1、畢 業 設 計(論 文) 開題報告題目： 系部 專業 姓名 學號 指導教師： 年 月 日一、文獻綜述1. 課題來源 依據老師的要求來設計的課題。2選題依據、背景情況 溫度是是工業上常見的被控參數之一，特別在冶金、化工、機械制造等領域，恒溫控制系統被廣泛應用于熱水器等一些熱處理設備中。在一些溫控系統電路中，廣泛采用的是通過熱電偶、熱電阻或pn結測溫電路經過相應的信號調理電路，轉換成a/d轉換器能接收的模擬量，在通過采樣/保持電路進行a/d轉換，最終送入單片機及其相應的外圍電路，完成監控。本文介紹單片機通過數字溫度傳感器檢測外部溫度對水箱進行恒溫控制的設計，采用pid算法來控制pwm波形的產生，進

2、而來控制熱水箱的加熱來實現恒溫控制。采用單片機實現溫度控制不僅具有控制方便、簡單、靈活等優點，而且可以大幅度的提高被控溫度的技術指標，從而大大提高產品的質量。3. .國內外研究現狀、發展動態 在人類的生活環境中，溫度扮演著極其重要的角色。溫度是工業生產中常見的工藝參數之一，任何物理變化和化學反應過程都與溫度密切相關，因此溫度控制是生產自動化的重要任務。對于不同生產情況和工藝要求下的溫度控制，所采用的加熱方式，燃料，控制方案也有所不同。無論你生活在哪里，從事什么工作，無時無刻不在與溫度打著交道。自18世紀工業革命以來，工業發展對是否能掌握溫度有著絕對的聯系。在冶金、鋼鐵、石化、水泥、玻璃、醫藥等

3、等行業，可以說幾乎80%的工業部門都不得不考慮著溫度的因素。目前，國內外恒溫控制系統的應用技術已發展的比較成熟，大多數是使用單片機和plc對溫度進行控制，但隨著plc、工業網絡及監控組態軟件的迅速發展，在工業生產過程中基于plc的恒溫控制系統開始占據了主導地位。基于plc的恒溫控制系統在工業生產過程中充分體現了一下優點：（1）采用光電隔離、rc濾波器等屏蔽措施具有較高的抗干擾能力和可靠性；（2）針對不同的工業現場信號有相應的i/o模塊與工業現場的器件或設備直接連接；（3）采用模塊化結構；（4）編程簡單，易于實現；（5）系統設計、安裝、調試方便；（6）維修方便，維修工作量小；（7）投產周期及成本

4、比較低。本設計基于一個plc的恒溫控制監控系統，達到溫度的實時控制與顯示。該系統克服傳統的位式調節器和pid調節器超調大的缺點,充分發揮plc控制靈活、編程方便、適應性強和fameview的實時顯示的優點,提高了控制的精確度。而且該系統操作簡單、工作穩定可靠、實用性強并有良好的組態監控界面,能遠程控制，適應了當前現代化工業的需要,適用范圍廣,其經濟效益很好。在工業生產中,常用閉環控制方式控制溫度、流量等連續變化的模擬量,pid控制是常見的一種控制方式。在使用模擬量控制器的模擬控制系統和使用計算機(包括plc)的數字控制系統中得到了廣泛的應用。可編程序控制器(plc)是以微處理器為基礎,綜合了計

5、算機技術、控制技術、通訊技術等高新技術，可以構成不同的控制系統,將模擬量輸入輸出控制和現代控制方法融為一體,實現智能控制、閉環控制、多控制功能一體的綜合控制系統。本文針對恒溫水箱溫控系統的要求,以plc為溫度控制系統的核心,利用pid控制算法實現系統的恒溫控制。4. 主要參考文獻1 吉順平，孫承志，路明，等西門子plc與工業網絡技術m北京：機械工業出版社，2008. 2 梁森，歐陽三泰，王侃夫. 自動檢測技術及應用m.北京：機械工業出版社，2008.3 張洪潤，張亞凡，.傳感器原理及應用m.北京：清華大學出版社，2008.4 嚴盈富，羅海平，吳海勤. 監控組態軟件與 plc 入門.北京：人民郵

