温度控制系统 ppt
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《温度控制PI》课件
《温度控制PI》PPT课件
温度控制PI是一个关键的主题，本PPT课件将探讨温度控制的定义、应用场 景以及PI控制和温度控制PI的具体内容。
什么是温度控制
1 定义
温度控制是一种通过调节系统内的温度来维 持或达到特定温度的过程。
2 应用场景
温度控制在各个行业中都有广泛的应用，例 如制造业、医疗设备和食品加工等。
PI控制
1 概述
P制。
2 PI参数
PI控制的两个关键参数是比例增益和积分时间，它们的选择对控制性能至关重要。
3 PI控制器原理
PI控制器基于误差信号的比例和积分部分，通过对输出信号的调整来稳定系统。
温度控制PI
1
温度控制流程分析
了解温度控制的整个流程，包括测量、反馈和控制。
2
PI控制在温度控制中的应用
探讨PI控制在温度控制中的优势和适用性。
3
温度控制PI系统设计实例
通过实例演示如何设计一个有效的温度控制PI系统。
总结
温度控制PI的优势
温度控制PI具有高精度、稳定性和可靠性的优势， 能够满足各种需求。
发展趋势
随着科技的进步，温度控制PI将继续发展，并在 更多领域得到应用。
4-1 冷却水温度控制系统
R12 R6 + W2 ( R8 + W2 ) R4 R5C2 S U5 = ⋅ [ + 1]U B R9 R4 R8 ( R6 + W1 )( R2C2 S + 1)
若R5>>R2，则：
dU B U 5 = K (U B + Td ⋅ ) dt
K =
R12 ( R6 + W1 ) R9 R4
——比例放大倍数 （ 由 W1 调比例带 ） 比例放大倍数（ 调比例带） 比例放大倍数
MR— MR—Ⅱ型电动 冷却水温度控制 原理图
减少输出继电器断续通电， 断续闭合→ 若 t>tr→ 减少输出继电器断续通电 ， SW1 断续闭合 → 伺服 电机M逆时针断续转动→关小旁通阀，开大冷却水阀（ 电机M逆时针断续转动→关小旁通阀，开大冷却水阀（两个 互成90 的平板阀） 水温↓ 互成900的平板阀）→水温↓ 减少） 增加） SW1（ 减少 ） 或 SW2（ 增加 ） 继电器中串联了一个由限 位开关和过载保护继电器控制的开关Sr 电流过大， 位开关和过载保护继电器控制的开关 Sr3。 若 M 电流过大 ， 过载保护继电器动作→ 断电→ 均断电→ 电机M 过载保护继电器动作 → Sr2 断电 → SW1 和 SW2 均断电 → 电机 M 断电 当M带动三通调节阀走到极限位置时→限位开 带动三通调节阀走到极限位置时→ 关断开→ 均断电， 断电（ 关断开→SW1和SW2均断电，M断电（防止平板阀卡在极限位 置或起动过载） 置或起动过载）
第四章 自动控制系统
MR— §4-1 MR—Ⅱ型电动冷却水温度控制系统
属需外加电源的间接作用基地式仪表，能实现PD控制规律 属需外加电源的间接作用基地式仪表，能实现PD控制规律 PD 组成及工作过程 测量元件 热敏电阻T802（ 插于进口管中 ， 电阻值随水温作线性变 插于进口管中， 热敏电阻 T 化）。 测量信号→ 测量信号→分压器分配后变成电压信号 偏差e 定位器调定给定值电压信号 →偏差e，经 PD作用→连续信号→ PD作用→连续信号→经脉冲宽度调制器变成脉冲信号 作用
温度控制系统
器
电信号Βιβλιοθήκη 非电信号二次仪表可处理信号
显示调节仪表
电信号
显 示 滤波、放大、 调 非线性校正 节 仪 表
温度
电压
流量
位移
在自动化控制系统中，二次仪表经常处于核心地位，因此对其进行认 真比较和精心选择，在安全上是必须的，在经济上是划算的。
执行器部分
为了能够对工业对象的参数进行自动控制(或报警)，就必须由中间继电器、 可控硅、电磁阀等执行器执行对负载的调控。 执行器一般都工作于高电压、大电流、多动作的恶劣工作条件下，因此， 正确选择产品和降额使用是理所当然和十分经济的。
值时作出报警动作，而无论是上限、上上限、下限、下下限报警。 默认
的报警动作是报警输出继电器的常开触点闭合。
4.安装与接线
5.仪表面板布置和功能
6.使用指南
① 使用软件锁 ② 设置“控制”值 ③ 设置“误差修正”值 ④ 设置“报警”值 ⑤ 自整定功能 ⑥ 比例偏置功能 ⑦ 仪表若显示“ HH”，请检查传感器是否断线或输入超过了量程上
8.3 温度控制器的调节原理
8.3.1 二位式调节原理
二位式调节又称通断式控制，其工作原理是将测量值与设定值相比较，差值经 放大处理后，对执行器进行开（通）或关（断）的控制，主要由温度传感器、 温度控制器、执行器和电阻丝组成。
滞后时间：由于电炉炉体为保 温隔热材料制成的密闭箱体， 刚开始加热时，有一段时间炉 体温度基本保持不变，这一段 时间称之为滞后时间，其大小 通常取决于炉体结构，尤其是 炉体体积。
