【正文】 SR。萬用表電阻檔測量出固體繼電器交流兩端電阻接近為零時，說明此固體繼電器內(nèi)部的可控硅已損壞。4）固體繼電器電壓等級的選取及過壓保護(hù)當(dāng)加在固體繼電器交流兩端的電壓峰值超過SSR所能承受的最高電壓峰值時，固體繼電器內(nèi)的元件便會被電壓擊穿而造成SSR損壞，選取合適的電壓等級和并聯(lián)壓敏電阻可以較好地保護(hù)SSR。b、交流負(fù)載為220V的感性負(fù)載或交流負(fù)載為380V的阻性負(fù)載時可選取380V電壓等級的SSR。d、SSR過壓的保護(hù)：除SSR內(nèi)部本身有RC吸收回路保護(hù)外，還可以采取并聯(lián)金屬氧化物壓敏電阻（MOV），MOV面積大小決定吸收功率，MOV的厚度決定保護(hù)電壓值。表29 SSR的電氣特性(一般性參數(shù))浪涌電流（電網(wǎng)一周）700％普通型SSR靜態(tài)電壓上升率dVs/dt100V/μs普通型SSR換向電壓上升率dVc/dt10V/μs大于等于10A的SSR漏電流小于12mA過零型SSR過零區(qū)域177。絕緣電壓（輸入、輸出及外殼間）≥2000VAC使用溫度范圍30℃—＋80℃過零型SSR開啟最大延時10msSSR關(guān)斷最大延時10ms電網(wǎng)頻率50Hz(或60Hz)5）固體繼電器電流等級的選取及過流保護(hù)過流（最嚴(yán)重的情況為負(fù)載短路）是造成SSR內(nèi)部輸出可控硅永久性損壞的最主要原因。因此選取固體繼電器時，保證一定的電流裕量是極其重要的。b、負(fù)載為交流電動機(jī)時，選取SSR的電流等級須大于等于67倍的電動機(jī)額定電流。VCC負(fù)載＋－～～～220VSSR圖216續(xù) 灌電流驅(qū)動的電路圖（b）d、電力補(bǔ)償電容器類負(fù)載時，選取SSR的電流等級須大于5倍的負(fù)載額定電流。選取快速熔斷器的電流等級的原則為略大于最大負(fù)載電流，而固體繼電器的電流等級則盡可能大，這樣快熔就能比較可靠地保護(hù)SSR?？諝忾_關(guān)分“慢速”和“快速”兩類：“慢速”類主要應(yīng)用于如電動機(jī)、電力電容器等有很大啟動沖擊電流的負(fù)載；“快速”類主要應(yīng)用于阻性、其他感性類負(fù)載。） 6）SSR的發(fā)熱與散熱：2A、3A、4A、5A系列在印刷板上使用，不需外加散熱器；裝置式SSR在應(yīng)用于10A以下的額定電流可以安裝在散熱較好的金屬平板上；10A以上需散熱器，自然風(fēng)冷；額定電流大于30A時最好用風(fēng)扇冷卻；條件允許，電流較大時(如150A以上)，水冷最佳。C的溫度開關(guān)，把溫度開關(guān)的常閉觸點(diǎn)串入SSR的控制回路，這樣當(dāng)測試點(diǎn)溫度達(dá)到75176。 電源的設(shè)計(jì)在本系統(tǒng)中，單片機(jī)系統(tǒng)、A/D轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等，均需要電源，而且它們的電源等級不一樣，故而必須分別設(shè)計(jì)它們。集成穩(wěn)壓電源又稱三端集成穩(wěn)壓器，它是指將功率調(diào)整管、取樣電阻、基準(zhǔn)電壓、誤差放大、啟動及保護(hù)電路等全部集成在一塊芯片上，具有特定輸出電壓的穩(wěn)壓集成電路。三端IC穩(wěn)壓器按性能與用途可分為固定輸出正穩(wěn)壓器、固定輸出負(fù)穩(wěn)壓器、可調(diào)輸出正穩(wěn)壓器、可調(diào)輸出負(fù)穩(wěn)壓器4類。國內(nèi)外廠家均將此系列穩(wěn)壓器命名為78系列，如7807812等。例如7805即表示穩(wěn)壓輸出為5V，7812表示穩(wěn)壓輸出為12V等。前面的字母稱“前綴”，一般是各生產(chǎn)廠（公司）的代號；后面的字母稱“后綴”用以表示輸出電壓容差和封裝外殼的類型。分別為780780780787817817817824。78L系列最大輸出電流為100mA，78M系列最大輸出電流為500mA ，78。其中，78L有兩種封裝形式：一種是金屬殼的TO39封裝；一種是塑料TO92封裝。78L系列中，一般的以塑封的使用較多。