浴室水溫控制器設(shè)計(jì)

1、  電 子 科 技 大 學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）論文題目： 浴室水溫控制器設(shè)計(jì) 教學(xué)中心： 電子科技大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育重慶學(xué)習(xí)中心 指導(dǎo)老師： 職 稱： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào): 專 業(yè)： 通信工程 電子科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院制網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院2010年05月10日電 子 科 技 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)題目： 浴室水溫控制器設(shè)計(jì) 任務(wù)與要求： 本設(shè)計(jì)主要是為了對(duì)浴室水溫的控制，熱水控制器主要實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫的控制，并滿足不同用戶的個(gè)性需求。以及進(jìn)一步熟悉模擬和數(shù)字設(shè)計(jì)方法和規(guī)范，達(dá)到綜合應(yīng)用電子技術(shù)的目的，并培養(yǎng)了動(dòng)手能力，學(xué)會(huì)閱讀相關(guān)科技文獻(xiàn)，查找器件手冊(cè)與相關(guān)參數(shù)，整理總結(jié)設(shè)計(jì)報(bào)告，學(xué)習(xí)PRO

2、TEL軟件的使用。 時(shí)間： 2010 年 3月10 日 至 2010年 5 月 13 日 共 12 周 辦學(xué)單位： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專業(yè)： 通信工程 指導(dǎo)單位或教研室： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 電子科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院制網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院2010年3月1日畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)度計(jì)劃表日 期期工 作 內(nèi) 容執(zhí) 行 情 況指導(dǎo)教師簽 字3月02日至20日選題3月21日至31日論文提綱寫(xiě)作4月1日至10日初稿寫(xiě)作4月11日至15日 二稿寫(xiě)作4月16日至22日定稿并上交論文的電子文檔4月23日至5月做好論文答辯準(zhǔn)備教師對(duì)進(jìn)度計(jì)劃實(shí)施情況總評(píng) 簽名 年 月 日 本表作評(píng)定學(xué)生平時(shí)成績(jī)的依據(jù)之一電子科技大學(xué)畢

3、業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中期檢查記錄表學(xué)生填寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目: 浴室水溫控制器的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名: 學(xué)號(hào)：專業(yè)： 層次: 教學(xué)中心名稱: 指導(dǎo)教師姓名及職稱: 教師指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)時(shí)間及地點(diǎn):檢查教師填寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目工作量飽滿一般不夠畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目難度大適中不夠畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目涉及知識(shí)點(diǎn)豐富比較豐富較少畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目?jī)r(jià)值很有價(jià)值一般價(jià)值不大學(xué)生是否按計(jì)劃進(jìn)度獨(dú)立完成工作任務(wù)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作進(jìn)度填寫(xiě)情況學(xué)生出勤情況及出勤的考核辦法學(xué)生與指導(dǎo)教師見(jiàn)面接受指導(dǎo)次數(shù)5次學(xué)生工作態(tài)度認(rèn)真一般較差教師畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)指導(dǎo)日志是否齊全其他檢查內(nèi)容：存在問(wèn)題及采取措施:檢查教師簽字

4、: 年 月 日教學(xué)中心意見(jiàn):學(xué)院審核意見(jiàn)(加蓋公章)年 月 日摘要自70年代以來(lái)，由于工業(yè)過(guò)程控制的需要，特別是在電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及自動(dòng)控制理論和設(shè)計(jì)方法發(fā)展的推動(dòng)下，國(guó)外溫度控制系統(tǒng)發(fā)展迅速，并在智能化自適應(yīng)參數(shù)自整定等方面取得成果。以日本、美國(guó)、德國(guó)、瑞典等國(guó)家技術(shù)領(lǐng)先，并且都產(chǎn)出了一批商品化的性能優(yōu)異的溫度制器及儀器儀表，在各行各業(yè)廣泛應(yīng)用.本設(shè)計(jì)主要是為了對(duì)浴室水溫的控制，熱水控制器主要實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫的控制，并滿足不同用戶的個(gè)性需求。以及進(jìn)一步熟悉模擬和數(shù)字設(shè)計(jì)方法和規(guī)范，達(dá)到綜合應(yīng)用電子技術(shù)的目的，并培養(yǎng)了動(dòng)手能力，學(xué)會(huì)閱讀相關(guān)科技文獻(xiàn)，查找器件手冊(cè)與相關(guān)參數(shù)，整理總結(jié)設(shè)計(jì)報(bào)告，學(xué)

