温度自动控制系统设计
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。
PLC温室温度控制系统设计方案
PLC温室温度控制系统设计方案嘿，大家好！今天咱们就来聊聊如何打造一套高效、稳定的PLC 温室温度控制系统。
这个方案可是融合了我10年的写作经验和实践心得，下面咱们就直接进入主题吧！一、系统概述咱们先来简单了解一下这个系统。
这个PLC温室温度控制系统是基于可编程逻辑控制器（PLC）技术，通过传感器实时监测温室内的温度，再通过执行机构对温室内的环境进行调节，从而达到恒定温度的目的。
这套系统不仅智能，而且高效，是现代农业发展的好帮手。
二、系统设计1.硬件设计（1）传感器：选用高精度的温度传感器，如PT100或热电偶，实时监测温室内的温度。
（2）执行机构：选用电动调节阀或者电加热器，用于调节温室内的温度。
（3）PLC控制器：选用具有良好扩展性的PLC控制器，如西门子S7-1200系列。
（4）通信模块：选用支持Modbus协议的通信模块，实现数据传输。
2.软件设计（1）温度监测模块：实时采集温室内的温度数据，并进行显示。
（2）温度控制模块：根据设定的温度范围，自动调节执行机构的动作，实现温室内的温度控制。
（3）报警模块：当温室内的温度超出设定的范围时，发出报警提示。
（4）通信模块：实现与上位机的数据交换，便于远程监控和操作。
三、系统实现1.硬件连接将温度传感器、执行机构、PLC控制器和通信模块按照设计要求进行连接。
其中，温度传感器和执行机构与PLC控制器之间的连接采用模拟量输入输出模块。
2.软件编程（1）温度监测程序：编写程序实现温度数据的实时采集和显示。
（2）温度控制程序：编写程序实现根据设定的温度范围自动调节执行机构的动作。
（3）报警程序：编写程序实现当温室内的温度超出设定的范围时，发出报警提示。
（4）通信程序：编写程序实现与上位机的数据交换。
3.系统调试（1）检查硬件连接是否正确，确保各个设备正常工作。
（2）运行软件程序，观察温度监测、控制、报警等功能是否正常。
（3）进行远程监控和操作，检验通信模块是否正常工作。
智能恒温控制系统设计
智能恒温控制系统设计智能恒温控制系统是一个用于实现室内温度自动控制的系统，通过感知室内外环境温度，根据设定温度值来控制空调系统的运行，从而保持室内温度始终在一个合适的范围内。
本文将从系统需求、系统设计和实现等方面进行说明。
1.系统需求-实时感知室内外温度，可通过温度传感器实现。
-可设定室内目标温度，供用户设定期望的室内温度。
-控制空调系统进行制冷或制热。
-支持远程控制，用户可以通过智能手机或电脑等终端设备远程控制系统。
-具备定时功能，可以按照用户设定的时间自动开关空调系统。
2.系统设计2.1硬件设计硬件设计主要包括以下组件：-温度传感器：用于感知室内外温度，可以选择一种高精度的数字温度传感器。
-控制器：用于接收温度传感器的数据并做出相应的控制决策，可以选择一种高性能的微控制器。
-继电器：用于控制空调系统的开关，根据温度传感器的数据和用户设定的目标温度来控制继电器的开关状态。
-通信模块：用于与用户进行远程通信，可以选择无线通信模块，如Wi-Fi或蓝牙。
2.2软件设计软件设计主要包括以下部分：-温度感知模块：负责读取温度传感器的数据，并将其转换为室内外温度。
-控制逻辑模块：根据用户设定的目标温度和当前的室内外温度，做出相应的控制决策，包括控制空调系统的开关状态以及制冷或制热模式。
-用户界面模块：提供用户界面，用户可以通过界面来设定目标温度、查看实时温度和控制空调系统的开关状态。
-远程通信模块：负责与用户远程控制设备进行通信，接收用户的控制指令并传输给控制逻辑模块。
3.系统实现系统实现主要需要完成以下工作：-选定适合的硬件组件，并进行硬件搭建和连接。
-开发温度感知模块，通过读取温度传感器的数据来获取室内外温度。
-开发控制逻辑模块，包括控制空调系统的逻辑和算法，根据用户设定的目标温度和当前的室内外温度来控制空调的运行状态。
-开发用户界面模块，提供一个友好的用户界面，用户可以通过界面来设定目标温度、查看实时温度和控制空调系统的开关状态。
基于单片机的温度控制系统设计原理
基于单片机的温度控制系统设计原理基于单片机的温度控制系统设计概述•温度控制系统是在现代生活中广泛应用的一种自动控制系统。
它通过测量环境温度并对温度进行调节，以维持设定的温度范围内的稳定状态。
本文将介绍基于单片机的温度控制系统的设计原理。
单片机简介•单片机是一种集成电路芯片，具有强大的计算能力和丰富的输入输出接口。
它可以作为温度控制系统的核心控制器，通过编程实现温度的测量和调节功能。
温度传感器•温度传感器是温度控制系统中重要的部件，用于测量环境温度。
常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶和数字温度传感器等。
在设计中，需要选择适合的温度传感器，并通过单片机的模拟输入接口对其进行连接。
