【正文】 法方面，具體表現(xiàn)為國內(nèi)溫控儀在全量程范圍內(nèi)溫度控制精度低，自適應(yīng)性較差。目前已出現(xiàn)一種高精度模糊控制沈陽理工大學(xué)計算機(jī)控制系統(tǒng)課程設(shè)計論文 5 器，可以更好的模擬人的操作經(jīng)驗來改善控制性能，從理論上講，可以完全消除穩(wěn)態(tài)誤差。其中應(yīng)用較多的有模糊 控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制以及專家系統(tǒng)等。并通過將智能控制與 PID 控制相結(jié)合，從而實現(xiàn)溫度的智能控制。但是，它的不足也恰恰在于此，當(dāng)對象特性一旦發(fā)生改變，三個控制參數(shù)也必須相應(yīng)地跟著改變，否則其控制品質(zhì)就難以得到保證。采用這種方法實現(xiàn)的溫度控制器，其控制品質(zhì)的好壞主要取決于三個 PID 參數(shù)（即比例值、積分值、微分值）。前者稱為模擬 PID 調(diào)節(jié)器，后者稱為數(shù)字 PID 調(diào)節(jié)器。由于 PID 調(diào)節(jié)器模型中考慮了系統(tǒng)的誤差，誤差變化及誤差積累三個因素，因此，其控制性能大大地優(yōu)越于定值開關(guān)控溫法。由于這種控制方式是當(dāng)系統(tǒng)溫度上升至設(shè)定點時關(guān)斷電源，當(dāng)系統(tǒng)溫度下降至設(shè)定點時開通電源，因而無法克服溫度變化過程的滯后性，致使系統(tǒng)溫度波動較大，控制精度低，完全不適用于高精度的溫度控制。這種開關(guān)控溫方法比較簡單，在沒有計算機(jī)參與的情況下，用很簡單的模擬電路就能夠?qū)崿F(xiàn)。 沈陽理工大學(xué)計算機(jī)控制系統(tǒng)課程設(shè)計論文 4 從工業(yè)溫度控制器的發(fā)展過程來看，溫度控制技術(shù)大致可分以下幾種： (1) 定值開關(guān)控溫法 所謂定值開關(guān)控溫法，就是通過硬件電路或軟件計算判別當(dāng)前溫度值與設(shè)定目標(biāo)溫度值之間的關(guān)系，進(jìn)而對系統(tǒng)加熱源（或冷卻裝置）進(jìn)行通斷控制。恒值 溫度控制的目的是使被控對象的溫度恒定在某一數(shù)值上，且要求其波動幅度（即穩(wěn)態(tài)誤差）不能超過某一給定值。動態(tài)溫度跟蹤實現(xiàn)的控制目標(biāo)是使被控對象的溫度值按預(yù)先設(shè)定好的曲線進(jìn)行變化。因此，在實際的測量中，要根據(jù)具體的測量對象選擇合適的測量方法，在滿足測量精度要求的前提下盡量減少人力和物力的投入。非接觸式測溫是通過對輻射能量的檢測來實現(xiàn)溫度測量的方法，其優(yōu)點是：不破壞被測溫場，可以測量熱容量小的物體，適于測量運(yùn) 動溫度，還可以測量區(qū)域的溫度分布，響應(yīng)速度較快。 溫度測控技術(shù)包括溫度測量技術(shù)和溫度控制技術(shù)兩個方面。因此，溫度的測量在國民經(jīng)濟(jì)各個領(lǐng)域中均受到了相當(dāng)程度的重視。自然界中任何物理、化學(xué)過程都緊密地與溫度相聯(lián)系。因而，對生產(chǎn)工藝的研究很困難，因此造成產(chǎn)品質(zhì)量低、廢品率高、工作人員勞動強(qiáng)度大、勞動效率低 ，這些都影響企業(yè)的效率。控制精度不高，一旦生產(chǎn)環(huán)境發(fā)生變化就需要重新設(shè)置。占主導(dǎo)地位的是儀表控制，這種系統(tǒng)的控制參數(shù)由人工選擇，需要配置專門的儀表調(diào)試人員，費沈陽理工大學(xué)計算機(jī)控制系統(tǒng)課程設(shè)計論文 2 時、費力且不準(zhǔn)確。 目前，我國電阻爐控制設(shè)備的現(xiàn)狀時是小部分比較先進(jìn)的設(shè)備和大部分比較落后的設(shè)備并存。為了方便進(jìn)行工藝的研究，需要能保存溫度數(shù)據(jù)。我國溫度測量控制現(xiàn)狀還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到工廠化的程度，生產(chǎn)實際中仍然有許多問題困擾著我們，存在著裝備配套能力差，產(chǎn)業(yè)化程度低，環(huán)境控制水平落后，軟硬件資源不能共享和可靠性差等缺點。我國溫度測控設(shè)施計 算機(jī)應(yīng)用，在總體上正從消化吸收、簡單應(yīng)用階段向?qū)嵱没?、綜合性應(yīng)用階段過渡和發(fā)展。 我國對于溫度測控技術(shù)的研究較晚，始于 20 世紀(jì) 80 年代。目前正開發(fā)和研制計算機(jī)數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的多因子綜合控制系統(tǒng)。先是采用模擬式的組合儀表，采集現(xiàn)場信息并進(jìn)行指示、記錄和控制。因此，單片機(jī)對溫度的控制問題是一個工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會遇到的控制問題。然而，用常規(guī)的控制方法，潛力是有限的，難以滿足較高的性能要求。其中，溫度是一個非常重要的過程變量。文中還著重介紹了軟件設(shè)計部分 ，實現(xiàn) PID 算法。文中介紹了該控制系統(tǒng)的硬件部分，包括：溫度檢測電路、溫度控制電路、PC 機(jī)與單片機(jī)輸出通道的電路 。 本設(shè)計以 AT89S52 單片機(jī)為核心的溫度控制系統(tǒng)的工作原理和設(shè)計方法。輸出通道設(shè)計 實踐教學(xué)要求與任務(wù) : 1） 構(gòu)成單片機(jī)溫度控制系統(tǒng) 2） 輸出通道設(shè)計 3） 實驗調(diào)試 4） THFCS1 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)實驗 5） 撰寫實驗報告 工作計劃與進(jìn)度安排 : 1） 第 1～ 2 天，查閱文獻(xiàn)，構(gòu)成單片機(jī)溫度控制系統(tǒng) 2） 第 3～ 4 天，輸出通道設(shè)計 3） 第 5～ 6，實驗調(diào)試 4） 第 7～ 9 天， THFCS1 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)實驗 5） 第 10 天，撰寫實驗報告 指導(dǎo)教師： 201 年 月 日 專業(yè)負(fù)責(zé)人： 201 年 月 日 學(xué)院教學(xué)副院長： 201 年 月 日 沈陽理工大學(xué)計算機(jī)控制系統(tǒng)課程設(shè)計論文 I 摘 要 在工業(yè)生產(chǎn)中，人們需要對各類加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中的溫度進(jìn)行檢測和控制。