温度控制系统设计说明
电加热炉温度控制系统设计说明
目录1意义与要求 (1)1.1实际意义 (1)1.2技术要求 (1)2设计容及步骤 (1)2.1方案设计 (1)2.2详细设计 (2)2.2.1 主要硬件介绍 (2)2.2.2 电路设计方法 (3)2.2.3绘制流程图 (6)2.2.4程序设计 (7)2.3调试和仿真 (7)3结果分析 (8)4课程设计心得体会 (9)参考文献 (10)附录 (11)电加热炉温度控制系统设计1意义与要求1.1实际意义在现实生活当中，很多场合需要对温度进行智能控制，日常生活中最常见的要算空调和冰箱了，他们都能根据环境实时情况，结合人为的设定，对温度进行智能控制。
工业生产中的电加热炉温度监控系统和培养基的温度监控系统都是计算机控制系统的典型应用。
通过这次课程设计，我们将自己动手设计一个小型的计算机控制系统，目的在于将理论结合实践以加深我们对课本知识的理解。
1.2技术要求要求利用所学过的知识设计一个温度控制系统，并用软件仿真。
功能要求如下：（1）能够利用温度传感器检测环境中的实时温度；（2）能对所要求的温度进行设定；（3）将传感器检测到得实时温度与设定值相比较，当环境中的温度高于或低于所设定的温度时，系统会自动做出相应的动作来改变这一状况，使系统温度始终保持在设定的温度值。
2设计容及步骤2.1方案设计要想达到技术要求的容，少不了以下几种器件：单片机、温度传感器、LCD 显示屏、直流电动机等。
其中单片机用作主控制器，控制其他器件的工作和处理数据；温度传感器用来检测环境中的实时温度，并将检测值送到单片机中进行数值对比；LCD显示屏用来显示温度、时间的数字值；直流电动机用来表示电加热炉的工作情况，转动表示电加热炉通电加热，停止转动表示电加热炉断电停止加热。
整体思路是这样的：首先我们通过按键设定所需要的温度值，然后利用温度传感器检测电加热炉的实时加热温度，并送至单片机与设定值进行比较。
若检测值小于设定值，则无任何动作，电加热炉继续导通加热；若检测值大于设定值，则单片机控制光电耦合器导通，继电器动作，电加热炉断电停止加热。
锅炉温度串级控制系统的设计说明书
1 前言 (1)2 控制系统的总体方案 (2)2.1 概述 (2)2.2 控制方式的确定 (2)2.3检测元件和执行机构的选择 (3)2.4微型计算机的选择 (4)2.5输入输出通道及外围设备的选择 (6)2.6系统的原理框图 (6)3 控制算法的选择和参数计算 (8)3.1 控制算法的选择 (8)3.2 参数的计算 (8)4系统硬件设计 (16)4.1概述 (16)4.2 系统的硬件设计 (16)4.3系统电气原理图 (33)4.4 元器件明细表 (34)5 软件程序的编制 (35)5.1概述 (35)5.2程序流程图 (35)5.3 地址分配 (40)5.4程序设计 (40)6 控制系统的调试与实验 (42)6.1单元电路调试 (42)6.2 程序调试 (42)6.3 系统调试 (43)6.4 系统实验和结果分析 (43)7 设计总结 (44)7.1 系统具备的主要功能 (44)7.2 系统的测量精度 (44)7.3 存在的问题及改进措施 (44)参考文献 (46)致谢 (47)1 前言随着我国国民经济的快速发展，锅炉的使用范围越来越广泛。
而锅炉温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制,有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量,因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常必要的。
而锅炉系统是一个具有时变和时滞的比较复杂的系统，因此，对锅炉温度进行控制是工业过程控制中一个重要而且困难的问题。
由于串级控制具有有效改善过程的动态特性、提高工作频率、减小等效过程时间常数和加快响应速度等特点，所以在克服被控系统的时滞方面能够取得较好的效果[1]。
由于PLC具有高可靠性、易于实现等优点，在工业控制领域中得到了广泛的应用。
进入21世纪以来，PLC已经由原来的逻辑控制器发展成具有较强的数据处理能力、通讯能力的标准工控设备，用其进行各种算法的实现是工控领域的发展趋势。
本设计以锅炉为被控对象，以锅炉出口水温为主被控参数，以炉膛内水温为副被控参数，以加热炉电阻丝电压为控制参数，以PLC为控制器，构成锅炉温度串级控制系统；采用PID 算法，运用PLC梯形图编程语言进行编程，实现锅炉温度的自动控制[2]。
基于STM32和增量PID算法的温度控制系统设计说明书
5th International Conference on Advanced Materials and Computer Science (ICAMCS 2016)The constant temperature control system design based on STM32 andPID algorithmZhao Xuyang1，a and Yang Hao2，b1School of Zhao Xuyang,，China Jiliang University，Hangzhou 310000,China2School of Yang Hao，China Jiliang University，Hangzhou 310000,Chinaa ,b****************.cnKeywords: PID Algorithm；STM32；semiconductor temperature regulator；constant temperatureAbstract. Time—varying, nonlinear and multivariable coupling are characteristics of temperature. In the temperature control process, the detected temperature is often lags behind the regulation of temperature, which will cause the phenomenon such as the temperature of the controlling system overshoot and temperature oscillation. Temperature control is proposed based on incremental PID algorithm model in this paper, the system uses low-power STM32 as the main chip, DS18B20 digital temperature sensor and semiconductor temperature regulator. Experimental results show that the system can effectively maintain the temperature of the system constant.IntroductionIn natural environment, the system will generate a heat exchange which is difficult to control with the outside world, and produce unpredictable interference.During this situation it will be difficult to achieve in precise temperature controlling. When performing high-precision temperature control, temperature tends to produce overshoot phenomenon [1].Temperature control system with a lag, nonlinear and time-varying characteristics, can not establish a precise mathematical model, therefore, the use of conventional linear control theory can not achieve satisfactory control effect. semiconductor temperature controller working condition have a relationship with heat conditions and the environment factors. its work process is a non-steady state process, it needs to be addressed precisely controlled .PID control theory has a characteristic of convenient parameter setting, flexible structural change, robust and easy to implement [1,2]. the system design using incremental PID algorithm can not only solve the above problems, but also in the unsupervised, for a long time temperature will be automatically collected, automatic controlling of the semiconductor temperature controller achieves heating or cooling function, the system temperature will always be maintained constantly.Using a master chip STM32 and digital temperature sensor DS18B20 design a constant temperature system, the advantages consist of anti-interference digital signal, high sensitivity, fast response, and reasonable controlling of semiconductor temperature regulator,through the whole system design can effectively realize a special case temperature stable. within the setting temperature model of a small area in the design of a system with the column a special case. the result shows that the temperature controlling system of constant small area with very good results after analysis.System hardware designHardware System features modular designDS18B20 digital temperature sensor is placed on both sides of a special case, the datas are directly send to the master chip STM32 so that microchip could obtain temperature value, According to the requirements of the system setting temperature judgment mainly adopts the cooling method in the operation of the semiconductor temperature regulator in regulating or adjust temperature with heating methods . adjusting the way through the PID control algorithm of thetemperature read by the line processing, while the master semiconductor chip STM32 control thermostat-off, so that a special case temperature maintained at a stetted temperature. this system without manual monitoring, and data can be collected via the RS232 serial port and then the observed system temperature curve plotted, by autonomous control system effectively maintained aThe hardware system module functional designSystem functional hardware modules include temperature acquisition module, data display and export module, fan power switch module, semiconductor