温度测量与显示•单片机可以通过模拟输入接口读取温度传感器的信号，并进行数字化处理。
通过数值转换算法，可以将传感器输出的模拟信号转换为温度数值，并在显示器上进行显示。
常见的温度显示方式有数码管和LCD等。
温度控制算法•温度控制系统通常采用PID（比例-积分-微分）控制算法。
这种算法通过比较实际温度和设定温度，计算出调节量，并通过输出接口控制执行机构，实现温度的调节。
在单片机程序中，需要编写PID控制算法，并根据具体系统进行参数调优。
执行机构•执行机构是温度控制系统中的关键部件，用于实际调节环境温度。
常见的执行机构有加热器和制冷器。
通过单片机的输出接口，可以控制执行机构的开关状态，从而实现温度的调节。
界面与交互•温度控制系统还可以配备界面与交互功能，用于设定目标温度、显示当前温度和执行机构状态等信息。
在单片机程序中，可以通过按键、液晶显示屏和蜂鸣器等外设实现界面与交互功能的设计。
总结•基于单片机的温度控制系统设计涉及到温度传感器、温度测量与显示、温度控制算法、执行机构以及界面与交互等多个方面。
通过合理的设计和编程实现，可以实现对环境温度的自动调节，提高生活和工作的舒适性和效率。
以上是对基于单片机的温度控制系统设计原理的简要介绍。
基于PLC的温度控制系统的设计
1 引言1.1 设计目的温度的测量和控制对人类平常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。
在许多场合，及时准确获得目的的温度、湿度信息是十分重要的。
近年来，温湿度测控领域发展迅速，并且随着数字技术的发展，温湿度的测控芯片也相应的登上历史的舞台，可以在工业、农业等各领域中广泛使用。
1.2 设计内容重要是运用PLC S7-200作为可编程控制器，系统采用PID控制算法，手动整定或自整定PID参数，实时计算控制量，控制加热装置，使加热炉温度为为一定值，并能实现手动启动和停止，运营指示灯监控实时控制系统的运营，实时显示当前温度值。
1.3 设计目的通过对温度控制的设计，提高在电子工程设计和实际操作方面的综合能力，初步培养在完毕工程项目中所应具有的基本素质和规定。
培养团队精神，科学的、实事求是的工作方法，提高查阅资料、语言表达和理论联系实际的技能。
2 系统总体方案设计2.1 系统硬件配置及组成原理2.1.1 PLC型号的选择本温度控制系统采用德国西门子S7-200 PLC。
S7-200 是一种小型的可编程序控制器，合用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。
S7-200系列的强大功能使其无论在独立运营中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。
因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。
2.1.2 PLC CPU的选择S7-200 系列的PLC有CPU221、CPU222、CPU224、CPU226等类型。
S7-200PLC 硬件系统的组成采用整体式加积木式，即主机中涉及定数量的I/O端口，同时还可以扩展各种功能模块。
S7-200PLC由基本单元（S7-200 CPU模块）、扩展单元、个人计算机（PC）或编程器，STEP 7-Micro/WIN编程软件及通信电缆等组成。
表2.1 S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元本设计采用的是CUP226。
它具有24输入/16输出共40个数字量I/O点。
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。
基于单片机的温湿度自动控制系统设计
方案 设计
元器件的选择
本次设计的元器件包括 STC89C5单片机、晶体振荡器、 电阻、电容、按键、开关、电 源座、三极管、二极管、蜂鸣 器、传感器、液晶显示屏、继 电器等。
3.系统硬件设计
STC89C52引脚图
1 整体方案设计
整个系统采用STC89C52单片机作为核心器件，与 电阻，电容，晶振等器件，组成了最小的单片机系 统。其它模块都是以单片机最小系统为中心展开的。
2 最小系统模块
STC89C52是一款低电压，高性能的CMOS 8位单 片机，它包含8k字节的可反复擦写的Flash只读程 序存储器（ROM）和256 字节的随机存取数据存 储器（RAM）。
12345678901234567890 22222222233333333334 0123456776543210 EC A 2222222200000000 LC E PPPPPPPPPPPPPPPP AV PSEN 21 LL AAD 01234567 TTN 11111111 PPPPPPPPRESETP30/RXDP31/TXDP32/INT0P33/INT1P34/T0P35/T1P36/WRP37/RDXXG 01234567890 123456789 11111111112