不加散熱片時最大功耗可達(dá)1W，加2002004mm178。不加散熱片時，后者最可達(dá)2W；加2002004 mm178。（2）三端固定輸出負(fù)穩(wěn)壓器 這類穩(wěn)壓器輸出固定的負(fù)電壓。輸出電壓有5V、8V、9V、12V、15V、18V、24V等。（3）三端可調(diào)輸出正穩(wěn)壓器 此類穩(wěn)壓器輸出為在一定范圍內(nèi)可調(diào)的正電壓。在電壓調(diào)整端外接電位器后，可對輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。外形與78系列的TOTO3TO202等相同，只是管腳排列不同。有LM13LM23LM337幾種類型，最大輸入電壓為40V，～37V（可調(diào)）之間。在本系統(tǒng)中用到的＋5V的電源設(shè)計(jì)如下：220μ1000μ1327805220V~+5V+—圖217 LM7805典型的應(yīng)用電路另外，在單片機(jī)系統(tǒng)中還多次應(yīng)用到+12V的電源，故而在上述的基礎(chǔ)上還設(shè)計(jì)了一個+12V電源的電路，見下圖：C1LM7812C2C3C4+Ui+Uo 1 2 3圖218 LM7812典型的應(yīng)用電路 A/D轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)電源的設(shè)計(jì)由于A/D轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)所要求的電源精度非常高，不像單片機(jī)系統(tǒng)所要求的那么低，給A/D轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)供電的電源不能出現(xiàn)波動和電壓不穩(wěn)的現(xiàn)象。I0+12V7K+5VADJI0RP+12V7KΩΩ+5VADJ_+ADJ (a) (b) (c) 圖219 LM336電路符號LM336的電路設(shè)計(jì) 不需要溫度補(bǔ)償?shù)囊话銘?yīng)用場合可采用圖219電路。因硅二極管有負(fù)的電壓溫度系數(shù)，可對LM336的正電壓溫度系數(shù)進(jìn)行溫度補(bǔ)償。在本系統(tǒng)中，根據(jù)選用圖219（c）電路。也就是說塑封電機(jī)高、中、低、微轉(zhuǎn)速都對應(yīng)一個導(dǎo)通角，而每個導(dǎo)通角的導(dǎo)通時間是從零電壓開始計(jì)算的，導(dǎo)通時間不一樣，導(dǎo)通角度的大小就不一樣，因此電機(jī)的轉(zhuǎn)速就不一樣。這樣通過三極管的反復(fù)導(dǎo)通、截止，在芯片過零檢測端口D點(diǎn)形成100Hz脈沖波形，芯片通過判斷，檢測電壓的零點(diǎn)。程序結(jié)構(gòu)LED顯示按鍵掃描鍵值處理A/D采樣及上傳PID計(jì)算越限報(bào)警加熱執(zhí)行機(jī)構(gòu)圖32 程序結(jié)構(gòu)圖 數(shù)碼顯示環(huán)節(jié)軟件設(shè)計(jì)在本環(huán)節(jié)由于選用的數(shù)碼顯示是動態(tài)數(shù)碼顯示，CWR為8155控制口位元址，POC為C口地址。程序中，先取DIS3中的數(shù)，對應(yīng)選中第一個數(shù)碼管，其余類推?；诳紤]這種考慮，在軟件設(shè)計(jì)中，設(shè)置了三次采樣，如果三次采樣的值不變，或者變化很小，單片機(jī)才將此信號當(dāng)成正常待轉(zhuǎn)換信號，如果三次采樣的信號出現(xiàn)很大的偏差，對于溫度這樣的大慣性參數(shù)，不會在很短的時間內(nèi)出現(xiàn)大的變化，單片機(jī)會取消此大偏差信號，進(jìn)行下一次采樣。相鄰兩次采樣值之間的變化有一定的限度。當(dāng)采樣信號由于隨機(jī)干擾，如大功率用電設(shè)備的啟動或停止，造成電流的尖峰干擾或誤檢測，以及變送器不穩(wěn)定而引起的嚴(yán)重失真等，可采用程序判斷法進(jìn)行濾波。 