temperature controller module five modules.Temperature acquisition moduleTemperature acquisition module uses a digital temperature sensor DS18B20, the sensor has high measurement accuracy, the output signal is digital with anti-jamming performance, no front-end data processing module, direct access to the STM32's I / O port , the master chip can directly read data.Data display and export moduleTaking the versatility of the system into account, used in the design is one of the communication interfaces RS232 computer data communication channel, data communication is actually using a USB data format. In this communication stepper can get higher data transfer speeds, true plug and play, it can also make it easy to connect the communication between different devices.When data is displayed using USB to serial cable to the PC, using serial debugging assistant can easily read the temperature data acquisition, and also can import the data into a computer terminal for data storage. Therefore, the use of a standard interface technology can effectively solve the problem of inconsistent communication protocols [4].Fan power switch moduleWhen the semiconductor thermostat is in the cooling operation state, it is important to timely dissipate the heat, otherwise it will make semiconductor refrigeration unnormal. According to the determination of the fan work condition, by the cathode of high and low level control fan switch, the anode is normal power supply connection.This module is controlled by the master chip I / O port output level to control the fan switch purposes.Semiconductor temperature regulator moduleThe core of the temperature control system is semiconductor temperature regulator. The semiconductor temperature regulator reliability is relatively high, while the power supply terminal through the access of different polarity power supply, it can absorb heat and release heat so as to achieve the effect of refrigeration and heating. using this module is characterized by the use of a device can replace separate heating and cooling systems. precise temperature control thermostat semiconductor characteristics to facilitate the composition of automated control systems [1,2]. Figure 2 is a semiconductor temperature control circuit diagram of a switching regulator.Figure 2 Diagram of semiconductor thermostat switch control circuitSoftware system and algorithm designThe system software design process includes temperature digital signal acquisition, temperature display、PID algorithm temperature control 、temperature feedback components. The main part of the PID control algorithm is changing the value of the ambient temperature and after the feedback the temperature regulation value, it ultimately achieve the effect of Steady-State accuracy.PID algorithm designPID algorithm has a simple structure, the robust performance is good, high reliability, easy parameter setting features .P, I, D control law have their own separate areas, performing linear combination constitutes control amount, then the control amount will control objects [5,6].In the control system, a system based on real-time temperature and the set threshold value increment controls semiconductor temperature regulator operation. Therefore, the output portion of the controller is required to control the amount of incremental, in the design of the system is used incremental PID algorithm [7,8]. equation for the incremental PID algorithm is as follows.△u = A • e (k) + B •e (k-1) + C • e (k-2) (1) Where: △u increment control quantity; ratio of A, B, C as PID control, differentiation, integration coefficients; e (k), e (k-1), e (k-2) before and after the three measurements the temperature difference .Precision of the digital temperature sensor DS18B20 can reach ± 0.5 ℃, when setting the thermostat system temperature threshold, typically the change of temperature thermostat system is set within ± 0.5 ℃, partly because the system itself and the temperature sensor error performance limits; on the other hand with a time-varying temperature, constant temperature control need to constantly switch control semiconductor thermostat and fan control to a large extent, this will reduce the life of the instrument, and even burn the instrument.The main process of PID algorithm controller is parameter tuning, tuning in essence is through changing the regulator parameters to match the characteristics of properties and processes in order to improve the dynamic and static index system, so as to achieve the best control effect parameters. in tuning process, the first controller is as a pure proportional controller, form a closed loop, changing the coefficients, so that the coefficient corresponding to the input reaches a critical state (oscillation amplitude). Last in turn introduced differential and integral parameters according to attenuation 1 / 4 obtained, this attenuation can take into account the stability and rapidity.The result of the experiment and analysisReal entire test system shown in Figure 3, including the serial communication section, column oven, control panel and temperature control systems DS18B20, fans, and other semiconductor temperature regulator.Figure 3 System schematic diagramFirst obtaining room temperature, setting the thermostat system defined temperature less than room temperature, then connecting to the PC serial display interface, running the system, it will be observed that the fan is running, the positive power semiconductor thermostat is in cooling state, when the temperature is close to the serial display system the lower limit set temperature, the fan and the temperature of the semiconductor regulators are turned off, followed by heat exchange with the outside of the system will cause the temperature to rise, when the temperature rises to the set temperature limit, the fan is turning and positive power semiconductor in the temperature regulator cooling state, repeating the cooling state maintains the temperature at the set range. Column Compartment