5、習(xí)PROTEL軟件的使用。本系統(tǒng)分為，水量的測(cè)量與顯示、用戶設(shè)定功能(如水溫設(shè)定，定時(shí)設(shè)定等)、對(duì)電加熱管的控制功能、一些基本功能鍵(如定時(shí)自動(dòng)加水，恒溫控制，手動(dòng)加水，手動(dòng)加熱等)、安全措施(漏電檢測(cè)，安全失效保護(hù)，限溫保護(hù)等)。熱水控制器主要實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫的控制，并滿足不同用戶的個(gè)性需求。本設(shè)計(jì)中的軟件部分是利用DS1820數(shù)字溫度傳感器、PIC16C16C57、74hc148、單片機(jī)芯片來(lái)編寫(xiě)的。關(guān)鍵詞：PIC單片機(jī)  DS1820數(shù)字溫度傳感器  熱水控制器AbstractSince the 70s, due to the needs of industrial pro

6、cess control, especially in the rapid development of electronic technology, and automatic control theory and design development, driven by the rapid development of foreign temperature control system, and intelligent self-tuning and other adaptive parameters achieve results. Japan, the United States,

7、 Germany, Sweden and other countries, leading technology, and both output a number of excellent temperature performance of commercial systems and instrumentation devices, widely used in all walks of life. This design is mainly to control water temperature of the bath , the main controller to realize

8、 the hot water temperature control, and meet the individual needs of different users. And become more familiar with analog and digital design methods and specifications, to achieve the purpose of comprehensive application of electronic technology, and trained ability, learn to read the relevant scie

9、ntific literature, manuals and find the device parameters, organize, analyze, report, study PROTEL use of the software. The system is divided into, water measurement and display, the user setting functions (such as water temperature settings, time settings, etc.), on the control of electric heating

10、pipe, some of the basic function keys (such as automatic water timer, temperature control, manual water , manual heating, etc.), safety (leakage detection, security fail-safe, limit temperature protection, etc.). Hot water temperature control to realize control of the major, and meet the individual

11、needs of different users. Part of this design software is the use of DS1820 digital temperature sensor, PIC16C16C57, 74hc148, to write a single chip.KEY WORDS：PIC Microcontroller Digital Temperature Sensor Hot water controller目 錄第一章 緒 言1第一節(jié) 熱水器概況1第二節(jié) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)必然性1第三節(jié) 總體設(shè)計(jì)方案2第二章 水溫控制的設(shè)計(jì)原理3第一節(jié) 系統(tǒng)構(gòu)造及具體操作3第二

12、節(jié) 水溫測(cè)量4第三章 水溫控制的模塊及參數(shù)5第一節(jié) 數(shù)據(jù)采集模塊5第二節(jié) 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)5第三節(jié) 強(qiáng)大的模塊及故障自診功能6第四節(jié) 水溫控制的要求7第四章 水溫控制帶給社會(huì)的有益性8結(jié)束語(yǔ)9謝辭10參考文獻(xiàn)11電子科技大學(xué)論文(設(shè)計(jì)) 浴室水溫控制器設(shè)計(jì)第一章 緒 言第一節(jié) 熱水器概況近十年來(lái)燃?xì)饪焖贌崴髟谖覈?guó)發(fā)展非?？?，尤其當(dāng)天然氣即將普及的形勢(shì)下，燃?xì)鉄崴骷捌湎鄳?yīng)的加熱和冷卻設(shè)備必將進(jìn)一步發(fā)展。在我過(guò)還沒(méi)有參加WTO以前就有很多歐洲形式的熱水器涌入我國(guó)市場(chǎng)?？上攵?，我國(guó)參加WTO以后，必將會(huì)發(fā)生激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。只有認(rèn)真總結(jié)這一階段我國(guó)熱水器技術(shù)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，吸收并消化國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，

