1、第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環電子控制系統的設計和應用閉環電子控制系統閉環電子控制系統 雞蛋孵化溫度控制器的設計與應用雞蛋孵化溫度控制器的設計與應用 水箱水位閉環電子控制系統的設計和應用水箱水位閉環電子控制系統的設計和應用 設計和安裝閉環電子控制系統的一般步驟和注意事項設計和安裝閉環電子控制系統的一般步驟和注意事項 第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環電子控制系統的設計和應用一、閉環電子控制系統 第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環電子控制系統的設計和應用 閉環電子控制系統與開環電子控制系統不同，閉環電子控制系統與開環電子控制系統不同，它能對輸出結果進行檢測，并將

2、檢測信號反饋到控它能對輸出結果進行檢測，并將檢測信號反饋到控制處理部分，從而對系統的控制產生影響。它的方制處理部分，從而對系統的控制產生影響。它的方框圖為：框圖為： 常見的閉環電子控制系統有常見的閉環電子控制系統有家用電冰箱家用電冰箱、空調空調、電熱水器電熱水器、智能電飯鍋智能電飯鍋、現代化農業溫室現代化農業溫室等等。等等。 輸入輸入控制（處理）控制（處理）輸出輸出 被控對象被控對象 檢測檢測反饋反饋閉環電子控制系統的組成方框圖第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環電子控制系統的設計和應用開環電子控制系統開環電子控制系統特點：特點：系統的輸出端與輸入端不存在反饋回路，系統的輸出端與輸入端

3、不存在反饋回路，輸出量對系統的控制作用不發生影響的系統。輸出量對系統的控制作用不發生影響的系統。閉環電子控制系統（反饋控制系統）閉環電子控制系統（反饋控制系統）特點：特點：系統輸出信號與測量元件之間存在反饋系統輸出信號與測量元件之間存在反饋回路?；芈?。“閉環閉環”這個術語的含義，就是將輸出這個術語的含義，就是將輸出信號通過測量元件反饋到系統的輸入端，通過信號通過測量元件反饋到系統的輸入端，通過比較、控制來減小系統誤差。比較、控制來減小系統誤差。 第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環電子控制系統的設計和應用溫度的測量和控制對人類日常生活、工業生產、溫度的測量和控制對人類日常生活、工業生產

4、、氣象預報、物資倉儲等都起著極其重要的作用。在氣象預報、物資倉儲等都起著極其重要的作用。在許多場合，及時準確獲得目標的溫度信息是十分重許多場合，及時準確獲得目標的溫度信息是十分重要的，近年來，溫度測控領域發展迅速，并且隨著要的，近年來，溫度測控領域發展迅速，并且隨著數字技術的發展，溫度的測控芯片也相應的登上歷數字技術的發展，溫度的測控芯片也相應的登上歷史的舞臺，能夠在工業、農業等各領域中廣泛使用。史的舞臺，能夠在工業、農業等各領域中廣泛使用。 第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環電子控制系統的設計和應用電飯鍋溫度控制器電路圖電飯鍋溫度控制器電路圖第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節

5、閉環電子控制系統的設計和應用二、雞蛋孵化溫度控制器的設計與應用 第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環電子控制系統的設計和應用雞蛋孵化溫度控制系統的介紹雞蛋孵化溫度控制系統的介紹 (1)溫度溫度(2)濕度濕度(3)通風通風(4)入孵位置入孵位置(5)翻蛋翻蛋(6)涼蛋涼蛋 雞蛋孵化過程僅有溫度是不行的。需要以下幾個條件：雞蛋孵化過程僅有溫度是不行的。需要以下幾個條件：第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環電子控制系統的設計和應用雞蛋孵化溫度控制器模型圖：雞蛋孵化溫度控制器模型圖： 第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環電子控制系統的設計和應用雞蛋孵化溫度控制器的設計與應用雞蛋

6、孵化溫度控制器的設計與應用 【設計要求設計要求】（1）設計一個雞蛋孵化溫度控制系統。）設計一個雞蛋孵化溫度控制系統。 （2）要求孵化溫度控制在）要求孵化溫度控制在37 39范圍內。范圍內。 【設計分析設計分析】（1）根據設計要求，確定溫度是被控量，孵）根據設計要求，確定溫度是被控量，孵化室是被控對象。化室是被控對象。 （2）由于對孵化室的溫度控制嚴格地規定了）由于對孵化室的溫度控制嚴格地規定了溫度允許變化的范圍，所以必須使用閉環電子控制溫度允許變化的范圍，所以必須使用閉環電子控制系統。通過對被控量的檢測與反饋，可以實現較高系統。通過對被控量的檢測與反饋，可以實現較高精度的溫度控制。精度的溫度控

