的质量及使用寿命，因此，温度控制成为各个领域中的一项关键技术。
温度控制的关键在于测温和控温两方面，温度测量是温度控制的基础。
在温度测量方面，技术己经比较成熟，由于控制对象越来越复杂，而在温度控制方面，还存在着许多问题，人们还在寻找着更好的控制方法以提高控制性能，满足不同的控制要求。
随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术，本文将介绍一种基于单片机控制的恒温锅炉烧水控制系统。
本系统以AT89C51单片机为控制核心，采用闭环控制装置，可自动控制要求环境下的温度，使被控对象温度保持在恒定的范围内。
本系统温度信号由数字温度传感器DS18B2C采集，送AT89C51单片机进行处理，并通过数码管显示。
当温度低于或者高于设定值后，单片机将发出控制信号控制温度控制系统的通断电状态，以实现将温度稳定在目标温度至附近的要求。
关键词：单片机；闭环控制QS18B20;温度；数码管目录数字式温度控制仪 (2)摘要.................................................................. 2.. 第1章系统原理分析..................................................... 4. 1.1主要研究内容与技术指标. (4)1.1.1主要研究内容................................................... 4.1.1.2主要技术指标.................................................. 4.1.2总体设计方案........................................................ 4.1.2.1方案的提出..................................................... 4.1.2.2总体设计框图................................................... 4.1.3系统工作基本原理.................................................... 5.1.3.1................................................................................................................. PID 算法 5.1.3.2................................................................................................................. DS 18B20温度传感器工作原理. (5)第2章系统硬件设计...................................................... 6.2.1数码管显示模块...................................................... 6.2.2键盘输入模块....................................................... 6.2.3温度采集模块....................................................... 7.2.4温度控制模块....................................................... 7..2.5系统总电路图........................................................ 8. 第3章系统软件设计...................................................... 8.3.1主程序流程图 ...................................................... 8.3.2采样子程序流程图.................................................... 9.3.3 显示子程序流程图 (10)3-3 显示子程序 (11)3.4控制子程序流程图 (12)第4章系统总仿真图及其结果 (13)4.1数码管显示模块仿真 (13)4.2温度采集模块仿真 (13)结论 (14)参考文献 (14)第1章系统原理分析1.1主要研究内容与技术指标1.1.1主要研究内容熟悉和掌握单片机的结构和工作原理，了解以单片机为核心的电路设计的基本方法。
设计一个能够显示当前温度和目标温度的温度控制系统。
1.1.2主要技术指标1、通过温度传感器采集烧水炉中的当前温度值，并在LED数码管上显示出当前烧水炉内的温度值。
2、设定键盘给定，通过按键给定要控制的烧水炉中的目标温度，该设定值也可显示在LED数码管上，与测量值轮流显示。
3、设计控制电路，对烧水炉的通断电状态进行自动控制，采用通断控制电路，控制占空比。
实现PWM控制算法，使烧水炉中的温度稳定在设定值。
4、控制参数：温度测量范围为30—90度，测量精度为0.5度。
1.2总体设计方案1.2.1方案的提出考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20,此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。
同时本系统采用AT89C52作为温度控制系统主控单元。
AT89C52是一种带4 kB闪存可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS的8位微处理器。
指令系统和引脚与典型的MCS-51系列完全兼容，方便软件的编写。
系统整体电路包括：主控电路、键盘输入、数码管显示、控制输出、控制对象。
1.2.2总体设计框图温度控制电路设计总体设计方框图如图1-1所示，控制器采用单片机AT89C52，温度传感器采用DS18B20，用6位LED数码管实现测量温度显示与目标设定温度显示功能，用4X 3矩阵键盘对目标温度进行输入设定。
图1-1数字式温度控制仪总体设计框图1.3系统工作基本原理1.3.1 PID 算法在模拟控制系统中，控制器最常用的控制规律是 常用位置型PID 算法，经离散化后的算式为nU 同=彳㈤+返＜n) +讣㈤-i-i式中，U(n)为第n 个采样时刻控制器的输出量，e(n)第n 个采样时刻的偏差 值，错误！未找到引用源。
为比例系数，错误！未找到引用源。
为积分作用系数， 错误！未找到引用源。
为微分作用系数。
由于位置式算法每次输出与整个过去状 态有关，算式中用到过去偏差的累加值 错误！未找到引用源。
，容易产生较大 的累计误差。
而增量式中只需计算增量，算式中不需要累加，控制增量的确定 仅与几次偏差采样值有关，当存在计算误差或精度不足时，对控制量计算的影 响较小，且容易通过加权处理获得较好的控制效果。
由于计算机只输出控制增 量，所以误动作时影响较小，且必要时可用逻辑判断的方法去掉，对系统安全 运行有利。
1.3.2 DS18B20温度传感器工作原理DS18B20勺测温原理是这这样的,器件中低温度系数晶振的振荡频率受温度 的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1;高温度系数晶 振随温度变化其振荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输 入。
器件中还有一个计数门，当计数门打开时， DS18B20就对低温度系数振荡 器产生的时钟脉冲进行计数进而完成温度测量。
计数门的开启时间由高温度系数振PID 控制。
工业控制算法荡器来决定，每次测量前，首先将-55C所对应的一个基数分别置入减法计数器1、温度寄存器中，计数器1和温度寄存器被预置在- 55C所对应的一个基数值。
预置值减到0时，温度寄存器的值将加1,减法计数器1的预置将重新被装入，减法计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器计数到0时，停止温度寄存器的累加，此时温度寄存器中的数值就是所测温度值。
其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数器门仍未关闭就重复上述过程，直到温度寄存器值大致被测温度值。
第2章系统硬件设计2.1数码管显示模块本系统采用6个共阴极8段数码管对采集到的温度值以及键盘输入的目标值进行显示，接口电路如图2-1所示。
其中74LS373锁存器起到对输出数据所存的作用，74LS138则是将P22、P23 P24三个管脚输出数据进行译码转换为8位数据，控制数码管DPY端。
2.2键盘输入模块此模块采用10个按键，分别可以输入0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、这10个数值以满足通过键盘输入目标温度设定值的任务要求。
2.3温度采集模块温度采集模块采用DS18B20这款温度传感器2.4温度控制模块R1 (4.7k U1 VCC DQ GND • *DS18B2P 10k PNP LI ''230V RTE24035F温度控制模块由继电器控制电源对烧水炉中加热部件通断电的控制2.5系统总电路图第3章系统软件设计硬件是控制系统的物质基础，是软件赖以生存的空间和场所；同时软件是硬 件的灵魂，其逻辑关系是否正确关系到整个系统是否正常工作。
软件的编写一般分为两步。
第一步：根据系统的要求与既定方案来设计控制 流程图，这样会使程序的编写更具方向性与目的性。
第二步：参照流程图编写相 应的程序。
下面简单的介绍下该系统的流程图。
3.1主程序流程图系统的主程序包括系统的初始化子程序、米样子程序、显示子程序、控制字 程序等。
主程序流程图如图3-1所示rEDSCAISiHMM IT曲54 rz.vnFZ^ikCiPZ.iAkQ-"册.0 FJLVTWP nanrcSJHTinaTTDmmn ?inr 2LF-■ - r —C - ■ 0 " i —O ■ - Q —t Sl>3 ■ •血P0DKM9PELVAI1TT~~W M is vu*图3-1数码管显示模块3.2采样子程序流程图这是该控制系统软件比较核心的一个子程序。