【正文】 還有我要感謝在此次設(shè)計(jì)過程中給我建議和指導(dǎo)的同學(xué)，正是我們各抒己見的討論，使我的論文進(jìn)度有了提高。不僅如此，王老師耐心的工作態(tài)度和真誠(chéng)的待人風(fēng)格給我留下了非常深刻的印象，對(duì)我以后的工件和生活將影響深遠(yuǎn)。回顧四年的學(xué)習(xí)，我對(duì)自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)有了一定的了解和認(rèn)識(shí)，在這里我要感謝曾經(jīng)教育過我、傳授知識(shí)給我的各位辛勤奉獻(xiàn)的老師，因?yàn)槭撬麄兊臏I水和付出才有我知識(shí)的積累。參考文獻(xiàn)[1] 曾屹．單片機(jī)原理與應(yīng)用 中南大學(xué)出版社，2010[2] 戴永．微機(jī)控制技術(shù) 湖南大學(xué)出版社，2010 [3] 王麗娟．單片機(jī)在鍋爐溫度控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J] ．微計(jì)算機(jī)信息,，2007， (1) ．[4] 王麗娟．PLC在鍋爐實(shí)驗(yàn)裝置的應(yīng)用研究. PLCamp。設(shè)置模塊是由5個(gè)按鍵組合成，可以對(duì)溫度設(shè)定值、上限值、下限值進(jìn)行修改以及顯示溫度。采樣模塊是由PT100、運(yùn)放、AD芯片組合而成。此系統(tǒng)硬件主要分為5個(gè)模塊：電源模塊、采樣模塊、控制模塊、輸出模塊、設(shè)置模塊。通過以上整個(gè)調(diào)試過程，可知此系統(tǒng)硬件和軟件能夠達(dá)到預(yù)期的自動(dòng)控制要求。接下來，調(diào)試超過上限溫度聲光報(bào)警，在水箱中再加入另外一個(gè)加熱絲將水箱中的溫度進(jìn)行加熱，使水箱的溫度顯示往上加，當(dāng)溫度值一旦高于90℃，實(shí)驗(yàn)板上的蜂鳴器和LED進(jìn)行聲光報(bào)警，撤掉后面添加的加熱絲，往水箱中緩慢地均勻加入冷水，觀察到的現(xiàn)象是，當(dāng)溫度低于90℃后，聲光報(bào)警立即自動(dòng)撤消，系統(tǒng)進(jìn)入正常恒溫狀態(tài)。直到達(dá)到一個(gè)80℃水溫的平衡狀態(tài)。設(shè)置完畢后，按下“確定鍵”單片機(jī)把所有設(shè)置參數(shù)保存在相應(yīng)的存儲(chǔ)單元中并且LED返回到顯示當(dāng)前水溫度的狀態(tài)，然后固態(tài)繼電器SSR受PWM波的控制進(jìn)入長(zhǎng)時(shí)間開啟狀態(tài)，加熱絲對(duì)水箱里的水加熱。借助于多功能單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板，利用實(shí)驗(yàn)板上的5個(gè)獨(dú)立按鍵、四位數(shù)碼管顯示，蜂鳴器和發(fā)光二極管、再連接上Pt100組建成電橋，用小水箱裝適量水模擬成一個(gè)電鍋爐，用電熱絲通過固態(tài)繼電器SSR串接在220V交流電源上準(zhǔn)備對(duì)水箱里的水進(jìn)行加熱。Ae(K)e(K1)e(K)224。 子程序流程圖及分析本系統(tǒng)子程序主要有：數(shù)碼管顯示程序、AD轉(zhuǎn)換程序、鍵盤掃描程序、PID控制算法子程序。第四章 鍋爐溫度控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 主程序流程圖及分析在鍋爐溫度控制系統(tǒng)中，主程序的功能主要是實(shí)現(xiàn)初始化，溫度采集A/D轉(zhuǎn)換，溫度值開始系統(tǒng)初始化采集溫度信號(hào)，AD轉(zhuǎn)換顯示溫度值，經(jīng)PID運(yùn)算輸出PWM控制SSR 是否滿足報(bào)警條件? N啟動(dòng)聲光報(bào)警 YN是否有按鍵？ Y 修改設(shè)定值修改上限值值修改下限值值顯示、保存設(shè)定值圖18 主程序流程圖溫度值顯示，將實(shí)際溫度與設(shè)定值進(jìn)行比較進(jìn)行PID運(yùn)算，輸出PWM波形控制SSR并判斷是否要啟動(dòng)報(bào)警，反復(fù)對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描從而更新溫度參數(shù)設(shè)置、顯示。圖16溫度數(shù)碼管顯示 鍵盤電路鍵盤是用來給用戶提供設(shè)置設(shè)定溫度上限值、下限值、顯示溫度等功能。如圖16所示，單片機(jī)的P2口輸出段選編碼，、。當(dāng)溫度恢復(fù)到設(shè)置范圍內(nèi)后，聲光報(bào)警自動(dòng)撤銷。(2)被控負(fù)載在接通瞬間會(huì)產(chǎn)生很大的浪涌電流，所以用戶在選用繼電器時(shí)應(yīng)對(duì)被控負(fù)載的浪涌特性進(jìn)行分析,然后再選擇繼電器。大多數(shù)交流輸出固態(tài)繼電器是一個(gè)零電壓開關(guān)，在零電壓處導(dǎo)通，零電流處關(guān)斷，減少了電流波形的突然中斷，從而減少了開關(guān)瞬態(tài)效應(yīng)。 (3) 快速轉(zhuǎn)換:固態(tài)繼電器因?yàn)椴捎霉腆w器件，所以切換速度可從幾毫秒至幾微妙。圖14 固態(tài)繼電器SSR內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路與一般機(jī)械式繼電器相比，固態(tài)繼電器有如下優(yōu)點(diǎn)：(1) 高壽命，高可靠：固態(tài)繼電器沒有機(jī)械零部件，有固體器件完成觸點(diǎn)功能，能在高沖擊，振動(dòng)的環(huán)境下工作，由于組成固態(tài)繼電器的元器件的固有特性，決定了固態(tài)繼電器的壽命長(zhǎng)，可靠性高。用隔離器件實(shí)現(xiàn)了控制端與負(fù)載端的隔離。PWM波形低電平期間，SSR輸入端IN1為低電平，從而OUT1和OUT2兩觸點(diǎn)斷開，將加熱執(zhí)行機(jī)構(gòu)加熱絲從220V回路中切斷，控制加熱機(jī)構(gòu)對(duì)鍋爐停止加熱，與此同時(shí)工作指示燈LED點(diǎn)熄滅。 繼電器輸出加熱執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開與關(guān)狀態(tài)由固態(tài)繼電器（Solid State Relay），如圖13所示。(2)當(dāng)水溫高于上限溫度和低于下限溫度時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行聲光報(bào)警。(4)當(dāng)R、S均為0時(shí)，Q在CP端有脈沖上升沿到來時(shí)動(dòng)作，具體是Q=D，即若D為1則Q也為1，若D為0則Q也為0。(2)當(dāng)R為S為0時(shí)，輸出Q一定為0，因此R可稱為復(fù)位端。4個(gè)控制分別是R、S、CK、D。如下圖所示，可以用兩片CD4013構(gòu)成如下的4分頻電路將2MHZ的ALE頻率分成512KHZ640KHZ。 GND：地。 　　REF（+）、REF（）：基準(zhǔn)電壓。 　　CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端。 　　OE：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入，高電平有效。 　　START： A／D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)脈沖輸入端，輸入一個(gè)正脈沖（至少100ns寬）使其啟動(dòng)（脈沖上升沿使0809復(fù)位，下降沿啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換）。 　　21～28：8位數(shù)字量輸出端。下面說明各引腳功能。 　　6）工作溫度范圍為40～＋85攝氏度 7）低功耗，約15mW。 　　2）具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。其內(nèi)部有一個(gè)8通道多路開關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通8路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。圖8 溫度信號(hào)AD轉(zhuǎn)換電路圖 其中ADC0809的A、B、C三個(gè)端口作為它IN0IN8八個(gè)輸入通道的選擇信號(hào)，由于此處只用到了IN0通道，所以將此A、B、C三個(gè)端口全部接地，單片機(jī)啟動(dòng)ADC0809的轉(zhuǎn)換后，延時(shí)一段時(shí)間，然后程序采取掃描方式檢測(cè)ADC0809是否轉(zhuǎn)換結(jié)束，當(dāng)接收到一個(gè)高電平時(shí)，發(fā)出一個(gè)READ信號(hào)，使得ADC0809輸出鎖存緩沖器開放，將數(shù)據(jù)輸送到數(shù)據(jù)線上，從而完成溫度數(shù)字信號(hào)的采集過程。以下是PT100鉑電阻R/T曲線和相應(yīng)的分度表。PT后的100即表示它在0℃時(shí)阻值為100歐姆，在100℃。因?yàn)殂K電阻在氧化性介質(zhì)中，甚至高溫下其物理、化學(xué)性質(zhì)都非常穩(wěn)定，因此它具有精度高、穩(wěn)定性好性能可靠的特點(diǎn)，鉑電阻在中溫（200~650℃）范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。(2)、當(dāng)溫度在0—131℃的范圍，運(yùn)放輸出的電壓分別線性對(duì)應(yīng)是0—5V的標(biāo)準(zhǔn)。圖6 溫度測(cè)量信號(hào)處理電路根據(jù)PT100鉑電阻R/T曲線可知電阻溫度的關(guān)系線性度非常好，電阻溫度的關(guān)系可以近似確實(shí)測(cè)量上限溫度，Uo1=2550* 100/( R1_1+100)，當(dāng)Uo1=5V時(shí)，可以計(jì)算出測(cè)量上限溫度時(shí)對(duì)應(yīng)的電阻為：150歐姆，查Pt100的分度表，可得：測(cè)量上限溫度為131℃，即當(dāng)t=0℃時(shí)，可得Uo1=0V；當(dāng)t=131℃時(shí)，可得Uo1=5V。