2.型号编制说明 例8-3 试说明型号为WG-5412温度控制器的主要性能。
解：（1）该仪表是智能型双三位显示调节仪； （2）调节方式为二位PID调节； （3）报警为上限报警； （4）输入信号采用热电阻温度传感器； （5）输出信号为继电器触点输出。
温度控制系统的发展概况
时滞温度控制系统是一个具有重要应用价值的系统，其运行过程中存在明显 的滞后效应。滞后效应的产生主要是由于物质传输、热量传递和系统自身动力等 方面的原因，使得控制系统对温度变化的响应变得迟缓。为了有效提高时滞温度 控制系统的性能，研究者们不断探索新的控制方法。
随着科学技术的不断发展，时滞温度控制系统的研究已经取得了一定的成果。 然而，现有的控制方法仍然存在诸多不足，如控制精度不高、稳定性差、不能有 效处理时滞等问题。因此，探索更为有效的控制方法显得尤为重要。
本次演示对时滞温度控制系统控制方法的研究进行了综述，总结了现有方法 的优缺点，并针对存在的问题提出了一种新的自适应控制方法。通过实验设计和 仿真技术验证了该方法的有效性。未来的研究方向可以包括探索更加智能和适应 复杂环境变化的
控制算法，为实际工业应用提供更加可靠和精准的温度控制方案。
感谢观看
总之，温度控制系统的发展概况表明，随着技术的不断进步和创新，温度控 制系统的应用领域越来越广泛，其基本构成更加完善，发展前景广阔。相信未来 温度控制系统会朝着更加智能化、网络化、高精度和高效率的方向迈进，为推动 现代工业和科技的发展做出更大的贡献。
参考内容
随着科技的不断发展，智能化成为各行各业的主要趋势。温度控制作为日常 生活和工业生产中的重要环节，如何实现智能化以提高效率、节约能源以及提高 生产质量，已成为业界的焦点。本次演示将介绍一种智能温度控制系统，包括其 设计、应用及未来发展前景。
此外，温度控制系统在建筑、食品、医药等各个行业中也有着广泛的应用。 例如，在建筑行业中，温度控制系统能够保证室内恒温，提高居住舒适度；在食 品行业中，温度控制系统能够实现对食品的恒温干燥，保证食品的口感和营养价 值；在医药行业
中，温度控制系统能够确保药品生产过程中的温度稳定，提高药品的质量和 安全性。
智能型电冰箱温度控制系统 ppt课件
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精品资料
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设计的总体设计框图
外围电路的设计师保证电冰箱核心芯片
AT89C51单片机正常稳定工作的保证，设计
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
本电冰箱电控系统的主要功能
1.设置三个温度测量点。 数量范围-26°C至+ 26°C，精度±0.5°C;； 2.蒸发器、冷冻室和冷藏室温度设定等都是由功能按键分别调控； 3.利用液晶显示冷冻室、冷藏室温度，冰箱门报警倒计时； 4.当冷冻压缩机停止3分钟时，它会再次自动启动。 5.冷冻机具有自动除霜功能，当霜厚达到3毫米时会自动解压。 6.当冰箱门未关闭延时超过2分钟自动报警； 工作电压180至240 V，当过电压或者欠电压，按键失灵，仿真电路中所 有原件停止运行
锅炉蒸汽温度控制系统优秀课件.ppt
(4) 受热面结渣
再热器受热面结渣或积灰，吸热量减少，再热汽 温降低。
炉膛水冷壁结渣，水冷壁吸热量减少，导致炉膛 出口烟温上升，再热器吸热增加，再热汽温提高。
锅炉蒸汽温度控制系统优秀课件 8
第五章 锅炉蒸汽温度控制系统
(5) 过热蒸汽温度和压力
过热蒸汽温度变化会引起高压缸排汽变化。过热汽 温降低，高压缸排汽温度降低；在再热器吸热量不变的 条件下，因再热器进口温度降低，导致再热器出口温度 降低。
锅炉蒸汽温度控制系统优秀课件 10
第五章 锅炉蒸汽温度控制系统
有延迟，有惯性， 有自平衡能力。
图5-1 蒸汽量变化与对流过热器及辐射过热 器出口汽温变化的静态特性
图5-2 蒸汽量变化对过热器汽 温的影响
实际生产中，通常把两种过热器结合使用，还增 设屏式过热器，且对流方式下吸收的热量比辐射方式 下吸收的热量要多，因此综合而言，过热器出口汽温 是随流量D的增加而升高的。动态特性如图5-2所示。
锅炉蒸汽温度控制系统优秀课件 4
第五章 锅炉蒸汽温度控制系统
(2) 给水温度与汽温的关系
提高给水温度，将使过热汽温下降，这是因为产生 每千克蒸汽需要的燃料量减少了，流经过热器的烟气量 也减少了。也可以这样认为：提高给水温度后，在相同 的燃料量下，锅炉的蒸发量增加了，故过热气温将下降。 因此，是否投入高加将使给水温度相差很大，这对过热 气温有明显影响。
锅炉蒸汽温度控制系统优秀课件 7