6、電出版社，2011.45 居里. 分析電力工業中的新型紅外溫度傳感器j.中國光學期.2011,(23):14-17.6 宿元斌. 數字溫度傳感器lm83及其應用j.儀表技術，2006,(04):26-28.7 徐興建，高峰. 基于dsp與數字溫度傳感器的溫度控制系統j.現代電子技術,2010(09)：23-25.8 汪國平. 淺談傳感器技術在機電一體化中的應用j.硅谷，2011,（05）:10-11.9 張華平. plc應用技術及應用中注意的問題j.城市建設理論研究，2011，(21):15-18.10 張月異. plc技術應用專業課程教學改革初探j.中國科技教育.理論版，2011,(08)：

7、12-14.11 王俊. 可編程序控制器_plc_概述j.科技資訊，2010,(08):24-25.12 李梅, 馮健雨. plc在機械手自動控制裝置中的應用分析j.機床電器，2004，31（3）：36-3713 陸貴友. 電加載機械傳動試驗臺的設計.吉林工業大學自然科學學報.1999,29（3）：100-10214 plc恒溫箱的設計：15 機械畢業設計(plc的恒溫箱控制系統設計)：16 (李永忠)恒溫箱plc控制系統的設計: 17 plc應用系統設計及實例: 18 溫度傳感器：19 基于plc電阻爐溫度控制系統：20 基于plc的智能溫度控制器的研究: 二、設計（論文）的內容1. 研究目

8、的 溫度控制對象，在工業控制過程中，是相當重要的控制對象，因為溫度直接的影響到了燃燒、化學反應、發酵、烘烤、蒸餾、濃度，結晶以及空氣流動等物理的和化學的變化過程。溫度控制的不好很有可能引起嚴重的安全事故，產品質量和產量等一系列的問題。溫度控制是許多設備的重要的構成部分，它的功能是將溫度控制在所需要的溫度范圍內，以利于進行工件的加工與處理。不論是在生活中還是在工業生產過程中，溫度的變化對生活、生產的某些細節環節都會造成不同程度的影響，所以適時地對溫度進行控制具有重要的意義。2. 主要內容及技術 本次設計是基于plc水箱恒溫控制系統，通過可編程控制器控制，讓水箱中的水保持恒定值。首先要通過pt-1

9、00鉑電阻來檢測水溫，并把檢測到的溫度與設定值進行比較，將其偏差值經過pid運算后控制雙向晶閘管的導通角，調節加熱絲的功率，從而使實際溫度迅速接近給定值溫度。pid參數主要受到進出水流量、水箱水溫設定控制溫度、室溫等因素影響。3. 研究方法本次設計恒溫箱將基于plc設計完成。恒溫系統要求通過冷熱水的各自流通來控制恒溫箱內的溫度在2080之間的某個設定數值。兩個數碼顯示管分別用于顯示設定溫度及顯示測試溫度。當水溫低于設定值時，報警并采用電加熱升溫。當水溫高于設定值時，報警并啟動冷卻水泵使水流經冷卻器向恒溫箱供水降溫。由此系統總體設計由控制部分，電源部分，按鍵部分，溫度測量部分，顯示部分，加熱裝置

10、，狀態指示燈部分，水泵部分，報警部分組成。基本組成框圖如圖所示。 系統模塊框圖4. 預期成果 第一、開通電源，狀態指示燈1亮。第二、通過按鍵鍵入設定溫度，數碼顯示管1顯示設定溫度。第三、數碼顯示管2顯示恒溫箱內的實時溫度。第四、當數碼顯示管2上顯示的溫度低于鍵盤顯示板1上的設定溫度時，蜂鳴器報警。加熱裝置加熱。水泵2開始運行，狀態指示燈3亮，水泵2抽取儲水箱2中的熱水注入恒溫箱的第二組金屬管，同時儲水箱3中的第二組金屬管端口有水流出。第五、當數碼顯示管2所顯示的溫度等于數碼顯示管1的設定溫度時，蜂鳴器停止報警，加熱裝置停止工作，水泵2停止工作，狀態指示燈3熄滅。第六、當數碼顯示管2上顯示的溫度高于數碼顯示管1上的設定溫度時，蜂鳴器報警，水泵1開始運行，狀態指示燈2亮。水泵1抽取儲水箱1中的冷水注入恒溫箱的第一組金屬管，同時儲水箱3中的第一組金屬管端口有水流出。第七、當數碼顯示管2所顯示的溫度等于數碼顯示管1的設定溫度時，蜂鳴器停止報警，水泵1停止工作，狀態指示燈2熄滅。5.論文提綱（或為畢業設計的系統模塊）根據上文我們要實現的恒溫箱功能