7、制。第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環電子控制系統的設計和應用（3）按照閉環電子控制系統的方框圖，確定）按照閉環電子控制系統的方框圖，確定預置溫度范圍，選擇控制（處理）電路的元器件、預置溫度范圍，選擇控制（處理）電路的元器件、輸出部件和檢測溫度的傳感器，通過查找資料將輸出部件和檢測溫度的傳感器，通過查找資料將各部分用接口電路連接起來，組成一個閉環電子各部分用接口電路連接起來，組成一個閉環電子溫度控制系統。溫度控制系統。（4）分析本系統受到的干擾因素，并考慮減）分析本系統受到的干擾因素，并考慮減少干擾影響的措施。少干擾影響的措施。 第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環電子控制系

8、統的設計和應用雞蛋孵化溫度控制器方框圖雞蛋孵化溫度控制器方框圖輸入輸入:預置控制預置控制溫度裝置溫度裝置控制（處理）控制（處理）:選擇控制（處選擇控制（處理）電路的元理）電路的元器件器件輸出輸出:選擇電磁選擇電磁繼電器、繼電器、電爐等電爐等被 控 對被 控 對象 孵 化象 孵 化室室檢測檢測:溫 度 傳溫 度 傳感器感器反饋反饋第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環電子控制系統的設計和應用【設計方案設計方案】設計方案設計方案A 根據設計分析，組成如下電路圖：根據設計分析，組成如下電路圖： 第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環電子控制系統的設計和應用【工作過程工作過程】：參考教材：

9、參考教材【安裝調試安裝調試】：參考教材：參考教材第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環電子控制系統的設計和應用參考教材，自己設計方案完成雞蛋孵參考教材，自己設計方案完成雞蛋孵化溫度控制器的設計安裝于調試?；瘻囟瓤刂破鞯脑O計安裝于調試。 第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環電子控制系統的設計和應用 本節課我們主要通過對雞蛋孵化溫度控制本節課我們主要通過對雞蛋孵化溫度控制系統的設計與應用了解了閉環電子控制系統的系統的設計與應用了解了閉環電子控制系統的基本設計，在設計與制作過程中還有需要要注基本設計，在設計與制作過程中還有需要要注意的事項，下節課我們將進一步進行研究閉環意的事項，下節課

10、我們將進一步進行研究閉環電子控制系統設計與應用。電子控制系統設計與應用。 第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環電子控制系統的設計和應用三、水箱水位閉環電子控制系統的設計和應用 第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環電子控制系統的設計和應用水箱水位閉環電子控制系統的介紹水箱水位閉環電子控制系統的介紹 水位控制器是指通過機械式或電子式的方法水位控制器是指通過機械式或電子式的方法來進行高低水位的控制，可以控制電磁閥、水泵來進行高低水位的控制，可以控制電磁閥、水泵等，成為水位自動控制器或水位報警器，從而來等，成為水位自動控制器或水位報警器，從而來實現半自動化或者全自動化，方法有多種，根據

11、實現半自動化或者全自動化，方法有多種，根據選用不同的產品而不同。選用不同的產品而不同。 第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環電子控制系統的設計和應用水箱或水池用水位控制器的電路圖水箱或水池用水位控制器的電路圖第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環電子控制系統的設計和應用水位傳感器水位傳感器第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環電子控制系統的設計和應用水箱水位閉環電子控制系統的設計和應用水箱水位閉環電子控制系統的設計和應用 【設計要求設計要求】（1）設計和制作一個水箱水位閉環電子控制系統的模型。）設計和制作一個水箱水位閉環電子控制系統的模型。（2）能模擬水塔水箱水位的自動控制

12、。）能模擬水塔水箱水位的自動控制。 【設計分析設計分析】（1）根據對設計要求的分析，水箱中的水位高度是被控量，水箱中的水是被控）根據對設計要求的分析，水箱中的水位高度是被控量，水箱中的水是被控對象。對象。（2）由于對水箱中水位的高度變化有嚴格的要求，即要求水箱中儲存的水不能）由于對水箱中水位的高度變化有嚴格的要求，即要求水箱中儲存的水不能超過某一水位（高水位），也不能低于某一水位（低水位），因此必須對被控量進行超過某一水位（高水位），也不能低于某一水位（低水位），因此必須對被控量進行檢測，并反饋所測得的結果。實現這一控制必須采用閉環電子控制系統。檢測，并反饋所測得的結果。實現這一控制必須采用閉

13、環電子控制系統。（3）根據閉環電子控制系統的方框圖，選擇合適的輸入、控制（處理）、輸出、）根據閉環電子控制系統的方框圖，選擇合適的輸入、控制（處理）、輸出、檢測部分的元器件（或實用電路）、設備等。檢測部分的元器件（或實用電路）、設備等。 第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環電子控制系統的設計和應用輸入：三根裸露的硬銅線組成水位探頭，輸入：三根裸露的硬銅線組成水位探頭，A A是高是高水位探頭；水位探頭；B B是低水位探頭；是低水位探頭；C C是零水位探頭。調整是零水位探頭。調整探頭位置可改變輸入量。探頭位置可改變輸入量。 控制（處理）：由三極管開關電路組成。水位控制（處理）：由三極管開關

