基于STM32恒温恒湿柜机控制开题报告.doc

广西工学院 电子信息与控制工程系 本科生毕业论文（设计）开题报告（2011届） 题目名称：基于STM32的恒温恒湿柜机的控制 学生姓名 刘 其 强 学 号 200700304056 专业年级 测控技术与仪器 指导教师 罗 功 坤 填写时间 2011年6月4日 一、选题的根据： 1）本选题的理论、实际意义 随着现代工业的不断发展,生产技术的不断进步,对于产品的精度要求也不断提高,恒温恒湿空调的应用范围也越来越广,要求也越来越高。但是,恒温恒湿空调系统送 风温差小,送风量大,又存在再热的问题,其消耗的能量相当可观。随着我国节能环保的政策制定，现代的恒温恒湿控制意味着低污染，高效率，高精度，搞可靠。 所谓的恒湿是指通过智能控湿系统，使某个环境的湿度保持不变。恒温是指通过自动温控设备，使温度保持不变得状态,温度值不受时间的影响。初始温度与任何一时刻的温度相同或者相近似。恒温恒湿空调是一种工艺性空调,主要用于将室内的温度、湿度、洁净度及气流速度控制在高精度范围内,以满足工业生产、科学研究等特殊场合对室内环境的要求。 　恒温恒湿系统主要用在药品生产车间，用智能设备，展览馆、档档馆、实验室、室内家居等场所，保温度和湿度在极小的范围内变化。通常所说的就是空调系统和空气净化系统。在微生物实验室里，培养箱也是恒温恒湿系统。 2）综述国内外有关本选题的研究动态和自己的见解 近几年，恒温恒湿空调技术在我国发展比较迅速，目前我国能够生产恒温恒湿空调设备的厂家已有上百家，恒温恒湿空调系统的工程应用也日趋增多，应用范围越来越广。但是，人们在重视空调设备本身调控精度的同时，却忽略了恒温恒湿空调的系统设计，导致控制温湿度的精度达不到预定的要求。其实，控制温湿度与温湿度控制器、散热设备、散湿设备、房间气流组织等相关，当这些设备的散热量、散湿量及气流组织波动很大，且温湿度的精度要求较高时，恒温恒湿空调系统的设计就会出现新的问题。 二、研究内容 1）主要研究内容及观点 恒温恒湿控制器主要由硬件和软件两部分组成。其中硬件包括开关电源，模拟量输入（4路），数字量输入（14路），模拟量输出（2路），数字量输出（12路），EEPROM,掉电保护，故障报警，两路485通信，一个液晶显示屏。软件主要包括模拟量处理，故障处理，压缩机控制，加热控制，送风机控制，冷凝风机控制，定时开关机控制，和数据通信处理。 1、处理器：处理器选择基于Cortex-M3内核的32位处理器STM32。STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM HYPERLINK /view/1833994.htm \t _blank Cortex-M3内核。按性能分成两个不同的系列：STM32F103“增强型”系列和STM32F101“基本型”系列。 2、人机交换界面：人机交换界面包括液晶显示器和20个矩阵按键。人机交换界面是用户修改和设定参数的窗口。液晶显示器做为独立的显示和按键，它具有独立的控制IC。人机交换界面通过485通信，用标准的工业标准协议进行通信。 3、电源部分：电源采用稳定性好效率高的开关电源，以满足系统稳定工作的需要。好的电源可以很好地提高系统的抗干扰能力，为系统期间提供稳定的工作能量，在工业设计中，电源是很重要的一部分，它是整个系统的心脏！ 4、输入输出部分：输入输出部分是控制系统控制信号输入和控制信号输出。设计输入输出部分的时候要充分考虑它的可行性和可靠性，比如考虑最大输出功率时电路是否能承受，连续工作的时候，元件老化的程度，上电过程输入输出是否安全，CPU复位过程输入输出是否安全，抗干扰能力等等，这些都是设计输入输出电路的重要考虑因素。 5、故障部分：故障部分包括掉电故障，机器故障，输入输出故障等，故障处理对系统的保护，特别是贵重机器的保护是必须的。 2）研究重点 通过理论分析和实践经验，反复的通过实验进行验证，设计出完整稳定可靠的硬件平台，通过软件作为工具，实现对控制量的准确控制。整体控制逻辑如下： 上电后，手操器给出开机信号后，送风机延时5秒启动（在无故障情况下），然后根据采样得到的温湿度值进行判断，以温度为主，如果温度大于设定温度，就开压缩机制冷；温度小于设定温度就开加热器。同时也对湿度进行判断，如果湿度大于设定湿度，就开压缩机除湿，如果此时温度不高就应先开加热器进行热量补充；如果湿度小于设定湿度，就开加湿器。直到达到恒温恒湿的控制要求。在整个运行过程中都进行故障检测，一出现故障立即报警并采取相应保护措施。控制电路主要由两部分组成: 一部分是由送风机、压缩机、冷凝风机、加热器、加湿器的主电路部分构成； 另一部分是控制部分，包括压缩机曲轴加热器、