13、根據(jù)我國(guó)發(fā)展的現(xiàn)況，設(shè)計(jì)與生產(chǎn)出符合國(guó)情的燃?xì)庥镁摺１疚幕仡櫫巳細(xì)鉄崴髟谖覈?guó)發(fā)展的沿革，可以看出不能盲目搬用國(guó)外技術(shù)，凡是不符合國(guó)情的技術(shù)均被淘汰。另外還根據(jù)有關(guān)資料提出今后的發(fā)展趨勢(shì)。第二節(jié) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)必然性第一代熱水器屬傳統(tǒng)熱水器：廢渣、廢氣、廢水三廢俱全，治理困難。并且占地面積大， 運(yùn)行費(fèi)用高，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，且不安全。又需專業(yè)人員值守和維護(hù),管理費(fèi)用高.；第二代燃?xì)鉄崴魅細(xì)鉄崴飨鄬?duì)于傳統(tǒng)熱水器來(lái)說(shuō)，具有占地面積小，排放污染少等優(yōu)點(diǎn)，屬傳統(tǒng)熱水器的換代產(chǎn)品，但依舊存在嚴(yán)重的不安全因素；第三代電熱水器電熱水器屬第三代更新?lián)Q代產(chǎn)品，不存在傳統(tǒng)熱水器產(chǎn)生的排放物，對(duì)環(huán)境不造成污染。但是熱水

14、容量普遍偏小，加熱時(shí)間受電功率限制，也存在一定的危險(xiǎn)性；第四代空氣能中央空氣能中央熱水器和太陽(yáng)能熱水器被譽(yù)為“第四代”熱水器，空氣能中央熱水器其理論來(lái)源于逆卡諾循環(huán)原理。是當(dāng)今世界最先進(jìn)的能源利用產(chǎn)品之一。面對(duì)曰益加劇的能源危機(jī)，空氣能中央熱水器將成為熱水器市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。而我們所設(shè)計(jì)的熱水控制器將引領(lǐng)我們的熱水器的前沿具有節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、安全等優(yōu)點(diǎn)。熱水控制器主要實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫的控制，并滿足不同用戶的個(gè)性需求。因此一個(gè)較完善的控制器應(yīng)具有以下功能：水溫的測(cè)量與顯示；水量的測(cè)量與顯示；用戶設(shè)定功能(如水溫設(shè)定，定時(shí)設(shè)定等)；對(duì)電加熱管的控制功能；一些基本功能鍵(如定時(shí)自動(dòng)加水，恒溫控制，手動(dòng)加水

15、，手動(dòng)加熱等)。安全措施(漏電檢測(cè)，安全失效保護(hù)，限溫保護(hù)等)。系統(tǒng)軟件采用PIC16C5X精簡(jiǎn)指令編寫(xiě)。由于PIC16C57沒(méi)有中斷功能，因此本系統(tǒng)中鍵盤掃描、漏電檢測(cè)等子程序都通過(guò)查詢實(shí)現(xiàn)，并采用4MHz的時(shí)鐘頻率，對(duì)指令的運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行了精確計(jì)算和設(shè)計(jì)，保證軟件的可靠性和穩(wěn)定性。系統(tǒng)主程序框圖如圖3-7所示，本文討論鍵盤顯示與水溫測(cè)量?jī)蓚€(gè)模塊。第三節(jié) 總體設(shè)計(jì)方案單片機(jī)采用功能強(qiáng)大的51單片機(jī)作為控制核心，用溫度傳感器檢測(cè)水溫，與設(shè)定值對(duì)比后，由單片機(jī)做出決策，驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)水溫。用流量傳感器檢測(cè)用水量，并將兩個(gè)參數(shù)在LED進(jìn)行顯示。人機(jī)交換模塊用鍵盤和液晶顯示器構(gòu)成友善的人機(jī)交互界面?？?/p>

16、干擾模塊使用看門狗芯片X5045，其看門狗功能將對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行起到有效的監(jiān)視作用，內(nèi)含512 B串行EPR0M，具有掉電非易失特性，在本系統(tǒng)中作數(shù)據(jù)備份用。溫度控制是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)場(chǎng)遇到的過(guò)程控制，許多生產(chǎn)過(guò)程是以溫度作為被控參數(shù)。溫度控制系統(tǒng)是典型的控制系統(tǒng)。本文是以51單片機(jī)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)，通過(guò)各種電路輔助完成硬件電路設(shè)計(jì)，并且把程序模塊化，方便固化到硬件電路中，有較高的可實(shí)現(xiàn)性。軟件電路總體設(shè)計(jì) 浴池水溫控制系統(tǒng)的軟件程序用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)，主要用來(lái)對(duì)傳感器采集到的數(shù)據(jù)送入單片機(jī)中的特定單元,然后一部分送去進(jìn)行LED顯示，另一部分與設(shè)定值進(jìn)行比較,通過(guò)PID算法得到控制量并經(jīng)由單片機(jī)