closed box is a small area, gathering room temperature is 25.4 ℃, the set temperature for the system is 20 ℃, when the permissible error set upper and lower threshold values were 20.5 ℃ and 19.5 ℃, the temperature control results shown in Figure 4Figure 4 Diagram of temperature controlling effectThe collected data of constant temperature system threshold below room temperature is as table 1. Table 1 Thermostatic system threshold below room temperature data collection formTime Left of box Middle of box Right of box0min 25.2℃ 25.4℃ 25.4℃5min 21.3℃ 20.6℃ 20.9℃10min 19.8℃ 20.1℃ 19.6℃ 20.3℃ 19.8℃ 20.1℃column oven PowersupplyDS18B20theoretical temperature, the blue curve represents the set temperature threshold. The data of Table 1 is collected at the different parts of the column oven temperature on a fixed time interval ,by this set of data can provide data support for the precise control of various parts of the column oven . variation tendency from the red curve show the actual temperature drop is divided into stages and temperature stabilization phase, after 225 seconds the system enter into the temperature stabilization phase. under the control of the incremental PID algorithm, the value of a small area of the temperature and the temperature of the theory has a good agreement, because of the exchange principle of the temperature of the nature result that the actual temperature are some errors in the data, but in the end the system could be stabilized, error is within a controllable range .by the ratio of the critical ratio method tuning PID proportion P, the integral I, differential D parameters, ideal set of data is debugged within surplus overshoot, it will be saw that the overshoot of the actual temperature curve is reduced to 17.5 % .this control process reduces the overshoot and maintain a constant temperature system efficiently and quickly.SummarySmall regional integrated climate control system is made up of a dual data collection, synchronous dual refrigeration heating control systems and incremental PID control algorithm. The algorithm combined with semiconductor temperature controller provides a set of high-precision temperature control system. solutions can effectively reduce outside interference, maintaining the temperature of the entire area of constant temperature changes in real-time monitoring system. this system temperature control effect is obvious, the structure has small size, and is suitable for most stringent temperature requirements systems, as well as the instrument cooling system, can effectively improve the instrument of practical life.AcknowledgmentsThanks to the teacher's guidance and let me join the related projects include science and technology plan projects in Zhejiang province (2015C33009), science and technology plan projects in Jiaxing (2015 AY11008)References[1] Wang Hongjie,Du Jialian,Chen Jincan,Optimization on the Performa-nce Characteristics of a Semiconductor Refrigeration System, J. 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课程设计说明书 温度控制系统的设计与实现
课程设计说明书课程设计说明书题目：温度控制系统的设计与实现摘要温度控制系统是一种典型的过程控制系统，在工业生产中具有极其广泛的应用。
温度控制系统的对象存在滞后，它对阶跃信号的响应会推迟一些时间，对自动控制产生不利的影响，因此对温度准确的测量和有效的控制是此类工业控制系统中的重要指标。
温度是一个重要的物理量，也是工业生产过程中的主要工艺参数之一，物体的许多性质和特性都与温度有关，很多重要的过程只有在一定温度范围内才能有效的进行，因此，对温度的精确测量和可靠控制，在工业生产和科学研究中就具有很重要的意义。
本文阐述了过程控制系统的概念，介绍了一种温度控制系统建模与控制，以电热水壶为被控对象，通过实验的方法建立温度控制系统的数学模型，采用了PID算法进行系统的设计，达到了比较好的控制目的。
关键词：温度控制；建模；自动控制；过程控制；PIDAbstractIn industrial production with extremely extensive application, temperature control system is a typical process control system.Temperature control system has the larger inertia. It is the response signal to step off some of time.And it produces the adverse effect to the temperature measurement. The control system is the important industrial control index. Temperature is an important parameters in the process of industrial production. Also it is one of the main parameters of objects, many properties and characteristics of temperature, many important process only under certain temperature range can efficiently work. Therefore, the precise measurement of temperature control, reliable industrial production and scientific research has very important significance.This paper discusses the concept of process control system and introduces a kind of temperature control system .The electric kettle is the controlled object, PID algorithm is used for system design,through experience method to get the model of temperature control system and we can get the controlied response well.Keywords：Temperature control; Mathematical modeling; Automatic control;Process control; PID目录第一章概述 .......................................... 错误！未定义书签。
单片机恒温箱温度控制系统的设计说明
课程设计课题：单片机培养箱温控系统设计本课程设计要求：温度控制系统基于单片机，实现对温度的实时监控，实现控制的智能化。
设计了培养箱温度控制系统，配备温度传感器，采用DS18B20数字温度传感器，无需数模/数转换，可直接与单片机进行数字传输，采用PID控制技术，可保持温度在要求的恒定范围内，配备键盘输入设定温度；配备数码管L ED显示温度。
技术参数及设计任务：1、使用单片机AT89C2051控制温度，使培养箱保持最高温度110 ℃ 。
2、培养箱温度可预设，干燥过程恒温控制，控温误差小于± 2℃.3、预设时显示设定温度，恒温时显示实时温度。
采用PID控制算法，显示精确到0.1℃ 。
4、当温度超过预设温度±5℃时，会发出声音报警。
和冷却过程没有线性要求。
6、温度检测部分采用DS18B20数字温度传感器，无需数模/数转换，可直接与单片机进行数传7 、人机对话部分由键盘、显示器、报警三部分组成，实现温度显示和报警。
本课程设计系统概述一、系统原理选用AT89C2051单片机作为中央处理器，通过温度传感器DS18B20采集培养箱的温度，并将采集的信号传送给单片机。
驱动培养箱的加热或冷却。
2、系统整体结构总体设计应综合考虑系统的总体目标，进行初步的硬件选型，然后确定系统的草案，同时考虑软硬件实现的可行性。
经过反复推敲，总体方案确定以爱特梅尔公司推出的51系列单片机为温度智能控制系统核心，选用低功耗、低成本的存储器、数显等元器件。
总体规划如下：图1 系统总体框图2、硬件单元设计一、单片机最小系统电路Atmel公司的AT2051作为89C单片机，完全可以满足本系统所需的采集、控制和数据处理的需要。
单片机的选择在整个系统设计中非常重要。
该单片机具有与MCS-51系列单片机兼容性高、功耗低、可在接近零频率下工作等诸多优点。
广泛应用于各种计算机系统、工业控制、消费类产品中。
AT 89C2051 是 AT89 系列微控制器中的精简产品。
基于51单片机的温度控制系统设计说明
基于51单片机的水温自动控制系统0 引言在现代的各种工业生产中 ,很多地方都需要用到温度控制系统。
而智能化的控制系统成为一种发展的趋势。
本文所阐述的就是一种基于89C51单片机的温度控制系统。
本温控系统可应用于温度围30℃到96℃。
1 设计任务、要求和技术指标1.1任务设计并制作一水温自动控制系统，可以在一定围（30℃到96℃）自动调节温度，使水温保持在一定的围（30℃到96℃）。
1.2要求（1）利用模拟温度传感器检测温度，要求检测电路尽可能简单。
（2）当液位低于某一值时，停止加热。
（3）用AD转换器把采集到的模拟温度值送入单片机。
（4）无竞争-冒险，无抖动。
1.3技术指标（1）温度显示误差不超过1℃。
（2）温度显示围为0℃—99℃。
（3）程序部分用PID算法实现温度自动控制。
（4）检测信号为电压信号。
2 方案分析与论证2.1主控系统分析与论证根据设计要求和所学的专业知识，采用AT89C51为本系统的核心控制器件。
AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器。