第五章 锅炉蒸汽温度控制系统
(3) 炉膛火焰中心
炉膛火焰中心的高度对再热汽温有相当显著的影 响，是调节再热汽温的主要手段。当火焰中心抬高时， 炉膛出口温度上升，以对流受热面为主的再热器其进 口烟温升高，吸热量增加，再热汽温提高；反之，再 热器吸热量减少，再热汽温降低。
再热器受热面结渣或积灰，吸热量减少，再热汽 温降低。
炉膛水冷壁结渣，水冷壁吸热量减少，导致炉膛 出口烟温上升，再热器吸热增加，再热汽温提高。
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第五章 锅炉蒸汽温度控制系统
(5) 过热蒸汽温度和压力
过热蒸汽温度变化会引起高压缸排汽变化。过热汽 温降低，高压缸排汽温度降低；在再热器吸热量不变的 条件下，因再热器进口温度降低，导致再热器出口温度 降低。
锅炉蒸汽温度控制系统优秀课件 10
第五章 锅炉蒸汽温度控制系统
有延迟，有惯性， 有自平衡能力。
图5-1 蒸汽量变化与对流过热器及辐射过热 器出口汽温变化的静态特性
图5-2 蒸汽量变化对过热器汽 温的影响
实际生产中，通常把两种过热器结合使用，还增 设屏式过热器，且对流方式下吸收的热量比辐射方式 下吸收的热量要多，因此综合而言，过热器出口汽温 是随流量D的增加而升高的。动态特性如图5-2所示。
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第五章 锅炉蒸汽温度控制系统
(2) 给水温度与汽温的关系
提高给水温度，将使过热汽温下降，这是因为产生 每千克蒸汽需要的燃料量减少了，流经过热器的烟气量 也减少了。也可以这样认为：提高给水温度后，在相同 的燃料量下，锅炉的蒸发量增加了，故过热气温将下降。 因此，是否投入高加将使给水温度相差很大，这对过热 气温有明显影响。
锅炉蒸汽温度控制系统优秀课件 7
第五章 锅炉蒸汽温度控制系统
(3) 炉膛火焰中心
炉膛火焰中心的高度对再热汽温有相当显著的影 响，是调节再热汽温的主要手段。当火焰中心抬高时， 炉膛出口温度上升，以对流受热面为主的再热器其进 口烟温升高，吸热量增加，再热汽温提高；反之，再 热器吸热量减少，再热汽温降低。
热工控制系统第八章 汽温控制系统PPT课件
输出对输入x1的传递函数：
W X 1 S x y 1 1 S S 1 W T 1 S W W T 1 T S 2 W S T W 2 D S 1 W S D W 1 D S 2 W S D 2 W m S 1 S W Z S
(8-2) (8-3)
对于一个定值系统，扰动造成的影响应该越小越好，而定值部分应尽量保持恒定，因
1 WB 1
W0(s)
θ2
γθ2
上图中对应的主回路广义调节器的传递函数为：
W T2
sW 2B
1
2
1T1isTds
则主回路广义调节器的等效比例带为：
2
2 1 1 2
此时主回路广义调节器中各参数可以通过试验得到的等效被
控对象W0(s)的输出端过热汽温θ2在减温水量WB扰动下的阶跃响 应曲线，按单回路控制系统整定方法进行计算：(P175表6-6)
（8-5）
则有：
W b 2SK zK T 2K fK 2 1 K T 2K fK 2K m 2K z
T 2 1 K T 2K fK 2K m 2K z S 1
令： K b 2 1 K K T z2 K K T 2 fK K 2 fK K m 2 2K z,T b 2 1 K T 2K T f2 K 2K m 2K z
Iθ 2 -
I 2 1 1
内回路
γθ2
W2(s) θ2
主回路原理方框图 如果主调节器为PID调节器，其传递函数为：
WT2
s
1
2
1T1is
Tds
忽略导前区的惯性和迟延，则简化后导前区传递函数为：
W1
s
1
WB
1
1
此时主回路原理方框图可以简化为：
W X 1 S x y 1 1 S S 1 W T 1 S W W T 1 T S 2 W S T W 2 D S 1 W S D W 1 D S 2 W S D 2 W m S 1 S W Z S
(8-2) (8-3)
对于一个定值系统，扰动造成的影响应该越小越好，而定值部分应尽量保持恒定，因
1 WB 1
W0(s)
θ2
γθ2
上图中对应的主回路广义调节器的传递函数为：
W T2
sW 2B
1
2
1T1isTds
则主回路广义调节器的等效比例带为：
2
2 1 1 2
此时主回路广义调节器中各参数可以通过试验得到的等效被
控对象W0(s)的输出端过热汽温θ2在减温水量WB扰动下的阶跃响 应曲线，按单回路控制系统整定方法进行计算：(P175表6-6)
（8-5）
则有：
W b 2SK zK T 2K fK 2 1 K T 2K fK 2K m 2K z
T 2 1 K T 2K fK 2K m 2K z S 1