17、輸出去控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行水溫調(diào)節(jié)。1、主程序構(gòu)造整個(gè)程序的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行初始化，分配好地址，合理調(diào)用子程序。2、子程序溫度傳感器和流量傳感器輸出為模擬信號(hào)，經(jīng)過(guò)ADC0809 A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后,再通過(guò)軟件換算為與其對(duì)應(yīng)的溫度和流量。 利用中斷子程序，單片機(jī)完成A/D數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)濾波、顯示當(dāng)前溫度、與設(shè)定值進(jìn)行比較和調(diào)用PID算法子程序并輸出控制信號(hào)等功能。 鍵盤中斷子程序優(yōu)先級(jí)最高，系統(tǒng)要實(shí)時(shí)響應(yīng)該中斷，以便進(jìn)行相應(yīng)的功能控制。顯示子程序用來(lái)顯示被測(cè)溫度和流量。硬件總體設(shè)計(jì)主機(jī)電路、數(shù)據(jù)采集電路、鍵盤控制電路、控制執(zhí)行電路、顯示電路以及掉電保護(hù)電路。12第二章 水溫控制的設(shè)計(jì)原理第一節(jié)

18、 系統(tǒng)構(gòu)造及具體操作本系統(tǒng)中，有四個(gè)功能按鍵：定時(shí)加水、恒溫控制、手動(dòng)加水和手動(dòng)加熱；三個(gè)七段碼顯示與四個(gè)LED燈指示。 a. 按下定時(shí)加水按鈕時(shí)，定時(shí)LED變亮，并以當(dāng)前時(shí)間為定時(shí)時(shí)標(biāo)，每24小時(shí)自動(dòng)加水至設(shè)定水量；若長(zhǎng)按此鈕超過(guò)5秒，定時(shí)LED滅，并聽(tīng)到“嘟”一聲進(jìn)行水量設(shè)定，此后每按一下鈕，水量顯示加一檔，14檔循環(huán)顯示，不按此鈕超過(guò)5秒，再次聽(tīng)到“嘟”一聲，水量設(shè)定完畢。系統(tǒng)的定時(shí)功能主要通過(guò)軟件完成。PIC16C5X內(nèi)帶一個(gè)8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器RTCC，在進(jìn)行24小時(shí)定時(shí)加水時(shí)采用了該定時(shí)器，RTCC及其相關(guān)電路如圖3-8所示。 由圖3-8可知，RTCC工作狀態(tài)由O

19、PTION寄存器控制，其中OPTION寄存器的RTS位用來(lái)選擇RTCC的計(jì)數(shù)信號(hào)源，當(dāng)RTS為“1”時(shí)，信號(hào)源為來(lái)自RTCC引腳的外部信號(hào)，RTS為“0”時(shí)，信號(hào)源為內(nèi)部時(shí)鐘。OPTION寄存器的PSA位控制預(yù)分頻器分配對(duì)象，當(dāng)PSA為“1”，分配給RTCC，即外部或內(nèi)部信號(hào)經(jīng)過(guò)預(yù)分頻器分頻后再輸出給RTCC。預(yù)分頻器的分頻比率由OPTION內(nèi)的PS0PS2決定。OPTION的RTE位用于選擇外部計(jì)數(shù)脈沖的觸發(fā)沿，當(dāng)RTE為"1"時(shí)下降沿觸發(fā)，“0“時(shí)為上升沿觸發(fā)。RTCC計(jì)數(shù)器采用遞增方式計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)至FFH時(shí)，在下一個(gè)計(jì)數(shù)發(fā)生后，將自動(dòng)復(fù)零，重新開(kāi)始計(jì)數(shù)，以此循環(huán)下去。