我国温湿度测控现状还远远没有工业化，生产实践中仍然存 在着设备配套能力差，环境控制水平落后和软硬件资源无法 共享等不足。
2.系统整体方案设计
设计要求
1）可同时测量温湿度。 2）1602液晶显示屏显示数据。 3）温度和湿度的正常范围都可以通过 按键设置。 4）如果超出正常范围，蜂鸣器会鸣叫 报警 。 5）有相应指示灯指示温湿度过高或过 低。 6）可模拟升温、降温、增湿和除湿过 程，使温湿度保持恒定。
单片机温度控制系统毕业设计
前言微机控制技术、传感器在工业控制、机电一体化、智能仪表、通信、家用电器等方面得到了广泛应用，显著提高了各种设备的技术水平和自动化程度。
因此对这些原理和结构我们就需要很好的了解并掌握。
本设计是关于温度控制系统的设计，在整个设计过程中即用到单片机、传感器、微控技术，也用到了控制系统中的知识，可以说是我们所学知识的大综合。
本设计重点介绍了系统的硬件部分，即有关常用芯片的介绍，如MCS—98、8155、DAC0832等等。
软件介绍了数字调节器的设计、PID参数的整定、PID算法程序清单、以及相关的程序；最后介绍了系统特性的测量与识别。
本设计在指导老师和同学的指导帮助以及本人的努力下完成了。
但由于本人水平有限，设计中尚有不妥之处，恳请批评指正。
编者2010年5月一、任务二、工艺要求三、本系统的性能指标四、系统组成和基本工作原理五、硬件设计六、调试步骤和方法七、调试结果及分析八、对象特性的测量与识别九、设计总结镀锌薄板锌槽温度自动调节系统设计一、任务：用单片机自动控制为镀锌薄板锌槽设计一个温度自动调节系统。
二、工艺要求：1．系统应具有良好的操作性能，为了满足用户使用方便和操作人员维修，系统控制的开关要少。
2．通用性好，便于扩充。
3．系统可靠性要高。
三、本系统的性能指标：控制容量：20KW温度设定：键盘温度显示：4位LED数码管显示误差：±5°C控制温度：400°C控制过程：设定(1min)对炉内测温、控温四、系统组成和基本工作原理：1.确定系统总体控制方案。
A.初步选定系统用闭环控制，且采用单闭环控制。
因为所带负载是阻性元件，其线性度比较好，温度变化不太高，但对控制精度有一定的要求。
B.执行机构采用三相电热丝，其发热量随电流的变化而变化，我们采用控制电流的变化来控制温度的变化。
C.计算机部分起巡回检测、闭环调节和计算推理的作用。
2．系统的结构框图：五、硬件设计：1、MCS-988098是MCS-96系列单片机的一个子系列，它的外部数据总线为8位，内部CPU保持16位结构。
基于单片机的温度控制系统设计
基于单片机的温度控制系统设计随着科技的不断进步，智能化的生活也变得越来越普遍。
其中，智能的温度控制系统是一个非常实用的设备，它可以根据环境温度的变化来自动调整空调、加热器等设备的工作状态，以达到节能、舒适的效果。
基于单片机的温度控制系统设计可以实现较高的精确度和灵活性，下面我们来了解一下相关内容。
1. 系统功能设计设计一个基于单片机的温度控制系统，通常需要实现以下功能：1）测量环境温度：通过温度传感器等组件，可以实时检测环境的温度值，并将其传输给单片机。
2）温度控制：根据温度传感器所测量到的温度值，系统可以控制空调、加热器等设备的开/关状态，以达到自动控制温度的目的。
3）温度调节：用户可以通过设定控制温度的上下限，调节系统控制设备的工作状态。
4）数据显示：将当前环境温度值、设定温度值、设备状态等信息以数码管或LCD等方式显示出来，方便用户实时了解系统状态。
2. 系统硬件设计基于单片机的温度控制系统硬件设计主要包括以下组件：1）主控单元：使用常见的单片机如STC89C51等，完成程序控制、数据处理等任务。
2）温度传感器：一般使用NTC/PTC热敏电阻或DS18B20数字温度传感器等。
3）电源供应：可以使用AC/DC变压器等供电方式，输出稳定的5V电压。
4）触发开关：在系统中需要设置一些开关来切换不同的模式，如手动模式和自动模式等。
5）驱动器和执行器：控制空调、加热器等各种执行器，如继电器等。
6）显示器：可以使用LED数码管、LCD等显示温度和状态信息。
3. 系统软件设计基于单片机的温度控制系统的软件设计，可以采用汇编语言和C语言等方式来实现，主要包括以下几方面内容：1）温度数据采集：通过采集温度传感器的数据，将其转换成数字信号进行处理。
2）控温算法设计：可以使用PID控制算法等方式，实现自动控制温度的效果。
3）显示控制：显示当前的温度值、设定温度、设备状态等信息，以方便用户了解当前的状态。
4）串口通信：可以设置串口通信，实现上位机控制或远程监控等功能。
基于PID的温度控制系统设计
基于PID的温度控制系统设计PID（Proportional-Integral-Derivative）是一种常见的控制算法，被广泛应用于各种工业自动化系统中，其中包括温度控制系统。
本文将基于PID算法设计一个温度控制系统。