14、電路組成。水位傳感器檢測并反饋水箱的實際水位與設定值進行比傳感器檢測并反饋水箱的實際水位與設定值進行比較，經判斷后發出向水箱送水或停止送水的指令。較，經判斷后發出向水箱送水或停止送水的指令。 輸出：由繼電器、電動機、水泵、水箱等組成。輸出：由繼電器、電動機、水泵、水箱等組成。 檢測：由三根水位探頭組成一個傳感器，對水檢測：由三根水位探頭組成一個傳感器，對水箱水位隨時進行檢測，并把水位信號反饋至比較器。箱水位隨時進行檢測，并把水位信號反饋至比較器。 第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環電子控制系統的設計和應用水箱水位閉環電子控制系統方框圖水箱水位閉環電子控制系統方框圖 水箱水位閉環電子控

15、制系統方框圖水箱水位閉環電子控制系統方框圖輸入輸入調節水位探頭調節水位探頭C，確定高水，確定高水位，調節水位位，調節水位探頭探頭B，確定，確定低水位。低水位。控制（處理）控制（處理）電子電路對電子電路對輸入信號分輸入信號分析后，發出析后，發出指令。指令。輸出輸出電磁繼電器、電磁繼電器、電動機、抽電動機、抽水泵等完成水泵等完成水的輸送。水的輸送。被控對象被控對象水箱中的水箱中的水位。水位。檢測檢測由由ABC三個水三個水位探頭組成的位探頭組成的水位傳感器檢水位傳感器檢測水箱中水位測水箱中水位的高低。的高低。比較器比較器反饋反饋第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環電子控制系統的設計和應用水箱

16、水位閉環電子控制系統電路圖水箱水位閉環電子控制系統電路圖第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環電子控制系統的設計和應用水箱水位閉環電子控制系統印制板電路圖水箱水位閉環電子控制系統印制板電路圖 第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環電子控制系統的設計和應用【工作過程工作過程】：參考教材：參考教材【安裝調試安裝調試】：參考教材：參考教材第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環電子控制系統的設計和應用參考教材，自己設計方案完成水箱水位參考教材，自己設計方案完成水箱水位閉環電子控制系統的設計與應用的拓展。閉環電子控制系統的設計與應用的拓展。 第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環

17、電子控制系統的設計和應用設計和安裝開環電子控制系統的一般步驟如下：設計和安裝開環電子控制系統的一般步驟如下： （1）按照設計要求進行分析，確定被控量和被控對象。）按照設計要求進行分析，確定被控量和被控對象。（2）如果對空置量控制的精確度要求較高，應利用有反饋的閉環電子控制系）如果對空置量控制的精確度要求較高，應利用有反饋的閉環電子控制系統對被控對象實施控制。統對被控對象實施控制。（3）根據閉環電子控制系統方框圖，選擇控制（處理）部分的電子電路、輸）根據閉環電子控制系統方框圖，選擇控制（處理）部分的電子電路、輸出部分的執行器、檢測部分中的傳感器，并參考有關資料，通過接口連接電路將出部分的執行器、

18、檢測部分中的傳感器，并參考有關資料，通過接口連接電路將各個部分緊密地連接成一個完整的控制系統。各個部分緊密地連接成一個完整的控制系統。 第一節開環電子控制系統的設計和應用第一節開環電子控制系統的設計和應用（4）按照電路圖安裝電路。）按照電路圖安裝電路。（5）將系統各部分進行整體安裝和調試。在調試過程中，輸入預置空控制）將系統各部分進行整體安裝和調試。在調試過程中，輸入預置空控制量，根據被控量的變化進行監控。認真分析干擾因素對被控量的干擾，并通過量，根據被控量的變化進行監控。認真分析干擾因素對被控量的干擾，并通過調整預置控制量等各種方法把干擾的影響減少至最低。調整預置控制量等各種方法把干擾的影響減少至最低。（6）通過制作、試驗，發現涉及存在的問題，對方案進行改進或優化。）通過制作、試驗，發現涉及存在的問題，對方案進行改進或優化。 第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環電子控制系統的設計和應用水箱恒溫閉環控制系統的設計水箱恒溫閉環控制系統的設計 第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環電子控制系統的設計和應用水箱恒溫閉環控制電路方框圖水箱恒溫閉環控制電路方框圖設定溫控點設定溫控點控制器控制器繼電器繼電器電熱棒電熱棒控制量控制量熱敏傳感器熱敏傳感器第二節閉環電子控制系統的設計和應用第二節閉環電子控制系統的設計和應用水箱恒溫