毕业设计（论文）-基于PLC的水温模糊控制.doc

毕 业 论 文 论文题目： 水温控制系统 题 目 基于PLC的水温模糊控制 班 级 专 业 学生姓名 指导教师 日 期 2011 年 06 月 19 日 基于ＰＩＣ的水温模糊控制 摘要 了实现高精度的水温控制，本文介绍了一种以SPCE061A单片机为控制核心、以PID算法控制以及PID参数整定相结合的控制方法来实现的水温控制系统。文章着重介绍核心器件的选择、控制算法的确定、各部份电路及软件的设计。SPCE061A单片机完善的内部结构、优良的性能和强大的中断处理能力，决定了该控制系统的特点：电路结构简单、程序简短、系统可靠性高等。本次设计还充分利用了SPCE061A单片机成熟的语音处理技术和PC机的图形处理功能，来实现了语音播报温度和打印温度变化曲线的要求为。 关键词：SPCE061A单片机；Pt1000；PID 目录 第一章 前言 1 第二章系统方案 2 2.1水温控制系统设计任务和要求 2 2.2水温控制系统关键部分确定 2 第三章系统硬件设计 6 3.1总体设计框图及说明 6 3.2部分外部电路设计 7 第四章系统软件设计 13 4.1程序结构说明 13 4.2程序流程图及部分程序 14 第五章 系统测试 31 结论 33 参 考 文 献 33 致谢 35  第一章 前言 自70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在电子技术的迅猛发展，以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国外温度控制系统发展迅速，并在智能化自适应参数自整定等方面取得成果。在这方面以日本、美国、德国、瑞典等国技术领先，并且都生产出了一批商品化的性能优异的温度控制器及仪器仪表，在各行业广泛应用。 目前，国外温度控制系统及仪表正朝着高精度智能化、小型化等方面快速发展。 温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同国外的日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有着较大的差距。目前，我国在这方面总体技术水平处于20世纪80年代中后期水平。成熟产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主，它只能适应一般温度系统控制，难于控制滞后复杂时变温度系统控制，而且适应于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表国内技术还不十分成熟，形成商品化并广泛应用的控制仪表较少。现在，我国在温度等控制仪表业与国外还有着一定的差距。 温度、压力，流量和液位是四种最常见的过程变量，其中温度是一个非常重要的过程变量，因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、煅烧、蒸馏、浓度、挤压成形，结晶以及空气流动等物理和化学过程。温度控制在工业领域应用非常广泛，由于其具有工况复杂、参数多变、运行惯性大、控制滞后等特点,它对控制调节器要求较高。温度控制不好就可能引起生产安全，产品质量和产量等一系列问题。尽管温度控制很重要，但是要控制好温度常常会遇到意想不到的困难。 本文主要介绍单片机温度控制系统的软件设计过程，其中涉及系统结构设计、元器件的选取和控制算法的选择、程序的调试和系统参数的整定。在系统构建时选取了凌阳科技公司提供的一款新产品SPCE061A芯片作为该控制系统的核心。温度信号由PT1000和电压放大电路提供。通过PID算法实现对电炉功率和水温控制。使用SSR固态继电器作执行部件。同时，具有温度数字语音播报和显示啊功能。?系统控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变,具有较好的快速性与较小的超调。该系统为一实验系统，要求系统有控制能力，实现对主要可变参数的实时监控。因此系统控制部分程序设计在μ‘nSPTM集成开发环境中编辑、编译、链接、调试以及仿真的。使用软件编程既减少了系统设计的工作量，又提高了系统开发的速度，使用软件还可以提高所设计系统的稳定性，避免了因个人设计经验不足而产生过多的系统缺陷。 第二章系统方案 2.1水温控制系统设计任务和要求 该系统为一实验系统，系统设计任务： 设计一个水温自动控制系统，控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动调整，以保持设定的温度基本不变。 系统设计具体要求： ⑴ 温度设定范围为40～90℃。 ⑵ 环境温度降低时（例如用电风扇降温）温度控制的静态误差≤1℃。 ⑶采用适当的控制方法，当设定温度突变（由40℃提高到60℃）时，减小系统的调节时间和超调量。 ⑷用十进制数码管显示水的实际温度。 ⑸ 在设定温度发生突变（由40℃提高到60℃）时，自动打印水温随时间变化的曲线。 2.2水温控制系统关键部分确定 水温控制系统是一个过程控制系统，在设计的过程中，必须明确它的组成部分。过程控制系统的组成部分有