1.温度控制系统概述温度控制系统是一种典型的反馈控制系统，用于维持系统的温度在预定范围内。
温度传感器将感测到的温度信号反馈给控制器，控制器根据反馈信号与设定的温度进行比较，并根据PID算法计算出控制信号，通过执行器（例如加热器或冷却器）改变环境温度，以使温度保持在设定值附近。
2.PID控制算法原理2.1 比例控制（Proportional Control）比例控制根据设定值与反馈值之间的偏差大小来调整控制信号。
偏差越大，控制信号的改变越大。
比例控制能够快速减小偏差，但无法消除稳态误差。
2.2 积分控制（Integral Control）积分控制通过累积偏差来调整控制信号。
积分控制可以消除稳态误差，但过大的积分参数会引起控制系统的不稳定。
2.3 微分控制（Derivative Control）微分控制根据偏差的变化率来调整控制信号。
微分控制可以快速响应温度的变化，但不适用于快速变化的温度。
3.PID控制器设计PID控制器的输出可以表示为：u(t) = Kp * e(t) + Ki * ∫e(t)dt + Kd * de(t)/dt其中，u(t)为控制器的输出，Kp、Ki、Kd为比例、积分和微分增益，e(t)为温度的偏差，即设定值与反馈值之差，de(t)/dt为温度偏差的变化率。
3.1比例增益的选择比例增益决定了系统对偏差的响应速度。
如果比例增益太大，系统会产生超调现象；如果比例增益太小，系统的响应速度会变慢。
因此，在实际应用中需要通过试验来选择合适的比例增益。
3.2积分时间的选择积分时间决定了系统对稳态误差的补偿能力。
如果积分时间太大，系统对稳态误差的补偿能力会增强，但会导致系统的响应速度变慢，甚至产生振荡现象；如果积分时间太小，系统对稳态误差的补偿能力会减弱。
PID温度自动控制设计
90 3.681
5.733 6.137 6.539 6.939 7.338 7.737
9.745 10.151 10.560 10.969 11.381 11.793
300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200
12.207 12.623 13.039 13.456 13.874 14.292 14.712 15.132 15.552 15.974
如图所示。
（2 ）模拟运算放大电路
系统硬件的设计
? 从热电偶输出的热电势信号 最多不过几十毫伏(一般为0 到56 mV)，信号需经运放放 大；且其中包含工频、静电 和磁耦合等共模干扰，对这 种电路放大就需要放大电路 具有很高的共模抑制比以及 高增益、低噪声和高输入阻 抗，因此宜采用测量放大电 路。测量放大器的输入阻抗 高，易与各种信号源匹配， 并且输入失调电压和输入失 调电流及输入偏置电流小， 温漂也较小，因而其稳定性 好。总共有4路模拟运算放大 电路。右图为其中一路模拟 运算放大电路。
16.395 16.818 17.241 17.664 18.088 18.513 18.938 19.363 19.788 20.214
20.640 21.066 21.493 21.919 22.346 22.772 23.198 23.624 24.050 24.476
24.902 25.327 25.751 26.176 26.599 27.022 27.445 27.867 28.288 28.709
PID调节温度自动控制的设计
LOGO
论文的结构和主要内容
? 第一章 电阻炉温度控制系统总体设计 ? 第二章 系统硬件设计 ? 第三章 系统软件设计 ? 第四章 全文总结
基于PLC的大棚温度自动控制系统设计
清华大学毕业设计（论文）题目基于PLC的大棚温度自动控制系统设计系（院）自动化系专业电气工程与自动化班级2009级3班学生姓名雷大锋学号**********指导教师王晓峰职称副教授二〇一三年六月二十日独创声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。
据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:年月日毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。
本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。
（保密论文在解密后遵守此规定）作者签名:年月日基于PLC的大棚温度自动控制系统设计摘要大棚温度自动控制系统是一种为作物提供最好环境、避免各种棚内外环境变化对其影响的控制系统。
该系统采用FX2N系列PLC作为下位机，PC机作为上位机，采用三菱D-720通用变频器,采用温度、湿度、光照传感器采集现场信号，这些模拟量经PLC转化为数字信号，把转化来的数据与设定值比较，PLC经处理后给出相应的控制信号使环流风机、遮阴帘、微雾加湿机等设备动作，大棚温度就能实现自动控制。