20、在實(shí)際設(shè)計(jì)中，OPTION寄存器為“00100111“，即定時(shí)器的信號(hào)源來(lái)自RTCC引腳的外部信號(hào)，預(yù)分頻器的分頻比率為1：256，上升沿觸發(fā)。RTCC引腳信號(hào)的輸入頻率為1kHz，因此RTCC計(jì)數(shù)至FFH時(shí)需65536ms。通用寄存器F0EH、F0FH用作定時(shí)暫存。當(dāng)設(shè)置定時(shí)加水功能時(shí)，初始化RTCC、OPTION、F0EH、F0FH,開(kāi)始進(jìn)行定時(shí)，每隔256ms查詢一次RTCC的值，RTCC每循環(huán)一次，F(xiàn)0EHF0FH增1，當(dāng)增到1318時(shí)，24小時(shí)定時(shí)到，寄存器復(fù)位，自動(dòng)加水。b. 按下恒溫控制鈕，恒溫LED變亮，表示進(jìn)行恒溫控制，再按一下LED滅，取消恒溫控制。與水量設(shè)定類似，長(zhǎng)按后，

21、進(jìn)行溫度設(shè)定。   c. 按下手動(dòng)加熱鈕時(shí)，加熱LED變亮，加熱至65，如水量少于1檔，則先加水到1檔，再按一次取消加熱。（這種回車符號(hào)是對(duì)的）d. 按下手動(dòng)加水鈕時(shí)，加水至設(shè)定水量值，長(zhǎng)按可設(shè)定水量。手動(dòng)加水過(guò)程中，再次按下取消加水。正常情況下，兩個(gè)七段碼顯示當(dāng)前水溫，另一個(gè)顯示當(dāng)前水位。第二節(jié) 水溫測(cè)量溫度讀取是通過(guò)與DS1820通信完成。DS1820通信功能是分時(shí)完成的，它有嚴(yán)格的時(shí)隙概念。因此系統(tǒng)對(duì)DS1820的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。操作協(xié)議為：初始化DS1820(發(fā)復(fù)位脈沖 發(fā)ROM功能命令 發(fā)存儲(chǔ)器操作命令 處理數(shù)據(jù))。各操作時(shí)序圖如圖2-1和圖2-2所示。本

22、程序中需用到的操作命令如下：SKIPROM命令(CCH)：此命令執(zhí)行后，表示以后的存儲(chǔ)器操作命令將針對(duì)在線的所有DS1820，由于本系統(tǒng)中只有一片DS1820，因此發(fā)出此命令后，就可對(duì)其進(jìn)行操作。CONVERT命令代碼44H：?jiǎn)?dòng)在線DS1280進(jìn)行溫度A/D轉(zhuǎn)換。READSCRATCHPAD命令代碼BEH：讀取溫度寄存器的溫度值。對(duì)DS1820操作的總體流程圖如圖1-1所示。圖1-1 基本溫度水溫測(cè)量電路測(cè)溫元件采用DALLAS的單線數(shù)字溫度傳感器DS1820。DS1820提供九位溫度讀數(shù)，測(cè)量范圍-55125，采用獨(dú)特1-WIRE 總線協(xié)議，只需一根口線即實(shí)現(xiàn)與MCU的雙向通訊，具有連接簡(jiǎn)

23、單，高精度，高可靠性等特點(diǎn)。在工作時(shí)，通過(guò)總線向其提供電源，單片機(jī)發(fā)出指令。第三章 水溫控制的模塊及參數(shù)第一節(jié) 數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)采集模塊的主要功能是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和處理。其中它包括一個(gè)信號(hào)輸入部分和信號(hào)處理部分。信號(hào)輸入部分功能是提供系統(tǒng)所傳輸?shù)男盘?hào)源。信號(hào)的處理由微控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)，而微控制器一般是采用單片機(jī)。所以，數(shù)據(jù)采集模塊應(yīng)該是一個(gè)信號(hào)發(fā)生與調(diào)理電路與單片機(jī)的接口電路。數(shù)據(jù)傳輸節(jié)點(diǎn)    數(shù)據(jù)傳輸節(jié)點(diǎn)主要完成前端所采集數(shù)據(jù)的傳輸功能。單片機(jī)通過(guò)程序控制將數(shù)據(jù)傳輸給CAN總線控制器。然后，CAN總線控制器再把數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的處理后發(fā)送給CAN總線收發(fā)器。為了保證數(shù)