其引脚图如图1所示。
2.2显示系统分析与论证显示模块主要用于显示时间，由于显示围为0～99℃，因此可采用两个共阴的数码管作为显示元件。
在显示驱动电路中拟订了两种设计方案：方案一：采用静态显示的方案采用三片移位寄存器74LS164作为显示电路，其优点在于占用主控系统的I/O口少，编程简单且静态显示的容无闪烁，但电路消耗的电流较大。
方案二：采用动态显示的方案由单片机的I/O口直接带数码管实现动态显示，占用资源少，动态控制节省了驱动芯片的成本，节省了电 ,但编程比较复杂，亮度不如静态的好。
由于对电路的功耗要求不大，因此就在尽量节省I/O口线的前提下选用方案一的静态显示。
图1 AT89C51引脚图2.3 检测系统分析与论证1 温度检测：有选用AD590和LM35D两种温度传感器的方案，但考虑到两者价格差距较大，而本系统中对温度要求的精度不很高，因而选用比较廉价LM35D。
毕业设计15基于AT89C2051单片机的温度控制系统的设计正文
第一章绪论温度控制，在工业自动化控制中占有非常重要的地位。
单片机系统的开发应用给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命，自动化、智能化均离不开单片机的应用。
将单片机控制方法运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的严重滞后现象，同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。
现代自动控制越来越朝着智能化发展，在很多自动控制系统中都用到了工控机，小型机、甚至是巨型机处理机等，当然这些处理机有一个很大的特点，那就是很高的运行速度，很大的内存，大量的数据存储器。
但随之而来的是巨额的成本。
在很多的小型系统中，处理机的成本占系统成本的比例高达20%，而对于这些小型的系统来说，配置一个如此高速的处理机没有任何必要，因为这些小系统追求经济效益，而不是最在乎系统的快速性，所以用成本低廉的单片机控制小型的，而又不是很复杂，不需要大量复杂运算的系统中是非常适合的。
温度控制，在工业自动化控制中占有非常重要的地位，如在钢铁冶炼过程中要对出炉的钢铁进行热处理，才能达到性能指标，塑料的定型过程中也要保持一定的温度。
随着科学技术的迅猛发展，各个领域对自动控制系统控制精度、响应速度、系统稳定性与自适应能力的要求越来越高，被控对象或过程的非线性、时变性、多参数点的强烈耦合、较大的随机扰动、各种不确定性以及现场测试手段不完善等，使难以按数学方法建立被控对象的精确模型的情况。
随着电子技术以及应用需求的发展，单片机技术得到了迅速的发展，在高集成度，高速度，低功耗以及高性能方面取得了很大的进展。
伴随着科学技术的发展，电子技术有了更高的飞跃，我们现在完全可以运用单片机和电子温度传感器对某处进行温度检测，而且我们可以很容易地做到多点的温度检测，如果对此原理图稍加改进，我们还可以进行不同地点的实时温度检测和控制。
1.1 设计指标设计一个温度控制系统具体化技术指标如下。
1. 被控对象可以是电炉或燃烧炉，温度控制在0~100℃，误差为±0.5℃；2. 恒温控制；3. LED实时显示系统温度，用键盘输入温度；1.2 本文的工作详细分析课题任务，设计了电源电路，键盘电路，单片机系统，显示电路，执行器电路，报警电路，复位电路，时钟电路，A/D转换电路等系统。
电锅炉温度控制系统的设计
单位代码01学号100119064分类号TP273+.2密级毕业设计说明书电锅炉温度控制系统的设计院（系）名称信息工程学院专业名称测控技术与仪器学生姓名邓继文指导教师吴娟2014年4月25日电锅炉温度控制系统的设计摘要电锅炉温度智能控制系统在工业生产和科研工作中占有重要的地位。
锅炉汽包燃烧系统是工业蒸汽锅炉安全、稳定运行的重要指标。
温度过高，会使蒸汽带水过多，汽水分离差，使后续的过热器管壁结垢，传热效率下降，过热蒸汽温度下降，严重时将引起蒸汽品质下降，影响生产和安全；温度过低又将破坏部分水冷壁的水循环不能满足工艺要求，严重时会发生锅炉爆炸。
尤其是大型锅炉，一旦控制不当，容易使汽包满水或汽包内的水全部汽化，造成重大事故。
因此，在锅炉运行中，保证温度在正常范围是非常重要的。
基于单片机技术实现的电锅炉温度控制系统主要由温度检测电路、温度控制电路、温度显示电路三个部分组成。
在本次设计中，选用符合测量温度范围要求的热电偶温度传感器来实现数据采集，用仪表放大电路对电压信号进行放大，实现对温度的检测和信号的传输；用单片机对所采集的数据进行处理后，再进行相应的控制，从而实现对温度的控制；采用LCD1602液晶显示器将处理的数据进行实时显示。
然后根据设计电路进行了实际制作和测试分析，达到了预期的要求。
关键词：单片机，热电偶温度传感器，LCD，MAX6675The Design of the Electric Boiler Temperature Control SystemAuthor：Deng JiWenTutor：Wu JuanAbstractAnnealing temperature control system in industrial production and scientific research occupies an important bustion system of boiler steam drum is industrial steam boiler safe and stable operation of the important indicators.Temperature is too high, can make the steam with water too much, separation of poor, make the follow-up of superheater tube wall scaling, heat transfer efficiency drops, superheated steam temperature drop, serious when will cause steam quality to drop, affect the production and safety; Temperature is too low will damage part of the wall of the water cycle can't meet the technological requirements, serious happens when the boiler exploded.Especially large boiler, once the improper control, easy to make all of the water in the water or steam drum drum with vaporization, cause serious accident. Therefore, in boiler operation, it is very important to ensure that the temperature in the normal range.Based on single chip microcomputer technology to realize the electric boiler temperature control system is mainly composed of the temperature detection circuit, temperature control circuit, display circuit of three parts.In this design, choose to meet the requirements of measuring temperature range thermocouple temperature sensor to achieve data acquisition, instrument amplifier circuit of voltage signal is amplified and realize the temperature detection and signal transmission; After the data collected in the MCU, then the corresponding control, so as to realize the temperature control; Adopt LCD1602 LCD monitor the real-time display of data processing.Then according to the design of circuit are analyzed in actual production and testing, to achieve the desired requirements.Key words: MCU，Thermocouple Temperature Sensor，LCD，MAX6675目录1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 电锅炉简介 (1)1.3 电锅炉温度控制系统 (2)1.4 设计要求 (2)2 温度控制系统方案分析 (3)2.1 设计思想 (3)2.2 几种方案设计 (3)2.3 方案设计要求 (4)2.4 课题研究的意义 (4)3 电锅炉温度控制系统硬件设计 (6)3.1 温度检测电路 (6)3.1.1 热电偶传感器 (6)3.1.2 MAX6675电路 (6)3.2 温度显示单元电路 (8)3.3 温度控制电路 (10)3.3.1 蜂鸣器驱动电路 (10)3.3.2 继电器 (11)3.3.3 STC89C51单片机 (12)4 电锅炉温度控制系统软件设计 (18)5 电锅炉温度控制系统仿真 (20)5.1 电路仿真结果 (20)6 电锅炉温度控制系统设计实物图 (22)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录 (26)附录A (26)附录B (26)1绪论1.1课题背景锅炉技术的发展受经济发展速度和投资规模因素影响，能源政策和节能、环保要求的制约等越来越严重。
加热炉温度控制系统设计
Key words: PLC，Heating furnace，Temperature control system，Automatic control
目
1 1.1 1.2 2 2.1 2.1.1 2.1.2 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.3 3 3.1 3.1.1 3.1.2 3.2 3.2.1 3.2.2 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.4 3.5 4 4.1
关键字： PLC，加热炉，温度控制系统，自动控制
中 北 大 学 2017 届 毕 业 设 计 说 明 书
Design of Heating Furnace Temperature Control System
Abstract：Modern industry development is becoming more and more automated, and in the automatic control device of programmable controller is widely used, because it is based on the old relay, control technology, communication technology, computer technology into one, at the same time, compared with the traditional teacher relay control, its ability is stronger, the operation is more simple and convenient, safe and reliable, for the long-term continuous work of modern industry regularly, it will be more suitable for the temperature control. This paper mainly through the overall design of the heating furnace temperature control system, choose the best hardware design, the use of software, program flow chart, ideas, text and other aspects detailed introduces the principle of each module, design and application, with the use of control algorithm and program design. Taking PLC as the core, through the PLC programming the temperature control object, can be conveniently designed to meet the temperature requirements of the control system. The SIEMENS S7-200PLC, and programming language design, with automatic control theory, solve the problem of heating furnace temperature control.