令： K b 2 1 K K T z2 K K T 2 fK K 2 fK K m 2 2K z,T b 2 1 K T 2K T f2 K 2K m 2K z
Iθ 2 -
I 2 1 1
内回路
γθ2
W2(s) θ2
主回路原理方框图 如果主调节器为PID调节器，其传递函数为：
WT2
s
1
2
1T1is
Tds
忽略导前区的惯性和迟延，则简化后导前区传递函数为：
W1
s
1
WB
1
1
此时主回路原理方框图可以简化为：
温度控制系统
j =0 n
其中： 调节器第n 次采样输出值； 其中：u (n) ：调节器第 次采样输出值；
e(n) ：第 n 次采样的偏差值； 次采样的偏差值；
e(n − 1) ：第 (n-1)次采样的偏差值； 次采样的偏差值； 次采样的偏差值
PLC 09 3
K p :比例系数； 比例系数； 比例系数 Ts K i = K p ：积分系数；（教材式 7- 2 有误） 积分系数；（ ；（教材式 有误） Ti Td K d = K p ：微分系数。 微分系数。 Ts
1 u (t ) = K p [e(t ) + Ti de(t ) ∫0 e(t )dt + Td dt ]
t
2
PLC 09
PID算法的传递函数 算法的传递函数
G ( s) =
U ( s) 1 = K p [1 + + Td s ] E ( s) Ti s
2．数字PID控制算法 ．数字 控制算法
位置式算法: 位置式算法 设采样周期为T 离散化连续PID算法 设采样周期为 s，离散化连续 算法 求和代替积分，差分代替微分） （求和代替积分，差分代替微分） Ts n Td u (n) = K p {e(n) + ∑ e( j ) + [e(n) − e( n − 1)]} Ti j = 0 Ts = K p e(n) + K i ∑ e( j ) + K d ∆e(n)
0.8 y (kT − T ) + 0.2 y (kT )
表明： 表明：在滤波结果中起主要作用的是 y(kT−T)
是前一时刻的滤波值而不是当前时刻的采样值。 前一时刻的滤波值而不是当前时刻的采样值。 而不是当前时刻的采样值
y 例如： 相差1倍 例如： (kT − T ) = 0.5, y ( kT ) = 1, 相差 倍; y (kT ) = 0.8 y (kT − T ) + 0.2 y (kT ) = 0.6
其中： 调节器第n 次采样输出值； 其中：u (n) ：调节器第 次采样输出值；
e(n) ：第 n 次采样的偏差值； 次采样的偏差值；
e(n − 1) ：第 (n-1)次采样的偏差值； 次采样的偏差值； 次采样的偏差值
PLC 09 3
K p :比例系数； 比例系数； 比例系数 Ts K i = K p ：积分系数；（教材式 7- 2 有误） 积分系数；（ ；（教材式 有误） Ti Td K d = K p ：微分系数。 微分系数。 Ts
1 u (t ) = K p [e(t ) + Ti de(t ) ∫0 e(t )dt + Td dt ]
t
2
PLC 09
PID算法的传递函数 算法的传递函数
G ( s) =
U ( s) 1 = K p [1 + + Td s ] E ( s) Ti s
2．数字PID控制算法 ．数字 控制算法
位置式算法: 位置式算法 设采样周期为T 离散化连续PID算法 设采样周期为 s，离散化连续 算法 求和代替积分，差分代替微分） （求和代替积分，差分代替微分） Ts n Td u (n) = K p {e(n) + ∑ e( j ) + [e(n) − e( n − 1)]} Ti j = 0 Ts = K p e(n) + K i ∑ e( j ) + K d ∆e(n)
0.8 y (kT − T ) + 0.2 y (kT )
表明： 表明：在滤波结果中起主要作用的是 y(kT−T)
是前一时刻的滤波值而不是当前时刻的采样值。 前一时刻的滤波值而不是当前时刻的采样值。 而不是当前时刻的采样值
y 例如： 相差1倍 例如： (kT − T ) = 0.5, y ( kT ) = 1, 相差 倍; y (kT ) = 0.8 y (kT − T ) + 0.2 y (kT ) = 0.6
基于单片机的水温控制系统设计答辩ppt
姓 名:
导师:
专 业 :电气工程及其自动化
CONTENTS
01 选题背景与意义
background and significance of Topic selection
02 研究过程及方法
Research process and methods
03 研究成果
Research results
04 论文归纳与小结
Summary of Papers and Acknowledgements
论文概述