限幅濾波把兩次相鄰的采樣值相減，求出其增量(以絕對值表示)，然后與兩次采樣允許的最大差值(由被控對象的實(shí)際情況決定)ΔY進(jìn)行比較，若小于或等于ΔY，則取本次采樣值；若大于ΔY，則仍取上次采樣值作為本次采樣值。具體應(yīng)用時，關(guān)鍵的問題是最大允差ΔY的選取，ΔY太大，各種干擾信號將“乘虛而入”，使系統(tǒng)誤差增大；ΔY太小，又會使某些有用信號被“拒之門外”，使計(jì)算機(jī)采樣效率變低。通常可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得，必要時也可由實(shí)驗(yàn)得出。但這種方法也有明顯的缺點(diǎn)： (1)△Y的確定不夠靈活，必須根據(jù)現(xiàn)場的情況不斷更換新值； (2)不能反映采樣點(diǎn)數(shù)N＞3時各采樣值受干擾的情況，因而其應(yīng)用受到一定的限制。軟件流程圖如圖35所示。再按一次，設(shè)置個位。NN延時10ms開始有設(shè)置標(biāo)志位？等待鍵釋放移位加一設(shè)置千位？設(shè)置百位？設(shè)置十位？調(diào)KEY3調(diào)KEY3調(diào)KEY3NYYYYNN返回設(shè)置個位？調(diào)KEY3Y 圖38 鍵二功能流程圖第三個鍵為加一鍵，當(dāng)?shù)谒膫€鍵切換到某一功能設(shè)置時，調(diào)用第三鍵的功能程序，實(shí)現(xiàn)對該值的設(shè)定，所以第三鍵為加一鍵，每按一次對該值某位加一。按一次，從當(dāng)前顯示狀態(tài)切換到下一顯示狀態(tài)。取采樣值與下限溫度比較，小于它則轉(zhuǎn)移與上限溫度比較。 置標(biāo)志，停止加熱小于下限燈亮報(bào)警。等待T1中斷圖311 T0中斷流程圖 標(biāo)度轉(zhuǎn)化子程序取采樣值，并轉(zhuǎn)化為雙字節(jié)賦參數(shù)調(diào)用雙字節(jié)乘法子程序賦下限參數(shù)存乘法結(jié)果的整數(shù)調(diào)用加法子程序，且R7,R6為有效值（R7=00H）R6R7值送A、10送BA除以B，將個位送存儲單元余數(shù)送A，10送BA除以B，將十位送存儲單元余數(shù)送A，10送BA除以B，將百位送存儲單元千位送存儲單元返回開始二十進(jìn)制轉(zhuǎn)換子程序目的是把實(shí)際采樣取得的二進(jìn)制值轉(zhuǎn)換成BCD碼形式的溫度值，然后存放到顯示緩沖區(qū)中，供顯示子程序調(diào)用。公式： Pout = Kpe(t)+Ki∑e(t)+Kd(e(t)–e(t1)) 增量計(jì)算法就是相對于標(biāo)準(zhǔn)算法的相鄰兩次運(yùn)算之差，得到的結(jié)果是增量，也就是說在上一次的控制量的基礎(chǔ)上需要增加的控制量。這是面向比例項(xiàng)用的變動資料。 e(t) + e(t1) + e(t2)+…….+e(1),這是每一次測量到的偏差值的總和，這是代數(shù)和，考慮到正負(fù)符號的運(yùn)算，這是面向積分項(xiàng)用的變動資料。比例調(diào)節(jié)作用：是按比例反應(yīng)系統(tǒng)的偏差，系統(tǒng)一旦出現(xiàn)了偏差，比例調(diào)節(jié)立即產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用用以減少偏差。積分調(diào)節(jié)作用：是使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高無差度。積分作用的強(qiáng)弱取決與積分時間常數(shù)Ti，Ti越小，積分作用就越強(qiáng)。積分作用常與另兩種調(diào)節(jié)規(guī)律結(jié)合，組成PI調(diào)節(jié)器或PID調(diào)節(jié)器。因此，可以改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。微分作用對噪聲干擾有放大作用，因此過強(qiáng)的加微分調(diào)節(jié)，對系統(tǒng)抗干擾不利。 