温度控制系统(计算机控制课设)
中北大学课程设计任务书2012/2013学年第一学期学院：信息与通信工程学院专业：自动化学生姓名：学号：09050542 课程设计题目：温度程序控制系统设计起迄日期: 2013年1 月7日~2013年1 月18日课程设计地点:中北大学指导教师:张艳兵张秀艳系主任:王忠庆下达任务书日期: 2013年 1 月 7日课程设计任务书课程设计任务书4．主要参考文献：1、李朝青.单片机原理及接口技术.北京：北京航空航天大学出版社，20052、张艳兵、赵建华、鲜浩.计算机控制技术.北京：国防工业出版社，20083 、袁保生.Protel99SE电路设计实验指导.太原：中北大学，20104、胡锦、蔡谷明、梁先宇. 单片机技术使用教程. 北京：高等教育出版社，2003.5、李勋. 单片机实用教程. 北京：北京航空航天大学出版社，2000.6、李晓莹. 传感器与测试技术. 北京：高等教育出版社,2004.5.设计成果形式及要求：课程设计说明书1份原理图和PCB图各1份程序清单1份6．工作计划及进度：起迄日期工作内容2013年1月7日~ 1月8 日 1月 9日~ 1月11日 1月12日~ 1月14 日1月 15日~ 1月16日1月 17日~ 1月18 日查阅资料，确定设计方案设计硬件电路画出流程图，编写控制程序撰写课程设计说明书课程设计答辩系主任审查意见：签字：年月日基于单片机的电炉温度检测、控制系统摘要：本文主要解决对电炉的温度进行实时检测和控制的问题。
采集电炉的温度，并控制在一定的温度。
一．原理电炉温度控制系统是闭合的反馈系统。
温控系统主要由温度传感器、温度调节仪、执行装置、被控对象四个部分组成，其系统组成框图如图1所示。
被控制对象是大容量、大惯性的电炉温度对象，是典型的滞后环节，在这里近似为包含有纯滞后的一阶滞后；由于被控对象电容量大，通常采用可控硅作调节器的执行器，图1温度控制系统结构图如下：图2二．硬件电路设计1.传感器的选择（1）铂金电阻Pt100具有高精度、高稳定、宽泛的工作温度范围。
(何嘉涛)反应器温度控制系统设计
过程控制系统课程设计题目：反应器串级控制系统设计——系统设计部分学生：何嘉涛班级：2013电气7班学号：*************指导老师：***2016年12月12日目录前言 (4)第一章连续槽反应器温度控制系统设计的目的意义 (4)1.1 连续槽反应器简介 (4)1.2 目的及意义 (5)第二章连续槽反应器温度控制系统工艺流程及控制要求 (5)第三章总体设计方案 (6)3.1 方案比较 (6)3.1.1 简单控制系统 (6)3.1.2 串级控制系统 (7)3.2 方案选择 (8)第四章串级控制系统分析 (8)4.1 主回路设计 (8)4.2 副回路设计 (8)4.3 主、副调节器规律选择 (8)4.4 主、副调节器正反作用方式确定 (9)第五章仪器仪表的选取及元器件清单 (9)5.1 温度的测量与变送器的选择 (9)5.2 调节器的选择 (10)第六章控制系统的组成 (12)6.1控制系统仪表元件清单件清及配接 (13)6.2利用Matlab进行仿真 (13)串级反应器温度控制系统设计摘要：在工业过程中，温度是最常见的控制参数之一，反应器温度控制是典型的温度控制系统。
对温度的控制效果将影响生产的效率和产品的质量，如果控制不当将损害工艺设备甚至对人身安全造成威胁。
因此反应器温度的控制至关重要。
连续槽反应器是化学生产的关键设备是一个具有大时滞、非线性和时变特性、扰动变化激烈且幅值大的复杂控制对象。
结合控制要求，通过分析工艺流程，本论文设计了串级PID分程控制方案。
方案选定后，进行了硬件和软件的选择。
硬件上选用西门子公司的S7-200 PLC，并用相应的STEP7软件编程。
然后采用北京三维力控科技有限公司开发的三维力控组态软件设计监控画面并利用Matlab7.0对系统进行了仿真。
关键词：温度，反应器，串级PIDIn the industrial process,temperature is one of the most common control parameters,reactor temperature control system is a typical temperature control system.The temperature control effect will influence the production efficiency and product quality,if it is not controlled properly,process equipment will be damaged,even personal safety will be threatened.Thus the reactor temperature control is essential. Continuous stirred tank reactor is the key equipment in chemical production,it is a complicated control object with a large time delay, nonlinearity,time-varying characteristics and drastic changes and large amplitude disturbance. Combined with the control requirements.The hardware and software selection are done following the selection of control scheme.As to hardware, the S7-200 PLC of Siemens is chosen, and the corresponding software STEP7 is chosen for programming.Then Force Control of Beijing Three-dimensional Force Control Company ischosen to make the supervision picture.Matlab7.0 work for the simulation.Keywords: temperature,reactor, cascade PID前言——串级控制系统随着科学技术的发展，现代过程工业规模越来越大，复杂程度越来越高，产品的质量要求越来越严格，以及相应的系统安全问题，管理与控制一体化问题等，越来越突出，因此要满足这些要求，解决这些问题，仅靠简单控制系统是不行的，需要引入更为复杂、更为先进的控制系统，由此串级控制系统应运而生。
加热炉温度串级控制系统说明书
设计说明书1加热炉的简介1.1加热炉的基本构成与组成加热炉是一种直接受热加热设备主要用于加热气体或液体，所用燃料通常有燃料油和燃料气。
加热炉的传热方式以辐射传热为主。
加热炉一般由辐射室、余热回收系统、对流室、燃烧器和通风系统等五部分组成。
（1）辐射室：通过火焰或高温烟气进行辐射传热的部分。
这部分直接受火焰冲刷，温度很高（600-1600℃），是热交换的主要场所（约占热负荷的70-80%）。
（2）余热回收系统：用以回收加热炉的排烟余热。
有空气预热方式和废热锅炉方式两种方法。
（3）对流室：靠辐射室出来的烟气进行以对流传热为主的换热部分。
（4）燃烧器：是使燃料雾化并混合空气，使之燃烧的产热设备，燃烧器可分为燃料油燃烧器，燃料气燃烧器和油一气联合燃烧器。
（5）通风系统：将燃烧用空气引入燃烧器，并将烟气引出炉子，可分为自然通风方式和强制通风方式。
其结构通常包括：钢结构、炉管、炉墙（内衬）、燃烧器、孔类配件等。
1.2加热炉温度控制系统工作原理加热炉温度控制系统原理图控制原理图如上所示，加热炉的主要任务是把物料加热到一定温度，以保证下一道工序的顺利进行。
燃料油经过蒸汽雾化后在炉膛中燃烧，物料流过炉膛四周的排管中，就被加热到出口温度。
在燃料油管道上装设一个调节阀，物用它来控制燃油量以达到所需出口温度T1的目的。
1.3加热炉出口温度控制系统设计目的及意义加热炉控制的主要任务就是保证工艺介质最终温度达到并维持在工艺要求范围内，由于加热炉具有强耦合、大滞后等特性，控制起来非常复杂。
同时，近年来能源的节约、回收和合理利用日益受到关注。
加热炉是冶金、炼油等生产部门的典型热工设备，能耗很大。
因此，在设计加热炉控制系统时，在满足工艺要求的前提下，节能也是一个重要质量指标，要保证加热炉的热效率最高，经济效益最大。