24、據(jù)傳輸?shù)目煽啃院驼鎸?shí)性，在CAN控制器和CAN收發(fā)器之間加入了高速的光電耦合器件來(lái)完成抗干擾的功能。在傳輸節(jié)點(diǎn)的基礎(chǔ)上加入LED的指示電路，就構(gòu)成了基本的上位指示模塊。第二節(jié) 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)本模型是一個(gè)溫度類型模擬量的控制系統(tǒng)。主要目的是提供一個(gè)通過(guò)AB公司模擬量處理模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)連續(xù)系統(tǒng)控制的應(yīng)有實(shí)例。系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)為典型的反饋閉環(huán)，可分為三個(gè)部分：信號(hào)采集處理部分，可編程控制器部分和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。溫度信號(hào)由鉑熱阻采集，變換為電阻信號(hào)后，直接送人熱電阻電阻信號(hào)輸入模塊（1746-NR4）。在此模塊中產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的D/A數(shù)字值，其對(duì)熱電阻變送的溫度信號(hào)的分辨率約為1/8度，處理中直接使用NR4的轉(zhuǎn)換值，無(wú)需在

25、硬件級(jí)電路上作其他處理。處理器為SLC-5/04，通過(guò)DH網(wǎng)同上位機(jī)（PC）通信；使用RSview制作的人機(jī)界面中的數(shù)據(jù)上傳和下傳皆由此通道進(jìn)行另外在Ethernet上，亦可將數(shù)據(jù)傳送至局域網(wǎng)中的任一工作站。執(zhí)行機(jī)構(gòu)由可控硅電壓調(diào)整器（提供可控硅觸發(fā)脈沖的控制下的輸出移相觸發(fā)方式）和一個(gè)雙向可控硅構(gòu)成。調(diào)整器接受來(lái)自模擬量I/O模塊（1746NIO4V）的電壓輸出信號(hào)，以通過(guò)雙向可控硅控制電源的開(kāi)度（即一周期內(nèi)的導(dǎo)通比率），從而控制電源的輸出功率。    控制算法為分段式PID控制。在系統(tǒng)工作的大多數(shù)時(shí)間內(nèi)，僅為PID控制，其參數(shù)由10%電源開(kāi)度下的溫度飛升曲線測(cè)

26、得。在溫度響應(yīng)曲線的由初態(tài)向設(shè)定點(diǎn)的上升段過(guò)程中，大致采用三段控制。首先置電源為滿開(kāi)度，以最大的功輸出克服熱慣性；接下來(lái)轉(zhuǎn)入PID控制；接近設(shè)定點(diǎn)時(shí)置電源開(kāi)度為0，提供一個(gè)保溫階段，以適應(yīng)溫度的滯后溫升。具體參數(shù)及處理可見(jiàn)源程序。出于實(shí)際考慮，程序在溫度升至距設(shè)定點(diǎn)6/8度時(shí)，恢復(fù)PID控制，以縮短上升時(shí)間，盡快達(dá)到設(shè)定點(diǎn)。系統(tǒng)工作情況可參見(jiàn)圖形記錄。由于單純的PID控制并不是大滯后系統(tǒng)的最佳控制策略，故采用了以上近似于經(jīng)驗(yàn)控制的方法。對(duì)對(duì)象的依賴性較強(qiáng)，是目前算法的一大缺點(diǎn)。第三節(jié) 強(qiáng)大的模塊及故障自診功能· 供電:由通信控制器的I/O擴(kuò)展接口為模塊供電、輸入端子由外部24VDC供

27、電；· I/O接線端子：可插拔端子，2×10針；· 工作環(huán)境：-25 +55、濕度90%；· 尺寸（W×H×D）,76mm×120mm×84mm；· 防護(hù)等級(jí)：IP20。表3-1 TNode-Mix具體介紹型號(hào)功能TNode-MixCAN端口1路CAN2.0A/B端口，最高1Mbps/路，可自定義速率，64字節(jié)接收緩沖，13字節(jié)發(fā)送緩沖，支持硬件過(guò)濾器。RS232串口三線制標(biāo)準(zhǔn)RS232，最高速度115200bps，可設(shè)置無(wú)校驗(yàn)、奇、偶校驗(yàn)、5,6,7,8數(shù)據(jù)位，1，2停止位。RS485串口最高11520