这种技术不但实现了生产自动化，而且非常适合规模化生产，劳动生产率也得到了相应的提高，通过种植者对设定值的改变，可以实现对大棚内温度的自动调节。
关键词：大棚，温度控制，PLCThe Automatic Greenhouse Temperature ControlSystem Based on PLCAbstractThe system is a way to providing the best conditions to plants and promoting them growth very well ,avoiding the bad weather and effect of seasons outside the shed .This system uses FX2N series PLC as the next machine and PC as upper machine, using the Mitsubishi D-720 general frequency Manager. The sensor of temperature, humidity and light collecting scene signal, these simulation volumes are turned into digital signal by PLC, then compared with the setting value. At last, the PLC disposes of them, then contorts with wind machine, covering Yin curtain. According to the actual measured value of each sensor and the value determined in advance about greenhouse environmental factors. This system can suitable for the automation and mass production, the laboring productivity has been increasing by a wide margin through changing the target value of greenhouse environment, and we can control the greenhouse temperature automatically.Key words: greenhouse, temperature control, PLC目录第一章绪论 (1)1.1 大棚温度控制系统发展背景及现状 (1)1.2 大棚温度控制系统研究目的及意义 (2)第二章系统概述 (3)2.1 系统设计任务 (3)2.2 系统技术介绍 (3)2.2.1 传感技术 (3)2.2.2 PLC (4)2.2.3 上位机 (5)2.3 系统工作原理 (5)2.4小结 (7)第三章硬件部分设计 (8)3.1 环境调控系统 (8)3.2 传感器的选择 (10)3.3 系统硬件接线图 (12)3.3.1 系统主电路设计 (12)3.3.2 系统其他部分电路设计 (14)3.3.3 PLC部分电路设计 (15)3.4小结 (16)第四章软件设计 (17)4.1 PLC的I/O分布图 (17)4.2 系统程序 (18)4.2.1 系统温度PID调节程序 (18)4.2.2 系统主程序 (18)4.3 小结 (19)第五章结论 (20)参考文献 (21)谢辞 (22)第一章绪论1.1 大棚温度控制系统发展背景及现状如今塑料大棚、日光温室逐渐成为我国设施结构的主要结构类型。
基于51单片机的温度控制系统设计与实现
基于51单片机的温度控制系统设计与实现摘要：温度控制系统是一种常见的自动控制系统，具有广泛的应用领域。
本文基于51单片机设计了一个温度控制系统，采用了传感器采集温度信息，通过对比设定温度和实际温度，控制加热或冷却装置以保持温度稳定。
实验结果表明，该系统能够有效地控制温度，具有较高的精度和响应速度。
关键词：温度控制；51单片机；传感器；加热；冷却1. 引言温度控制是工业生产和生活中常见的一项自动控制技术。
温度控制系统可以保持被控对象的温度在一个设定范围内，不仅可以提高生产效率，还可以保证产品质量。
目前，市场上有许多成熟的温度控制设备，但大多数价格较高，不适用于一些中小型企业和个人用户。
因此，本文设计了一种基于51单片机的温度控制系统，旨在提供一种简单、实用、成本低且性能稳定的温度控制系统。
2. 系统设计2.1 硬件设计该温度控制系统的硬件主要包括51单片机、温度传感器、继电器、加热器和LCD显示屏。
其中，51单片机作为控制核心，负责采集温度信息、进行控制算法运算并驱动相应的设备。
2.2 软件设计软件设计采用C语言进行编程。
首先，通过温度传感器采集温度信息，并将其与设定温度进行比较，判断当前温度状态。