另外，为了更好地保护环境，在设计加热炉控制系统时，还要保证燃料充分燃烧，使燃烧产生的有害气体最少，达到减排的目的。
1.4加热炉温度控系统工艺流程及控制要求加热炉的主要任务是把原制油或重油加热到一定温度，以保证下一道工序（分馏或裂解）的顺利进行。
智能温度控制系统设计说明
2012届毕业设计(论文)题目温度智能控制系统设计专业班级2008自动化05 学号2008500260姓名苗青指导教师述斌教授学院名称电气信息学院2011年 5 月 27 日温度智能控制系统设计Intelligent temperaturecontrol system design****: **指导教师: 述斌教授摘要随着电子产品向智能化和微型化的不断发展,单片机已成为电子产品研制和开发中首选的控制器。
为了更好地推广单片机在实际生活和生产中的应用,本文介绍一种基于单片机AT89C51设计的温度控制系统，以实现系统能自主调节温度的功能。
该温度系统采用温度传感器DS1820来获得当前温度，并以数字信号的方式传送给单片机。
采集的温度与从4X2矩阵键盘输入的温度值进行比较，并通过液晶显示器LCD显示出来。
如果采集温度低于设置温度，系统将通过继电器模块自动控制升温；如果采集温度高于设置温度，系统将通过继电器模块自动控制降温。
文中介绍了该控制系统的硬件部分，包括：温度采集电路、温度设置电路、温度显示电路、继电器电路等。
文中还着重介绍了软件设计部分。
里采用模块化结构，主要模块有：温度采集模块、键盘扫描及按键处理模块、温度显示模块、温度比较模块、继电器控制模块。
经实际制作表明该温度控制系统具有体积小、操作灵活、可靠性高、实用、成本低等特点,具有一定的实际意义。
关键词：单片机AT89C51；温度控制；温度传感器DS1820；液晶显示器LCDAbstractWith the electronic products developing to intelligent and miniaturization,single chip has become the first chosen controller which is used to develop and explore the electronic product. In order to promote single chip applicating in real life and production, the paper will introduce a temperature control system which is based on a kind of single chip AT89C51, and it can achieve the function that the system can regulate the temperature independently.The temperature system adopts the temperature sensor DS1820 to get the current temperature, and transfer it to the microcontroller with the way of digital signal.The acquised temperature will be compared with the temperature which is put in by 4X2 matrix keyboard, and will be displayed by liquid crystal display.If collected temperature below the set temperature, the system will automatically control to heat up by the relay modules.If collected temperature higher than the set temperature, the system will automatically control to reduce by the relay modules.The paper introduces the hardware which is part of the control system, including:temperature acquisition circuit,temperature setting of the circuit, temperature display circuit, relay circuit and so on. The paper has also mainly introduced the design of software. Here use modular construction, the main module:temperature acquisition module, keyboard scan and key processing module, temperature display module, temperature comparison module, relay control module.According to make it actually, I find it has these characteristics: small volume, flexible operation, high reliability, practical, low cost and so on. It has practical significance.Keywords:Single Chip AT89C51；Temperature Control； T emperature Sensor DS1820；Liquid Crystal Display；第一章绪论1.1 选题背景与意义在生产过程中，温度的控制是十分常见的。
电烤箱温度控制计算机控制系统设计
计算机控制系统课程设计说明书电烤箱温度控制系统设计DESIGN OF ELECTRIC OVEN TEMPERATURE CONTROL SYSTEM 学生姓名周泽民学院名称信电工程学院学号20120501153班级12 电气 1专业名称电气工程及其自动化指导教师曹言敬2015 年7 月10 日摘要本次温度控制系统设计整体而言完全可以实现对电烤箱温度闭环恒定控制。
但是不当之处在所难免。
当热电阻检测出当前电烤箱所处温度时，不能和预置温度一起以数字形式很直观的对比显示出来。
及操作者无法同时看到电烤箱当前所处温度和预置温度。
鉴于此种情况，应再外接一个数码显示器以软件程序来实现，将电烤箱当前所处温度和预置温度同时显示出来；在实际使用过程中，由于电烤箱加热时有一定得温度缓冲，即当电烤箱断电时，加热并不是立即停止，而是过一段时间后温度才慢慢停下来以致开始下降。
这样就使得我们控制很不准确，会出现严重超温或者低温现象。
鉴于此种情况，我们应在电烤箱温度接近我们要求的温度时，由连续加热或连续降温改为断续加热或断续降温。
关键词单片机；温度；电烤箱；控制目录1 绪论 .................................................................... (1)1.1 技术指标 ............................................................. (1)1.2 控制方案 .................................................................... (1)1.2.1 控制系统的建模 ...................................................... (1)1.2.2 PLC 系统 ....................................................... (2)1.2.3 单片机系统 ....................................................... (3)1.2.4 选择最优方案 ....................................................... (4)2 硬件部分设计 .................................................................... (5)2.1 C51 单片机简介 .................................................................... (5)2.1.1 中央处理器CPU ...................................................... (5)2.1.3 AT89C51 单片机引脚功能 ...................................................... (6)2.1.4AT89C51单片机时钟电路及时序 (8)2.1.5 AT89C51单片机复位电路 ....................................................... (9)2.2 温度检测电路设计 ............................................................ (10)2.2.1 温度传感器 ...................................................... (10)2.2.2 变送器 ....................................................... (10)2.2.3 A/D 转换 ....................................................... (10)温度控制电路设计 ............................................................2.5 数码管显示电路设计 ............................................................ (16)3 控制程序设计 .................................................................... (19)3.1 工作流程 ............................................................. (19)3.2 功能模块 ............................................................. (19)3.3 资源分配模块 ............................................................. (19)3.4 软件功能设计 ............................................................. (19)3.4.1 键盘管理 ....................................................... (19)3.4.2 显示管理 ....................................................... (20)3.4.3 温度检测模块 .................................................................... (22)3.4.4 温度控制模块 ....................................................... (23)3.4.6 主程序模块 ....................................................... (23)3.5基于 SIMULINK 的 PID 仿真 (24)结论................................................................ (26)II徐州工程学院课程设计说明书致谢 (27)参考文献 (28)附录 (29)附录 1 (29)附录 2 (30)徐州工程学院课程设计说明书1绪论1.1 技术指标温度控制是工业生产过程中经常遇到的控制，有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品质量，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。
毕业论文——锅炉温度控制系统设计
XX XX 大学毕业设计说明书学院、系：专业：学生姓名：学号：设计题目：锅炉温度控制系统设计起迄日期: 20**年2月13日~20**年6月10日指导教师:教授系主任:发任务书日期:20**年1月7日目录第1章绪论 (1)1.1课题背景 (3)1.2 课题目的及意义 (4)1.3设计指标 (4)1.4 论文工作 (5)第2章系统设计方案与论证 (5)2.1 系统设计方案 (6)2.2 方案选定 (7)第3章锅炉温度控制系统硬件电路设计 (7)3.1 系统供电电源电路设计 (8)3.2单片机最小系统 (9)3.3 温度测量电路 (13)3.4 A/D转换单元 (16)3.5 输出模块 (20)3.6 键盘电路 (23)第四章锅炉温度控制系统软件设计 (24)4.1 主程序流程图及分析 (24)4.2 子程序流程图及分析 (25)第5章调试 (28)结论 (29)第1章绪论1.1课题背景根据国内实际情况和环保问题的考虑和要求，燃烧锅炉由于污染并效率不高，已经逐渐被淘汰；燃油和燃气锅炉也存在着燃料供应不方便和安全性等问题。
因些在人口密集的居民区、旅馆、医院和学校，电加热锅炉完全替代燃煤、燃油、燃气锅炉。
自70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在微电子技术和计算机技术的迅猛发展以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国内外温度控制系统的发展迅速，并在智能化，自适应、参数整定等方面，以日本、美国、德国、瑞典等国技术领先，都生产出了一批商品化的、性能优异的温度控制器及仪表，并在各行广泛应用。
电加热锅炉采用全新加热方式，它具有许多优点，使其比其他形式的锅炉更具有吸引力：(1)无污染。
不会排放出有害气体、飞尘、灰渣，完全符合环保方面的要求。
(2)能量转化效率高。
加热元件直接与水接触，能量转换效率很高，可达95%以上。
(3)锅炉本体结构简单，安全性好。
不需要布管路，没有燃烧室、烟道，不会出现燃煤、燃油、燃气的泄漏和爆炸危险。
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温度控制系统设计目录第一章系统方案论证总体方案设计温度传感系统温度控制系统及系统电源单片机处理系统（包括数字部分）及温控箱设计算法原理第二章重要电路设计温度采集温度控制第三章软件流程基本控制控制时间最优的控制流程图第四章系统功能及使用方法温度控制系统的功能温度控制系统的使用方法第五章系统测试及结果分析硬件测试软件调试第六章进一步讨论参考文献致摘要：本文介绍了以单片机为核心的温度控制器的设计，文章结合课题《温度控制系统》，从硬件和软件设计两方面做了较为详尽的阐述。
关键词：温度控制系统控制单片机: .:引言：温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制，有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。
本文设计了以单片机为检测控制中心的温度控制系统。
温度控制采用改进的数字控制算法，显示采用静态显示。
该系统设计结构简单，按要求有以下功能：()温度控制围为°;()有加热和制冷两种功能()指标要求：超调量小于°；过渡时间小于；静差小于℃；温控精度℃()实时显示当前温度值，设定温度值，二者差值和控制量的值。
第一章系统方案论证总体方案设计薄膜铂电阻将温度转换成电压，经温度采集电路放大、滤波后，送转换器采样、量化，量化后的数据送单片机做进一步处理；当前温度数据和设定温度数据经算法得到温度控制数据；控制数据经转换器得到控制电压，经功率放大后供半导体致冷器加热或制冷，从而实现温度的闭环控制。
系统大致可以分为：传感、单片机处理、控制及温控箱。
图－系统总体框图势；经过铂电阻特性分析，在要求的温度围铂电阻的线性较好，所以不必要增加非线性校正电路；采样电压再经过高精度电压放大电路和隔离电路之后输出；另外，由于高精度的需要，电路对电源要求较高，所以采用稳压电源电路的输出电压，并且需要高精度运放。
因为温度变化并不是很快，所以电路对滤波器的要求并不高，这里采用了一阶滤波即可满足要求。
