温度控制器毕业的设计.doc

前言 在中国，服装制造加工业在工业结构中占据重要的比例。而染色机一种适应范围广泛的成品之理想的漂染设备用于羊毛衫、晴纶和棉毛衫等成衣的染色、漂白、煮炼和水洗等工艺，也可用于手套、袜子、毛巾等成品的漂染处理。LM56是美国国家半导体公司(NSC)推出的低功耗、可编程集成温度控制器，内部含有温度传感器和基准电压源。两个集电极开路的数字信号输出端，用来进行温度控制，利用外接电阻分压器可以方便地对上下限温度进行设定。当温度超过上限温度或低于下限温度时，其数字信号输出端输出相应的逻辑电平，经驱动电路实现对温度的控制，控温范围为一40～+125℃，控温误差小于士2℃。内部含有迟滞电压比较器，利用迟滞电压比较器的滞后特性，可有效地避免执行机构在控温点附近频繁动作，滞后温度为5℃。另有一个模拟信号输出端，输出与摄氏温度成线性关系的电压信号。该电压信号经模／数转换后，可用来驱动显示装置，以实现对自身温度的精确测量。集成温度控制器DS56是美国Dallas半导体公司推出的低功耗、可编程集成温度控制器，内部包含有温度传感器和高精度基准电压源。有两个集电极开路的数字信号输出端，专门用来进行温度控制，利用外接的精密电阻分压器可以实现对上下限温度的准确设定，当温度超过上限温度或低于下限温度时，其数字信号输出端将输出相应的逻辑电平，经驱动电路以实现对温度的控制。控温范围为40℃～+125℃，在40℃～0℃内，精度为±3℃，在0℃～85℃内，精度为±2℃，在85℃～125℃内，精度为±3 ℃。内部含有迟滞电压比较器，利用迟滞电压比较器的滞后特性，可有效地避免执行机构在控温点附近频繁动作，滞后温度THYST为+5℃。另有一个模拟信号输出端，输出与摄氏温度成线性关系的电压信号，该电压信号经模/ 数转换后，可用来驱动显示装置，以实现对自身温度的精确测量。该集成温度控制器可广泛应用于家用电器和办公设备的过热保护、数据采集系统及电池供电系统的温度监测、工业过程控制、降温风扇控制、电器设备的过热保护等领域。 相对于国外的发展水平，国内生产的温度控制器总体水平不高。目前，我国在这方面的总体水平处于20世纪80年代中后期的水平，成熟产品主要以“点位”控制以及常规的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。而适应于较高控制场合的智能化、自适应控制器，国内技术还十分不成熟。但我国在温度控制系统上还是取得了一些成果和进步的。例如唐山钢铁公司高速线材厂运用模糊控制理论和传统的PID控制相结合，不仅成功的实现了温度自动控制，而且还使吨钢油耗指标大幅度下降，取得了近千万元的经济效益。 随着生产力的发展和对温度控制精度要求的不断提高，温度控制系统的控制技术得到迅猛发展，当前比较流行的温度控制系统有基于单片机的温度控制系统、基于PLC的温度控制系统、基于工控机（IPC）的温度控制系统、集散型温度控制系统（DCS）、现场总线控制系统(FCS)等。 第二章 系统组成及工作原理 2.1系统设计要求与技术指标 本课题要求采用铂热电阻测温，其控温范围为：25℃-135℃；采用数字PID算法，使控温精度达到±2℃；能实时输入控温工艺，实时显示染缸实测温度，超温时能报警。该控制器能对8台染色机实现温度控制。 其具体技术要求如下： 1、实现对多路温度信号进行采集； 2、采用数字PID控制算法对系统进行控制； 3、控温范围为：25℃-135℃，控温精度达到±2℃； 2.2 系统功能及工作原理 系统采用STC89C52单片机作为核心控制器，控制系统正常工作。通过由PT-100构成的电桥电路采集温度信号，由于电桥产生的电压信号过低，通过TLC084构成的放大电路将输出电压控制在0-5V的范围内，并将输出电压信号送入ADC0804进行模数转换，将转换数据送入单片机进行显示，并通过PID算法实现对系统的加热与制冷时间长短进行控制。各模块具体功能如下所示： 通过CD4051模拟开关采集8路染色机信号，并将模拟信号转换成数字信号送入单片机处理； 键盘及显示模块实现对控制温度和时间的设定及显示，以及实现通道的选择与显示； PT-100电桥电路模块实现对温度信号的采集，并通过放大电路使输出电压范围控制在-5V； 报警模块由ISD1420组成，实现超温时的报警功能； 加热，降温模块由光耦及双向可控硅构成，通过单片机控制实现对系统的加热及降温。 2.3 系统组成及框图 系统由硬件与软件两大部分组成，硬件电路由以下几个部分组成：温度采集部分、单片机最小系统控制部分、7279键盘部分、时钟电路部分、加热控制电路部分、制冷控制部分、语音报警电路部分和液晶显示部分。其中温度采集部分由PT-100电桥电路、TL084放大电路、CD4051模拟开关以及ADC0804模数转换电路构成；加热控