根据温度状态，控制继电器的开关状态，进而控制加热或冷却设备的运行。
同时，通过LCD显示屏实时显示温度变化以及系统状态。
3. 系统实现3.1 温度传感器的接口设计使用数字温度传感器，将其正负极连接至51单片机的ADC口和地线上。
通过ADC转换，将模拟信号转换为数字信号，以便单片机进行处理。
3.2 控制算法设计系统的控制算法采用PID控制算法，通过设定比例、积分和微分系数，使系统快速响应、精确稳定地控制温度。
算法的具体实现细节本文不再赘述。
3.3 界面设计使用LCD显示屏，实时显示当前温度、设定温度以及系统状态（加热、冷却或停止）。
通过按键进行设定温度的调整，方便用户自定义温度范围。
4. 实验结果与分析通过对该温度控制系统进行多次实验，对不同温度变化进行控制，观察系统的响应速度和温度稳定性。
温度自动控制系统设计
温度自动控制系统设计摘要：基于MSP430 系统平台，利用PID 控制算法搭建了一个温度自动控制系统。
系统包括温度采集、PID 算法功率控制、人机交互等模块。
系统采用数字式温度传感器精确测量温度值，430 单片机用来实现PID 算法及温度设定与显示等；双向可控硅光电耦合器用于调节功率。
能实时监测温度值，测量温度范围广、分辨率高，调节温度迅速，控制温度实时精准、波动小，温度值显示准确稳定。
关键词：数字温度传感器；PID 算法；双向可控硅；光电耦合器；人机交互调温设备如冰箱、冰柜、空调已广泛地走进大众家庭，这些设备带给了人们更多的舒适，人们也越来越依赖它们。
为此，我们小组搭建了一个温度自动控制系统，模拟调温设备在日常生活中的运作，深入探讨其工作原理及可优化潜力。
1 系统组成本系统以MSP430 系统板为控制核心，包括温度采集、PID 算法功率控制、调温、人机交互等模块。
其采用数字式温度传感器DS18B20 作为温度采样元件，在通用定时器B 周期中断的控制下，低功耗单片机MSP430F449 通过其通用I／O 口从DS18B20 读取采样值，再通过PID 控制算法计算出控制量去控制主电路的电流方向和PWM 波的输出。
电流方向决定对控温对象进行加热或制冷，输出的PWM 波驱动功率MOSFET IRF540，从而达到控制热电模块加热或制冷的功率的目的，系统组成框图如图1 所示。
2 MSP430F449 简介MSP430F449 是TI 公司推出的16 位超低功耗混合信号处理器，同时集成数字和模拟电路。
其具有特点：16 位CPU 通过总线连接到存储器和外围模块；直接嵌入仿真处理，具有JTAG 接口；多时钟能够降低功耗，多总线能够降低噪声；16 位数据宽度，数据处理更有效。
它的集成调试环境Embedded Workbench 提供了良好的C 语言开发平台。
MSP430F449 的定时。
基于单片机的智能温度控制系统设计
基于单片机的智能温度控制系统设计智能温度控制系统设计是一种基于单片机的物联网应用，旨在实现对温度的自动感知和调控。
本文将对这一任务进行详细的内容描述和设计实现思路。
一、任务概述智能温度控制系统是一种自动化控制系统，通过感知环境温度并与用户设定的温度阈值进行比较，实现对温度的自动调节。
它经常应用于室内温度调控、温室环境控制、电子设备散热等场景。
本系统基于单片机进行设计，具有实时监测、精确定时和高效控制的特点。
二、设计方案1. 单片机选择为了实现智能温度控制系统，我们选择一款适合高性能、低功耗的单片机作为核心控制器。
例如，我们可以选择常见的STM32系列或者Arduino等开源硬件平台。
2. 温度感知系统需要具备温度感知的能力，以实时获取环境温度数据。
可选用温度传感器（如DS18B20）通过单片机的GPIO接口进行连线，并通过相应的驱动程序获取温度数据。
3. 温度控制算法智能温度控制系统的关键在于控制算法的设计。
可以采用PID（Proportional-Integral-Derivative）控制算法，根据温度的实际情况和设定值进行比较，通过调整控制器输出控制执行器（如加热器或制冷器）的工作状态。
4. 控制执行器根据温度控制算法的输出，系统需要实现对执行器（如加热器或制冷器）的控制。
通过合适的驱动电路和接口实现对执行器的实时控制，以实现温度的精确调节。
5. 用户界面为了用户方便地设定温度阈值和实时查看环境温度，系统需要设计一个用户界面。
可以通过液晶显示屏或者OLED屏幕来展示温度信息，并提供物理按键或者触摸界面进行温度设定。
6. 数据存储与远程访问系统还可以考虑将温度数据通过网络传输至云端服务器进行存储和分析，以实现温度数据的长期保存和远程监控。
可以选择WiFi或者蓝牙等无线通信方式来实现数据传输。
7. 辅助功能除了基本的温度控制外，系统还可以增加一些辅助功能，如温度数据的图表绘制、报警功能、定时开关机功能等。
基于单片机的温度控制系统的毕业设计论文
基于单片机的温度控制系统的毕业设计论文温度控制系统是一种通过控制温度传感器感知到的温度值，以达到用户设定的目标温度的自动控制系统。