本文主要是设计一种水龙头水温控制系统，该 系统主要由水温设置模块、水阀控制模块、温度采 集模块等组成，利用温度设置模块输入温度，用单 片机对温度进行数据采集与设定的温度数据进行对 比判断，再用四相步进电机实现对冷、热水进水量 的控制，重复进行以上步骤，使温度不断逼近输入 温度。
3. 温控步进电机： 根据温度差值的正负来 控制步进电机的转向， 从而控制冷水和热水的 流量。
4. 液晶显示：将部分 数据显示在LCD屏上， 包括温度数据和输入的 温度设定值。
5. 键盘输入：通过 键盘输入模块获取用 户输入的温度设定值。
总结来说，该水龙头水温控制系统的硬件部分包括温度 采集模块、键盘输入模块、水阀控制模块和液晶显示模块， 核心为单片机芯片。软件部分包括主模块程序、温度数据采 集、温控步进电机、液晶显示和键盘输入等模块。然而，该 系统目前还存在一些问题，需要进一步完善和调试。
01
background and significance of Topic selection
水龙头在人们生活中起到调节水流大小的作用，但现代人们对水龙 头的需求已不仅限于调节水流，更多关注外观、耐用性和水温控制等方 面。随着科技的发展，信息技术、计算机技术和电子技术的应用也进一 步改善了水温控制的需求。水温的控制在工业、农业生产中具有重要作 用，过高或过低的水温会造成资源浪费和损失。此外，水温的变化也会 影响人们的心情和生活体验。因此，将水龙头与科技技术相结合，实现 水温控制系统，能够提高生活质量和有效利用水资源。在设计水温控制 系统时，安全性是重要考虑因素之一。温度传感器需要与水接触，因此 必须具备防水功能，以确保水温数据的准确性和使用安全。温度控制和 流量控制是构成水温控制系统的关键，温度控制调节水温，流量控制控 制冷热水的进水量，以实现最终从水龙头流出的水温符合需求。
《控制系统框图》课件
详细描述
总结词
掌握绘制框图的正确方法是学习控制系统框图的关键。
详细描述
在绘制控制系统框图时，需要遵循一定的规则和步骤。首先，确定系统中的各个组成部分，并为其分配相应的方框。然后，根据各部分之间的相互关系，使用箭头将它们连接起来，箭头方向表示信号或信息的流向。为了使框图更加清晰易懂，可以使用不同的符号或标记来表示不同类型的框图元素。
《控制系统框图》ppt课件
目录
控制系统概述控制系统框图基础控制系统框图的实例分析控制系统框图的优化与改进控制系统框图的应用与发展
01
CHAPTER
控制系统概述
03
控制系统的性能指标包括稳定性、快速性、准确性和鲁棒性等。
01
控制系统是由控制器和被控对象组成的，通过改变被控对象的输入信号，使得被控对象的输出信号达到期望的输出值。
03
CHAPTER
控制系统框图的实例分析
总结词
描述了温度控制系统的组成和工作原理，包括温度传感器、控制器、加热器和冷却器等部件。
详细描述
温度控制系统框图包括温度传感器、控制器、加热器和冷却器等部件。温度传感器负责检测当前温度，并将信号传输给控制器。控制器根据设定温度与实际温度的差值，输出控制信号给加热器或冷却器，以调节温度。
交通管理
通过控制系统框图，实现农业设备的自动化控制，提高农业生产效率。
农业自动化
A
B
C
D
THANKS
感谢您的观看。
总结词
学会解读和分析框图是学习控制系统框图的重要目标。
要点一
要点二
详细描述
在掌握绘制方法的基础上，学会解读和分析控制系统框图是至关重要的。通过解读框图，可以了解系统的整体结构和各部分的功能，分析系统的工作原理和控制逻辑。同时，还可以通过分析框图来评估系统的性能、稳定性以及可能存在的问题。在分析过程中，需要运用相关的控制理论知识，如开环与闭环控制、稳定性分析等。
总结词
掌握绘制框图的正确方法是学习控制系统框图的关键。
详细描述
在绘制控制系统框图时，需要遵循一定的规则和步骤。首先，确定系统中的各个组成部分，并为其分配相应的方框。然后，根据各部分之间的相互关系，使用箭头将它们连接起来，箭头方向表示信号或信息的流向。为了使框图更加清晰易懂，可以使用不同的符号或标记来表示不同类型的框图元素。
《控制系统框图》ppt课件
目录
控制系统概述控制系统框图基础控制系统框图的实例分析控制系统框图的优化与改进控制系统框图的应用与发展
01
CHAPTER
控制系统概述
03
控制系统的性能指标包括稳定性、快速性、准确性和鲁棒性等。
01
控制系统是由控制器和被控对象组成的，通过改变被控对象的输入信号，使得被控对象的输出信号达到期望的输出值。
03
CHAPTER
控制系统框图的实例分析
总结词
描述了温度控制系统的组成和工作原理，包括温度传感器、控制器、加热器和冷却器等部件。
详细描述
温度控制系统框图包括温度传感器、控制器、加热器和冷却器等部件。温度传感器负责检测当前温度，并将信号传输给控制器。控制器根据设定温度与实际温度的差值，输出控制信号给加热器或冷却器，以调节温度。