温度控制系统及系统电源温度控制系统温度控制系统需要完成的功能为：转换器输出的电压控制信号，经过电压放大，再通过功率单元提高输出功率后，控制半导体制冷器件加热或制冷。
故此子系统可分为电压放大、功率输出两部分。
转换器输出的电压控制信号经过电压放大、功率放大后，给两片半导体制冷器件供电。
另外单片机还输出一个用来控制是加热还是制冷的控制信号。
功率放大电路采用稳压芯片，可承受高输出电流，且端输出电压与端的电压差保持不变的特点，可将控制信号利用运放方向放大后，输入至稳压芯片的端，输出信号的电压围和功率放大至合适的大小。
具体设计为输出的控制信号，经上述处理，在端利用继电器，由单片机输出的加热制冷控制信号控制继电器的闭合方向，改变半导体器件的电流方向，从而控制加热或制冷。
系统电源本设计需要供电的部分有温度采集部分须有基准电压供电，单片机处理系统的数字电路部分需要＋的电源，而实验室的电源会有纹波，故采用稳压芯片自行设计，电路如图，调节可变电阻，即可得到所需的电压。
其中可变电阻是起到分压得作用，避免在上的压降过大，否则发热，会使电压不稳。
U1单片机处理系统及温控箱设计单片机系统单片机系统结构如下：①模数部分将传感信号量化为位二进制数，并将其送入最小系统板；②控制层调用算法，计算出控制量，同时提供人机交互；③数模部分将控制量转换为模拟电压，送入温度控制部分。
最小系统板与外部数字电路部分（包括、、外部中断源信号等）的通信参照了微机原理与接口实验中的实验箱电路的连接方法。
调用算法的中断采用的是部定时器，可以简化外围电路。
温控箱设计我们用实验室提供的材料自己设计制作了温度控制箱体。
控温箱为正方体铝箱，在其中相对的两个侧表面用导热硅胶粘贴了半导体致冷材料而成。
为提高箱体绝热性能，在除了粘有半导体材料之外的其他表面，都贴有保温塑料层，为加强密闭性，尽量减少控制箱腔体积，又要露出全部的半导体制冷片，我们采用的是“工字形”方案，即：将填入铝箱的保温塑料层做成一个无接缝的整体，相对的半导体制冷片的两侧挖空，露出其全部面积，中间留有一个很小的腔体作为温度控制的空间（插入热敏电阻与标准表探头）。
我们采用将箱体放入冷水中的方法解决温控箱的散热问题。
算法原理、基本算法其中和()都是八位二进制数，用一个字节存储。
在上述公式中，存在差项，需要用补码来表示负数。
所以必须用最高位作为符号位，和()用位表示显然是不够的。
处理方法是在和()前面补一个值为零的字节，以两字节来表示，运算的最终结果结果取位有效位。
基本的算法，需要整定的系数是（比例系数）（积分系数）（微分系数）三个。
这三个参数对系统性能的影响如下：（）比例系数① 对动态性能的影响比例系数加大，使系统的动作灵敏，速度加快，偏大，振荡次数加多，调节时间加长。
当太大时，系统会趋于不稳定，若太小，又会使系统的动作缓慢；② 对稳态性能的影响加大比例系数，在系统稳定的情况下，可以减小静差，提高控制精度，但是加大只是减少静差，不能完全消除。
（）积分系数① 对动态性能的影响积分系数通常使系统的稳定性下降。
太大，系统将不稳定；偏大，振荡次数较多；太小，对系统性能的影响减少；而当合适时，过渡特性比较理想；② 对稳态性能的影响积分系数能消除系统的静差，提高控制系统的控制精度。
但是若太小时，积分作用太弱，以致不能减小静差。
（）微分系数微分控制可以改善动态特性，如超调量减少，调节时间缩短，允许加大比例控制，使静差减小，提高控制精度。
但当偏大或偏小时，超调量较大，调节时间较长，只有合适的时候，才可以得到比较满意的过渡过程。
对系数实行“先比例，后积分，再微分”的整定步骤。
（）首先只整定比例部分。
即将比例系数由小到大，并观察相应的系统响应，直到得到反应快，超调小的响应。
（）加入积分环节。
整定时首先置积分系数一个较小的值，并将第（）步中整定的比例系数略为缩小（例如缩小为原值的倍），然后增大，使在保持系统良好动态性能的情况下，静差得到消除。
在此过程中，可根据响应的好坏反复改变比例系数与积分系数。
（）若使用比例积分调节器消除了静差，但动态过程经反复调整仍不能满意，则可加入微分环节。
在整定时，可先置微分系数为，在第一步的基础上，增大，同时相应地改变比例系数和积分时间。
、时间最优的控制算法采用上述控制算法存在一个问题：当设定值比当前值高很多时，在相当一段时间，控制增量都为正，而且在不断的积累增大；只有当温度上升到设定值以上时，控制增量才有可能变为负值；要用负的控制增量抵消以前积累的正控制量，需要的时间较长；这正是产生超调量的根本原因。
当设定值低于当前值时情况类似。
为解决这个问题，采用了时间最优的控制算法。
时间最优的控制即开关控制（控制）与控制相结合的控制方式。
其思想是：开关控制即指在当前值与设定值偏差较大的情况下，控制系统进入“开”或者“关”两种状态。
具体到本系统，就是指当前温度和设定温度差别很大时，要么全功率（最大电压输出）的加热，要么就全功率的制冷。
当前值与设定值相差在阈值α以时，采用算法计算输出控制量；当在α以外时，则直接输出最大值作为控制量，不再调用算法,不做控制量的累加。
这样处理可以在很大程度上改善控制性能。
第二章重要电路设计温度采集图－温度采集电路用电桥采集温敏电阻值的变化，考虑到是小信号的放大，所以选择仪表放大电路，并且选择高精度，低温漂的运算放大器。
电阻为薄膜铂电阻，与在电桥的两个臂上，将铂电阻的电阻转换为电压信号的放大倍数定为倍，的作用是调节放大倍数，使输出电压为调节过程：、把铂电阻定在度的阻值欧姆，调节，使输出为。
、把铂电阻定在度的阻值欧姆，调节，使输出为、采用一阶滤波，目的是滤出高频得噪声干扰，所以定在几十。
温度控制. 电压变换：电路图见图－图－电压变换电路说明：这部分电路先将输出的电压控制信号(～) 用一个运放构成的反向放大器转移到电平～，然后通过小功率稳压芯片降压。
这是因为经稳压芯片ＬＭ，电压至少会提高（－再经过扩展）。
在调试过程中，调节的阻值，便可调整反向放大器的增益，从而调整输出电压的围。
. 控制电路：具体电路包括由两片构成的功率放大，以及由继电器构成的输出电流方向控制两部分，如图－所示。
电路说明：（）单片机的串口的输出经过继电器的驱动芯片，控制四刀继电器（）都与上端或下端接通，从而改变输入半导体制冷器件的电流方向。
（）控制电压信号经放大分压后输入的端，和可用来调整零点。
（）由于的和端至少需要的压降，而半导体制冷器件最多承受的电压，故两路输入电源输入采用＋的大功率电源。
图－功率输出电路U1R31kR41k第三章 软件流程 基本控制 一、中断：、定时器中断：采集温度数据、调用算法核生成温度控制数据、发送温度控制数据到温度控制系统；、键盘中断：外部中断，响应键盘输入； 、中断：外部中断，是完成的反馈信号。
二、地址分配键盘显示控制器：占用地址空间（状态、命令口），（数据口）占用外部中断线； 芯片：占用地址空间，占用外部中断 芯片：占用地址空间 算法中的数据： 采样温度 控制量控制量的方向 设定的温度 显示缓冲区控制数字表达式为： 其中改写为增量形式：具体流程图可见图－。
图－ 数字增量型控制算法流程图时间最优的控制流程图图－时间最优的控制流程图第四章系统功能及使用方法温度控制系统的功能本系统的温度显示围：℃～℃，显示精度：℃ ，可使控温箱体的温度恒定在℃～℃围的任意温度上。
温度控制系统的使用方法显示当前箱体的温度值显示控制量的大小显示当前温度与设定温度之间的差值设定目标温度值第五章系统测试及结果分析硬件测试调试流程稳压电源：调节稳压电源对应的变阻器，使输出为；确定中断源工作正常；确定温度传感器数字电路工作正常；温度传感器模拟电路：（）调节电桥满足铂电阻额定电流；（）在摄氏度调节零点；（）升温到一个较高温度，确定覆盖围；（）任意选定温度，验证；确定温度控制器数字电路工作正常；温度控制器模拟电路：（）设定温度控制量的模为，调节调零变阻使的电压为零；（）设定温度控制量的模最大，调节围控制电阻，使输出的电压为所需的最大值；（）取任一中间量验证（）改变温度控制量方向，检验继电器动作；（）验证有载工作。
一些调试技巧硬件调试的时候，不能盲目的调试，应该首先分析一下原因，这一点可以通过测试硬件中的关键点来得出，再去调试相应的部分；调试的主要方法是测试相应部分电源特性和焊接联通性，若未解决再察看电路的完整性，再无问题则需要检查设计原理。
调试中遇到的问题及分析串扰：可以采用诸如模、数、功率分离，一点接地等方法来避免串扰；. 输出经电平转换至但联调加入后向通道时电平转换不起作用。
解决方法：调试发现联结后降低电平的失效，判断是有电流倒灌，经计算是由于电路的电阻太小导致电流太大使的偏置失效，改正后电路正常工作。