在工业、农业、医疗和家庭等领域中，温度控制系统广泛应用于保温、散热、恒温和冷却等需要稳定温度环境的场合。
本论文将重点介绍基于单片机的温度控制系统的设计与实现。
该系统采用单片机作为控制核心，结合温度传感器、显示器、执行器等硬件，通过软件实现对温度的监测和控制。
首先，系统硬件部分包括温度传感器、单片机、显示器、执行器等元件的选取和电路的搭建。
温度传感器负责实时感知环境的温度，将采集到的温度值通过模拟信号传递给单片机。
单片机作为控制核心，负责接收和处理温度传感器的数据，通过控制执行器的开关状态，实现对温度的调节。
同时，可以将温度数值通过显示器显示出来，方便用户实时监测。
其次，系统软件部分包括单片机程序的编写和功能实现。
通过编写程序，实现温度的读取、控制和显示等功能。
具体包括读取温度传感器的数值，判断是否达到用户设定的目标温度，如果超过目标温度，控制执行器关闭，否则控制执行器打开，以使温度保持在设定的范围内。
同时，将温度数值转化为适合显示的格式，并通过显示器显示出来。
系统软件的编写需要考虑实时性和准确性，确保温度控制的稳定性和精确性。
最后，论文还将介绍系统的测试和优化。
通过对温度控制系统的测试，验证系统硬件和软件的正确性和稳定性。
并在测试的基础上，对系统进行优化，提高控制效果和系统性能。
本论文的研究内容主要包括基于单片机的温度控制系统的硬件设计和软件编程，以及系统的测试和优化。
通过对温度控制系统的设计和实现，研究单片机在温度控制领域的应用，为进一步的研究和应用提供参考和借鉴。
基于单片机的温度控制系统设计
基于单片机的温度控制系统设计温度控制系统是现代生活中不可或缺的一部分，常见于家庭的的空调、电饭煲、烤箱等家用电器，以及工业生产中的各种自动化设备。
本文基于单片机设计针对室内温度控制系统的实现方法进行说明，包括温度采集、温度控制器的实现和人机交互等方面。
一、温度采集温度采集是温度控制系统的核心部分。
目前比较常见的温度采集器主要有热电偶、热敏电阻和半导体温度传感器。
在本文中我们以半导体温度传感器为例进行说明。
常见的半导体温度传感器有DS18B20、LM35等，本次实验中采用DS18B20进行温度采集。
DS18B20是一种数字温度传感器，可以直接与单片机通信，通常使用仅三根导线连接。
其中VCC为控制器的电源正极，GND为电源负极，DATA为数据传输引脚。
DS18B20通过快速菲涅耳射线（FSR）读取芯片内部的温度数据并将其转换为数字信号。
传感器能够感知的温度范围通常为-55℃至125℃，精度通常为±0.5℃。
为了方便使用，DS18B20可以通过单片机内部的1-Wire总线进行控制和数据传输。
具体实现方法如下：1.首先需要引入相关库文件，如：#include <OneWire.h> //引用1-Wire库#include <DallasTemperature.h> //引用温度传感器库2.创建实例对象，其中参数10代表连接传感器的数字I/O引脚：OneWire oneWire(10); //实例化一个1-Wire示例DallasTemperature sensors(&oneWire); //实例化一个显示温度传感器示例3.在setup中初始化模块：sensors.begin(); // 初始化DS18B204.在主循环中，读取传感器数据并将温度值输出到串口监视器：sensors.requestTemperatures(); //请求温度值float tempC = sensors.getTempCByIndex(0); // 读取温度值Serial.println(tempC); //输出温度值二、温度控制器的实现温度控制器是本次实验的关键部件，主要实现对温度的控制和调节，其基本原理是根据温度变化情况来控制输出电压或模拟脚电平，驱动继电器控制电器设备工作。
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LCD_STD_L XBYTE[0XFF01]1 01 0 1//状态（读）左
LCD_DATAW_L XBYTE[0XFF02]1 00 1 1//数据（写）左
LCD_DATAR_L XBYTE[0XFF03]1 01 1 1 //数据（读）左
这种系统具有测量温度范围可以从零下一到早上千摄氏度，而且有很多热电偶精度非常高这是这种测量系统的优点。但构成系统复杂，抗干扰能力不强。
方案（二）的框图如下：
该方案才用数字温度传感器DS18B20，它的最高分辨率为12位，可识别0.0625摄氏度的温度。它具有直接输出数字信号和数据处理，并且它和单片机接口只需要一位I/O口，因此由它构成的系统简单使用，由于DS18B20，按照工业设计要求设计，抗干扰性能强。但温度测量范围从-55摄氏度—-125摄氏度，比较有限位综合比较方案（一）和方案（二），我们只在常温下使用，并且经济合理，因此选择了方案（二）。
本次综合设计是为毕业设计作准备。该系统有自动调节的功能，通过改变设定值可以使该设备处于不同的恒温状态，并使控制温度基本上等于设定温度，精度为±0.5度。