交通管理
通过控制系统框图，实现农业设备的自动化控制，提高农业生产效率。
农业自动化
A
B
C
D
THANKS
感谢您的观看。
总结词
学会解读和分析框图是学习控制系统框图的重要目标。
要点一
要点二
详细描述
在掌握绘制方法的基础上，学会解读和分析控制系统框图是至关重要的。通过解读框图，可以了解系统的整体结构和各部分的功能，分析系统的工作原理和控制逻辑。同时，还可以通过分析框图来评估系统的性能、稳定性以及可能存在的问题。在分析过程中，需要运用相关的控制理论知识，如开环与闭环控制、稳定性分析等。
温度控制系统的PLC控制 PPT课件
3 V3 C p3
T3
4 V4
C p4
T4
联立以上各式得
P t u 2 h (Tt T ) A Ts4 Ah
1 V1 C p1
T1
2
V2
C p2
T2
3
V3
C p3
T3
4
V4
C p4
T4
可编辑
9
控制的实现
PWM控制原理：冲量相等而形状不同的 窄脉冲加在具有惯性环节上时，其效果 是相同的。
基于PLC的温度控制系统
李因鹏 2003.12.12
可编辑
1
过程控制简介 温度控制系统的工作原理 控制的实现 Profibus网的搭建 目前的进展及工作展望
可编辑
2
一.过程控制简介
过程控制
被控量是压力、温度、流量、液位、成分等
过程控制的发展
温度控制系统的特点
可编辑
3
手工控制阶段(40年代以前）：
由物理层（RS232/422/485等协议)、数据链 路层(轮询/令牌等介质访问方式）和应用层组 成。
可编辑
17
现场总线集成了控制技术、计算机技术与通信 技术，具有以下几项技术特征：
现场设备彼此通过传输介质以总线拓扑相连；
网络数据通信数据传输速率高，实时性好；
分散的功能模块，便于系统维护、管理与扩展， 提高可靠性；
输入通道：SM321 2×12bit 0~2.5V ->0~27648
输出通道：SM322 2×12bit
固态继电器:
控制电压：3～32VDC，输出电压：220VAC
温度传感器:
非接触式：测温速度快，可测高温，易受干扰 接触式：简单可靠，精度高，不能测高温，有滞后 热电偶/热电阻 WZP型Pt100温度传感器
温控器开关的原理PPT课件
fullsafeksd1系列温度保护器选型图表a1a2a3a4四脚壳体手动复位壳体常规壳体无安装支架小型活动安装支架活动安装支架固定安装支架c1c2c3fullsafeksd1系列产品是一种用双金属片作为感温组件的温控器电器正常工作时双金属片处于自由状态触点处于闭合断开状态当温度达到动作温度时双金属片受热产生内应力而迅速动作打开闭合触点切断接通电路从而起到控温作用
• 广泛应用于：饮水机、热水器、三明治烤面包机、洗碗机、干燥机、消毒柜 、微波炉、电热咖啡壶、电煮锅、冰箱、空调、过胶机、办公设备、汽车座 位加热器等电热器具。
• 产品主要用途
• 本温控器是小型温度控制器，其工作温度性能固定，不需调整、干脆、动作 可靠、不拉弧、使用寿命长、无线电干扰少。 本温控器是小型温度控制和过 热保护；如消毒碗柜、电热开水瓶、咖啡壶、电子瓦撑、暖水袋、饮水机、 电吹风、吸尘器、电取暖炉、微波炉、电熨斗、干衣机、电机等电器。
• 电子式分为：电阻式温控器和热电偶式温控器。
3.温控器工作原理
• 蒸气压力式
• 波纹管的动作作用于弹簧，弹簧的弹力是由控制板上的旋钮所控制的，毛细管放在空调机的室内吸 入空气的风口处，对室内循环回风的温度起反应。当室温上升至调定的温度时，毛细管和波纹管中 的感温剂气体膨胀，使波纹管伸长并克服弹簧的弹力把开关触点接通，此时压缩机运转，系统制冷 ，直到室温又降至设定的温度时，感温包气体收缩，波纹管收缩与弹簧一起动作，将开关置于断开 位置，使压缩机的电动机电路切断。以此反复动作，从而达到控制房间温度的目的。
A-4
5.壳体结构（B）
四脚壳体
手动复位壳体
常规壳体
6.面盖及安装支架（A）
无安装支架
小型活动安装支 架
活动安装支架
• 广泛应用于：饮水机、热水器、三明治烤面包机、洗碗机、干燥机、消毒柜 、微波炉、电热咖啡壶、电煮锅、冰箱、空调、过胶机、办公设备、汽车座 位加热器等电热器具。
• 产品主要用途
• 本温控器是小型温度控制器，其工作温度性能固定，不需调整、干脆、动作 可靠、不拉弧、使用寿命长、无线电干扰少。 本温控器是小型温度控制和过 热保护；如消毒碗柜、电热开水瓶、咖啡壶、电子瓦撑、暖水袋、饮水机、 电吹风、吸尘器、电取暖炉、微波炉、电熨斗、干衣机、电机等电器。
• 电子式分为：电阻式温控器和热电偶式温控器。
3.温控器工作原理
• 蒸气压力式