28、0bps，數(shù)據(jù)位:5、6、7、8,停止位:1、2,校驗(yàn)位:無(wú)、奇、偶、標(biāo)記。輸入阻抗24 k，每端口最多可連接64個(gè)下位機(jī)（受實(shí)際環(huán)境限制）。轉(zhuǎn)發(fā)模式通過(guò)修改設(shè)備配置參數(shù)，切換CAN-bus轉(zhuǎn)RS232或RS485CAN數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模式1.      流傳輸模式，完全兼容傳統(tǒng)的RS232/RS485通訊模式2.      CAN數(shù)據(jù)包模式，數(shù)據(jù)報(bào)文形式的CAN-bus數(shù)據(jù)通訊接口，支持全部CAN-bus特性。管理提供一個(gè)用于本地管理的RS232管理口。電源DC8-36V供電，可定制為DC8-58V。

29、供電模式現(xiàn)場(chǎng)端子供電。防護(hù)CAN-bus端口：350W保護(hù)，符合IEC 6100042 (ESD) Level 4，IEC 6100044 (EFT) 40 A 5/50 ns，IEC 6100045 (Lighting) 8.0 A (8/20us)。串口：600W浪涌防護(hù)。運(yùn)行環(huán)境溫度：-20-60，濕度：5% - 95% RH，無(wú)凝露。附帶軟件使用說(shuō)明書(shū)等。功能上與TNode相同，可以將1路RS232、RS485或TTL轉(zhuǎn)換到CAN-bus。在CAN-bus流傳輸模式下，完全兼容傳統(tǒng)的RS232/RS485通訊模式，無(wú)須對(duì)原有設(shè)備做任何修改，就可以使系統(tǒng)立即具備先進(jìn)的CAN-bus聯(lián)網(wǎng)能

30、力。在CAN-bus數(shù)據(jù)包模式下，通過(guò)CAN-MixNet編程接口支持CAN-bus2.0A/B全部功能。第四節(jié) 水溫控制的要求溫度控制是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常遇到的過(guò)程控制，有些工藝過(guò)程對(duì)其溫度的控制效果直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，因而設(shè)計(jì)一種較為理想的溫度控制系統(tǒng)是非常有價(jià)值的。本題目要求實(shí)現(xiàn)浴池的水溫自動(dòng)控制和用水量自動(dòng)檢測(cè)，要求水溫的給定溫度可以由操作面板上的鍵盤輸入，也可以由遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)串行傳送輸入。具體要求：實(shí)現(xiàn)水溫和用水量的自動(dòng)控制q水溫設(shè)定溫度通過(guò)鍵盤輸入或遠(yuǎn)程串行通訊輸入q顯示溫度到小數(shù)點(diǎn)后1位；用水量到小數(shù)點(diǎn)后2位q水溫控制精度為±0.5q第四章 水溫控制帶給社會(huì)的有益性溫度

31、控制器在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，數(shù)字式溫度控制器具有非常好的應(yīng)用前景。本設(shè)計(jì)論述了用高度集成的K型熱電偶信號(hào)處理芯片MAX6675設(shè)計(jì)數(shù)字式溫度控制器的優(yōu)越性，介紹了MAX6675的工作原理及特點(diǎn)，并給出了基于單片機(jī)89C51的數(shù)字式溫度控制器的硬件實(shí)現(xiàn)和軟件功能框圖設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)以硬件設(shè)計(jì)為主，軟件設(shè)計(jì)為輔，主要包括數(shù)據(jù)采集（采樣）部分、系統(tǒng)人機(jī)接口部分、及主體控制部分。以上三部分為本設(shè)計(jì)的核心所在。本設(shè)計(jì)所選器件經(jīng)濟(jì)實(shí)用，設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)明易懂,具有一定的理論和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。隨著工業(yè)自動(dòng)化的不斷發(fā)展，數(shù)字式溫度控制器一定會(huì)具有更廣闊的應(yīng)用發(fā)展空間和應(yīng)用前景。目前工業(yè)自動(dòng)化水平已成為衡量各行各