PID算法的軟件實(shí)現(xiàn)取采樣值，并與設(shè)定值進(jìn)行比較賦乘法運(yùn)算緩存單元地址首址調(diào)無符號數(shù)乘法存放結(jié)果的有效值計(jì)算E(k)并存E(K)取KI參數(shù)并計(jì)算PI=KI*E(K)計(jì)算PI=KI*E(K)取E(K) 、E(K1) 并求E(K)E(K1)取Kp參數(shù)并求Kp*[E(K)E(K1)] 求Kp*[E(K)E(K1)]+KI*E(K)保存上式之和取E(K)、E(K2)并計(jì)算E(K)+E(K2)取E(k1) 求出E(K)+E(K2)2*E(K1)取Kd參數(shù)并求出Pd=Kd*[E(K)+E(K2)2*E(K1)] Pd=Kd*[E(K)+E(K2)2*E(K1)] Pd=Kd*[E(K)+E(K2)2*E(K1)] Pd=Kd*[E(K)+E(K2)2*E(K1)]取Pd，取Kp*[E(K)E(K1)]+KI*E(K)， 計(jì)算Pd+PI開始 圖316 控制算法流程圖存P(k)到P(k1) 存E(K1)到E(K2)存E（k）到E（k1）存E(K1)到E(K2)返回取設(shè)定值并比較設(shè)定值與實(shí)測值清執(zhí)行機(jī)構(gòu)標(biāo)志計(jì)算P=K*E(K),且結(jié)果放在51H,50H單元中取8位有效值，放到28H單元中圖316續(xù) 控制算法流程圖 系統(tǒng)軟件調(diào)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)好之后要進(jìn)行的步驟就是調(diào)試，調(diào)試包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試，在調(diào)試過程中要不斷地找出其中的錯誤，并進(jìn)行現(xiàn)場解決，然后在重復(fù)，直至系統(tǒng)可以正常運(yùn)行為止。通常是先排除系統(tǒng)中明顯的硬件故障后再和軟件結(jié)合起來調(diào)試。該系統(tǒng)的軟件調(diào)試，是把程序輸入計(jì)算機(jī)，然后進(jìn)行模擬調(diào)試，在調(diào)試時程序應(yīng)該以一段如果出現(xiàn)一段的形式進(jìn)行調(diào)試，這樣可以方便軟件的問題，進(jìn)行及時修改，最后再將調(diào)試好的小段程序連接在一起進(jìn)行整體調(diào)試，當(dāng)整個程序都沒錯誤時，軟件調(diào)試已經(jīng)成功。至此，系統(tǒng)的調(diào)試工作就完成了。 結(jié)論與展望結(jié)論：即將結(jié)束了為期三個月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我深刻感受到自身知識的缺乏，同時，在整個設(shè)計(jì)過程中我也感受到自身知識的進(jìn)步，特別是在單片機(jī)控制系統(tǒng)方面。在通過對三種方案進(jìn)行對比之后，我選擇用單片機(jī)設(shè)計(jì)的溫度系統(tǒng)。本文設(shè)計(jì)的鍋爐溫度控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)如下功能：（1）利用功能按鍵分別實(shí)現(xiàn)對溫度的設(shè)定，包括設(shè)定滿足工藝要求的特定溫度值、鍋爐正常工作所能承受的最高和最低溫度值等；（2）利用數(shù)碼管顯示當(dāng)前鍋爐內(nèi)溫度、所設(shè)定的上下限溫度。（4）當(dāng)鍋爐內(nèi)實(shí)際溫度達(dá)到所設(shè)定的下限值時，系統(tǒng)會進(jìn)行聲光報(bào)警，并啟動固態(tài)繼電器，對鍋爐內(nèi)進(jìn)行加熱。由于學(xué)生水平有限，而且時間比較緊迫，所以在設(shè)計(jì)鍋爐溫度控制系統(tǒng)時難免會有很多漏洞和不足之處，同時也有部分功能模塊不夠完善，希望各位指導(dǎo)老師給予寶貴的意見和建議。隨著單片機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，模糊控制技術(shù)的發(fā)展，再加上單片機(jī)無與倫比的性價比，我相信用單片機(jī)控制的鍋爐溫控系統(tǒng)必將取代用純電子電路設(shè)計(jì)的溫控系