• 波纹管的动作作用于弹簧，弹簧的弹力是由控制板上的旋钮所控制的，毛细管放在空调机的室内吸 入空气的风口处，对室内循环回风的温度起反应。当室温上升至调定的温度时，毛细管和波纹管中 的感温剂气体膨胀，使波纹管伸长并克服弹簧的弹力把开关触点接通，此时压缩机运转，系统制冷 ，直到室温又降至设定的温度时，感温包气体收缩，波纹管收缩与弹簧一起动作，将开关置于断开 位置，使压缩机的电动机电路切断。以此反复动作，从而达到控制房间温度的目的。
A-4
5.壳体结构（B）
四脚壳体
手动复位壳体
常规壳体
6.面盖及安装支架（A）
无安装支架
小型活动安装支 架
活动安装支架
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4
➢研究内容
本次设计控制对象是1L水的温度，主要要求如下： （1）能够连续测量水的温度值，用LCD1602显示水的实 际温度。 （2）能够设定水的温度值，设定范围是30℃～90℃。 （3）能够实现水温的自动控制，如果设定水温为85℃， 则能使水温保持恒定在85℃的温度下运行。 （4）用DS18B20做温度传感器，用单片机AT89C52和 PID算法控制电加热器，通过矩阵键盘的输入来控制水温 的设定值，数值采用LCD1602显示。
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21
➢小插曲
6．模块的综合，以前变成的时候都是写小程序，这次 我把这些小模块加在了一起，中间出现了许多的小问题， 使得编译通过不了。总能马上解决的那种。 7.MOC3051和BTA08的电路图我开始不会接，不懂原 理后来问了公司的一个经验比较老道的大哥。弄清原理 后，然后我就按照MOC3051的经典案例接了硬件电路。 最后却忽略了焊锡能通过的最大电流问题。用焊锡部分 用比较粗的导线代替。
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23
敬请老师批评指正
谢谢！
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24
根据W_pid的值求出加热的 PID功率求出PWM的占空比
PID算法结束
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按键程序
开始
对阵键盘的对应的 表格赋值，方便后
面查表
P0=oxf0 行为低4 位 列为高4位
判断P0是否等于oxf0 N
延时500us
判断P0是否等于oxf0 N
通过~(P0|ox0f)的 值得到是哪一列有
按键按下
P0=ox0f
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5
➢研究方案
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6
USB供电
➢电路设计
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7
晶振和复位电路
➢电路设计
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8
程序下载电路
➢电路设计
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9
报警电路
➢电路设计
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10
显示电路
➢电路设计
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11
矩阵键盘
➢电路设计
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12
温度传感器电路
➢电路设计
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13
负载驱动电路
➢电路设计
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14
主程序
注释
在输入没有完成的时候是不会 调用PID算法的， 这个时候的 加热目标值还是上一次的输入 值。 如果输入长时间没有完 成系统是无法正常工作的
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22
➢总结
同时本设计还存在着一些不足，例如：系统的硬件设计 方面有待完善，可以增加各种保护功能和故障检测功能。 还有可以用12864显示温度曲线，或者用电脑和单片机 描出图形，使得PID参数更好的调节。 通过本次毕业设计我感受很深，从中学到了很多东西。 通过本次实践，不但培养了我们独立思考问题的能力， 同时也增强了我的动手能力，为以后步入工作岗位奠定 了基础。