32、業(yè)現(xiàn)代化水平的一個(gè)重要標(biāo)志。同時(shí)，控制理論的發(fā)展也經(jīng)歷了古典控制理論、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論三個(gè)階段。智能 控制的典型實(shí)例是模糊全自動(dòng)洗衣機(jī)等。自動(dòng)控制系統(tǒng)可分為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。一個(gè)控制系統(tǒng)包括控制器、傳感器、變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、輸入輸出接 口?？刂破鞯妮敵鼋?jīng)過(guò)輸出接口、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，加到被控系統(tǒng)上；控制系統(tǒng)的被控量，經(jīng)過(guò)傳感器，變送器，通過(guò)輸入接口送到控制器。不同的控制系統(tǒng)，其傳感器、 變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)是不一樣的。比如壓力控制系統(tǒng)要采用壓力傳感器。電加熱控制系統(tǒng)的傳感器是溫度傳感器。目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器 （儀表）已經(jīng)很多，產(chǎn)品已在工程實(shí)際中得到了廣泛的應(yīng)用，

33、有各種各樣的PID控制器產(chǎn)品，各大公司均開(kāi)發(fā)了具有PID參數(shù)自整定功能的智能調(diào)節(jié)器 (intelligent regulator)，其中PID控制器參數(shù)的自動(dòng)調(diào)整是通過(guò)智能化調(diào)整或自校正、自適應(yīng)算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。有利用PID控制實(shí)現(xiàn)的壓力、溫度、流量、液位控制 器，能實(shí)現(xiàn)PID控制功能的可編程控制器(PLC)，還有可實(shí)現(xiàn)PID控制的PC系統(tǒng)等等。 可編程控制器(PLC) 是利用其閉環(huán)控制模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)PID控制，而可編程控制器(PLC)可以直接與ControlNet相連，如Rockwell的PLC-5等。還有可以實(shí)現(xiàn) PID控制功能的控制器，如Rockwell 的Logix產(chǎn)品系列，它可以直接與Cont

34、rolNet相連，利用網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)其遠(yuǎn)程控制功能。溫度控制是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)場(chǎng)遇到的過(guò)程控制，許多生產(chǎn)過(guò)程是以溫度作為被控參數(shù)。溫度控制系統(tǒng)是典型的控制系統(tǒng)。本文是以51單片機(jī)為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)，通過(guò)各種電路輔助完成硬件電路設(shè)計(jì)，并且把程序模塊化，方便固化到硬件電路中，有較高的可實(shí)現(xiàn)性。結(jié)束語(yǔ)近十年來(lái)燃?xì)饪焖贌崴髟谖覈?guó)發(fā)展非?？?，尤其當(dāng)天然氣即將普及的形勢(shì)下，燃?xì)鉄崴骷捌湎鄳?yīng)的加熱和冷卻設(shè)備必將進(jìn)一步發(fā)展。在我國(guó)還沒(méi)有參加WTO以前就有很多歐洲形式的熱水器涌入我國(guó)市場(chǎng)，在加入了WTO市場(chǎng)之后，我國(guó)通過(guò)全面的調(diào)查和系統(tǒng)研究，開(kāi)發(fā)出了一種新型的溫水控制器。據(jù)電熱水器單片機(jī)控制器具有新穎、價(jià)廉、安全、實(shí)用，并且在國(guó)產(chǎn)電熱水器上獲得了成功應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)制造。本文所介紹的一些方法和原理也適用于冰箱、空調(diào)等家用電器的電腦控制設(shè)計(jì)中。主要是為了對(duì)浴室水溫的控制，熱水控制器主要實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫的控制，并滿足不同用戶的個(gè)性需求。由于現(xiàn)在是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，無(wú)論是什么市場(chǎng)產(chǎn)品還是科研開(kāi)發(fā)，它既講究原材料的節(jié)約，而且功能要求全面以及質(zhì)量也要求精益求精。這樣不僅是國(guó)家節(jié)約能源，還能提高設(shè)計(jì)人員的技術(shù)水平，使產(chǎn)品全優(yōu)化。由于產(chǎn)品的優(yōu)化及功能全面，它可以使顧客方便滿意的用上全新的產(chǎn)品。就此而言我們所設(shè)計(jì)的熱水控制