采用單片機(jī)對溫度進(jìn)行控制具有控制方便、簡單和靈活性大、精度高等優(yōu)點。本設(shè)計由硬件和軟件二部分組成，溫度信號由溫度芯片 DS18B20 采集，并以數(shù)字信號的方式傳送給單片機(jī)。單片機(jī)通過對信號進(jìn)行相應(yīng)處理，從而實現(xiàn)溫度控制的目的。 關(guān)鍵詞 ： 單片機(jī)； 溫度控制；輸出通道； PID 算法 沈陽理工大學(xué)計算機(jī)控制系統(tǒng)課程設(shè)計論文 II 目 錄 引言 ............................................................... 1 第一章 設(shè)計理論基礎(chǔ) ................................................. 3 溫度測控技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀 ............................................ 3 單片機(jī)的發(fā)展概況 .................................................... 5 AT89S52 單片機(jī)簡介 ................................................. 6 AT89S52 單片機(jī)引腳 簡介 ............................................. 7 溫度傳感器 .......................................................... 8 第二章 溫度控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 ...................................... 11 2． 1 硬件系統(tǒng)框圖 ...................................................... 11 硬件電路 ........................................................... 11 輸出通道的設(shè)計 ..................................................... 12 第三章 溫度控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 ....................................... 15 系統(tǒng)開發(fā)工具介紹 ................................................... 15 程序結(jié)構(gòu)框圖 ....................................................... 15 PID 算法 ........................................................... 15 3． 4 程序設(shè)計 .......................................................... 20 第四章 調(diào)試 ........................................................ 30 總結(jié) .............................................................. 32 參考文獻(xiàn) .......................................................... 33 沈陽理工大學(xué)計算機(jī)控制系統(tǒng)課程設(shè)計論文 1 引言 隨著 現(xiàn)代工業(yè)的逐步發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)中，溫度、壓力、流量和液位是四種最常見的過程變量。例如：在冶金工業(yè)、化工工業(yè)、電力工業(yè)、機(jī)械加工和食品加工等許多領(lǐng)域，都需要對各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐的溫度進(jìn)行控制。采用單片機(jī)來對它們進(jìn)行控制不僅具有控制方便、簡單和靈活性大的優(yōu)點，而且可以大幅度提高被測溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。 國外對溫度控制技術(shù)研究較早，始于 20 世紀(jì) 70 年代。 80 年代末出現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)?，F(xiàn)在世界各國的溫度測控技術(shù)發(fā)展很快，一些國家在實現(xiàn)自動化的基礎(chǔ)上正向著完全自動化、無人化的方向發(fā)展。我國工程技術(shù)人員在吸收發(fā)達(dá)國家溫度測控技術(shù)的基礎(chǔ)上，才掌握了溫度室內(nèi)微機(jī)控制技術(shù)，該技術(shù)僅限于對溫度的單項環(huán)境因子的控制。在技術(shù)上，以單片機(jī)控制的單參數(shù)單回路系統(tǒng)居多，尚無真正意義上的多參數(shù)綜合控制系統(tǒng)，與發(fā)達(dá)國家相比，存在較大差距。 電阻加熱爐是熱處理生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的加熱設(shè)備，這樣加熱時升溫過程的測量與控制就成為關(guān)鍵性的技術(shù)。最后， 由于生產(chǎn)中的實際情況，電阻加熱爐要求操作方便，易于維護(hù)，成本較低等等。整體上，我國的電阻爐控制系統(tǒng)與國外發(fā)達(dá)國家相比還比較落后?？刂凭纫蕾囉谠囼炚叩恼{(diào)節(jié)。操作不方便，控制數(shù)據(jù)無法保存。