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19
➢小插曲
3.以前我用单片机烧写程序的时候都是用M8下载器，这次我是用 的串口烧写，需要的条件是USB转串口驱动，和一个STC-ISP软 件，注意要调节好对应的USB口。 4.在实习的时候我看了公司的不少程序蛮有感触的，我发现他对 变量的命名很好让人看到这个变量知道这个变量的作用，方法是 下划线和大小写。还有一个是扫描程序，用定时器让一个变量自 加，就等于到了某个时间单片机会去检查某个部位，本来我是打 算用中断写这些程序的。本次毕业设计我就用上了这些学到的东 西。初次用比较生疏。
通过~(P0|oxf0)的 值知道是哪一行有
按键按下
P0=ox0f N
判断P0是否等于ox0f即判断按键是否松开 Y
返回按键
结束
Y Y 返回值为字符X
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➢软件设计
17
➢软件设计
软件设计还有许多的小程序和一些小技巧 比如初始化程序，DS18B20的时序电路， 如何命名变量，如何程序模块化等，就在 此略过。
基于PID算法和51单片机的温 度控制系统设计
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1
目录
研究意义 研究背景 研究内容 研究方法 硬件电路 软件设计 小插 曲 结论
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2
➢研究意义
温度是生活及生产中最基本的物理量，它表征的 是物体的冷热程度。自然界中任何物理、化学过程 都紧密的与温度相联系。在很多生产过程中，温度 的测量和控制都直接和安全生产、提高生产效率、 保证产品质量、节约能源等重大技术指标相联系。 因此，温度的测量与控制在国民经济各个领域中均 受到了相当程度的重视。
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20
➢小插曲
5.矩阵键盘这块焊接的时候倒是发了我不少时间， 以前都是看着的以为自己会。这次我真正的感受到 动手和不动手的区别。矩阵键盘的程序也让我纠结 了点时间。这里有个思维过程。首先我确定了我的 这个电路是有按键按下是高电平的IO口会被拉低， 比如说11110000会变成1011000，让P0口和 00001111继续位或运算在按位取反，就可以得到是 第二列有按键按下，在赋值00001111就可以等到行 就能确定是哪个按键按下。这里要理清硬件电路的 关系才能编程。
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18
➢小插曲
1.困惑与PID三个参数的调节，本来我是想从纯理 论的方面去思索这个问题的后面与老师交谈了下 才知道PID的参数调节是与实际环境相关的。 2.鬼影，LCD1602出现鬼影。本来我并不知道这 个是鬼影，在网上搜索也就不知道检索什么关键 词。后面请教了公司的一个毕业不久的学长得知 是鬼影，解决方法是在VDD端和地之间串联个 10K的电位器，发现鬼影可调。
停止加热
Y
开始 温度大于目标温度
➢软件设计
最大功率加热
Y
温度是否相差2℃
计算离目标温度还差多少功 率er[2]
积分W_i[1]=Ki*er[2]
W_pid=Kp*er[2]+W_i[1]+W_i[0]+ Kd*(er[0]-2*er[1]+er[2])
er[0]=er[1] er[1]=er[2] W_i[0]=W_i[0]+W_i[1]
ห้องสมุดไป่ตู้
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3
➢研究背景
近年来，温度的检测在理论上发展比较成熟，但 在实际测量和控制中，如何保证快速实时地对温 度进行采样，确保数据的正确传输，并能对所测 温度场进行较精确的控制，仍然是目前需要解决 的问题 。 从工业控制器的发展过程来看，温度控制技术大 致可分以下几种：定值开关温控法、PID线性温 控法、智能温控法。
停止计时
Y
扫描是否有按键按下
Y
读出按键值并存储 N
在LCD1602中显示 按键输入值
按键输入是否完整
Y
调用PID算法
N 给PWM波的高电平 的占空比赋值
开始计时
开始
开机初始化 T是否等于0.1秒
N T是否等于0.2秒
停止计时
读取DS18b20的温 度数据送LCD显示
T=0
开始计时
➢软件设计
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15
PID算法