总体方案设计
这次课程设计题目为温度自动控制系统，实现这种控制目的的方案有两个。
方案（一）热电偶温度自动控制系统。
方案（二）数字温度传感器温度控制系统。
操 作
R/W
D/I
DB7
DB6
DB5
DB4
DB3
DB2
DB1
DB0
1、显示器开
0
0
0
0
1
1
1
1
1Байду номын сангаас
1/0
2、起始行设置
0
0
1
1
行地址：0~63
3、页地址设置
0
0
1
0
1
1
页地址：0~7
4、列地址设置
0
0
0
1
列地址：0~63
5、读状态
1
0
Busy
0
onoff
RST
0
0
0
0
6、写显示数据
0
1
数据（8位）
7、读显示数据
课程设计说明书
题 目:温度自动控制系统
学 院（系）:电气工程及其自动化
年级、 专业:2001级4班
姓 名:
学 号:
指 导 教 师:王军
完 成 时 间:2004.06.25
温度自动控制系统课程综合设计
摘要:这次综合设计，主要是设计一个温度自动控制系统，用8位单片机控制，DS18B20数字温度传感器采集数据，并用LCD液晶显示器模块显示。它属于一个恒温系统。通过单片机处理，并发出指令，使用继电器控制、隔离。DS18B20数字温度传感器是一个12位的数字温度传感器，直接输出二进制数字信号。在本次设计中设值为9位，灵敏度为0.5度。
1
1
数据（8位）
注：1、该指令控制显示的开关，不影响模块中RAM的数据和内部状态。DB0=1，开；DB0=0，关。
2、RES=1表明系统正在初始化；RES=0表明初始化完成；On/off=1时不显示；On/off=0时显示；Busy=1时正在进行内部操作；Busy=0时准备好接收指令。
3、将欲显示的数据写入显示存储器中。
这两个方案都是采用单片机控制，液晶显示模块LCM显示。两个方案的比较部分为温度检测部分。方案（一）的系统框图如下图：
该部分温度检测部分检测部分采用热电偶，它需要冷端补偿电路与其配套，并且热电偶输出电压只有几毫负，必须经过放大处理才能A/D转换和D/A转换器接口，若采用8位A/D转换器，CADC0809则输人端需采用仪用放大器，把几毫伏的电压信号放大到5伏左右。由于热电偶属于非线性器件，因此每个温度值都必须通过分度表，查表才能获得，这给软件编程和数据处理增加了难度。
LCD_CMD_R XBYTE[0XFF04]0 10 0 1 //命令（写）右
LCD_STD_R XBYTE[0XFF05]0 11 0 1 //状态（读）右
LCD_DATAW_R XBYTE[0XFF06]0 10 1 1 //数据（写）右
LCD_DATAR_R XBYTE[0XFF07]0 1 1 1 1 //数据（读）右
前 言
本次设计分为显示、数据处理、数据采集和执行机构四个部分。显示器采用图形液晶显示器QH2001，它是一个象素为128×64的点阵，数据处理用MCS-51系列单片机AT89S52进行集中控制，同时它还可以扩展为与上位机通信，并通过上位机设定为恒定值。数据采集部分采用集成数字温度传感器直接转换为二进制代码，并通过1-WIRE总线传送数据和发送控制指令，控制数字温度传感器的读写操作。数字温度传感器和单片机接口只需要一个I/O口，但是在单片机中需要按照数字温度传感器的时序进行软件编程模拟。在执行部分采用继电器，并通过它进行电气隔离，继电器再接通加热器和冷却设备进行温度调节。继电器用NPN三极管SKT9014驱动。
4、从显示存储器中读出被显示的数据。
注意：在读写操作之前，要先确定模块的内部状态，当RES=0时，才能进行地址设置和数据的读写操作。显示RAM的存取地址每进行一次写操作，列地址自动加1。
显示器开关设置
显示初始行设置
数据指针设置
（三）LCD的控制地址分配表
CS1 CS2 RW DI E (OTHERS E=0)
（二）控制指令介绍
12864采用两片HD61202分别控制左右半屏的显示，在编程时要注意分别控制，这里的左右屏选取由片选信号CS1、CS2完成。当CS1=1时选取左半屏为操作对象，CS2=1时选取右半屏为操作对象，某些情况下可以同时选择左右屏同时操作。另外还有读写（R/W）信号、数据指令（D/I）信号、E信号等。指令说明如下：
一、LCM显示部分
（一）．器件介绍：
本次设计的显示部分采用图形点阵显示器模块QH2001，内带两片HD61202控制器，分别控制左右屏点阵数据。每片控制器带512字节的RAM。其中的每一位数据和屏幕上的一个象素对应。QH2001显示模块无内带字库，它是在纯图形的方式下工作的。所以我们利用字模软件生成了所需汉字代码，用以进行调用。其程序设计的基本过程是：首先对显示器模块初始化，写入相应控制字和设置显示初始行，然后对显示器清屏。在进行汉字和测试数据显示时，首先确定显示所在行的行数和所调用代码表的标号。如果显示数据，还要确定动态显示的起始列数和字符数。设置完成后，调用选择表处理程序，动态显示处理程序以及显示程序，完成显示过程。