过程控制课程设计小型澡堂供水总管温度控制系统设计.docVIP

学 号： 课 程 设 计 题 目 小型澡堂供水总管温度控制系统的设计 学 院 自动化 专 业 自动化 班 级 姓 名 指导教师 2015 年 1 月 10 日 课程设计任务书 学生姓名： 专业班级： 指导教师：邓燕妮 工作单位： 自动化学院 题 目: 小型澡堂供水总管温度控制系统的设计 初始条件：某小型澡堂采用附近的大型热电厂提供的压力比较稳定的蒸汽为热源，通过热交换器向供水总管提供60±3℃的热水，该澡堂由于规模较小，用水负荷变化较大，试为其设计温度控制系统。 要求完成的主要任务: 1、了解对象及蒸汽热交换器有关知识 2、绘制温度控制系统方案图 3、确定系统所需检测元件、执行元件、调节仪表技术参数 4、撰写系统调节原理及调节过程说明书 时间安排 1月2日 选题、理解课题任务、要求 1月3日 方案设计 1月4-9日 参数计算撰写说明书 1月10日 答辩 指导教师签名： 2014年 12 月 30 日 系主任（或责任教师）签名： 2015年 1 月 20 日 摘 要 近年来随着计算机在社会领域的渗透，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月异更新。在实时监测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅仅单片机方面的知识是不够的，还应该根据具体硬件结构，以及具体应用对象特点的软件结合，做以完善。 本文从硬件与软件两方面俩讲述小型澡堂供水总管温度控制系统的设计，在控制过程中主要应用到了89c51，adc0809，LED，LM35等，主要以单片机为核心控制部件，并通过四位数码管的显示的一种热交换器温度控制系统，软件方面采用C语言来编写，使指令不过于复杂，成模块化，易懂易移植。 关键词：单片机 热交换器 温度 传感器 目 录 1控制对象 1 1.1控制对象介绍 1 1.2控制性能要求 1 2方案的比较和确定 2 3系统总体结构设计 3 4系统模块结构 4 4.1温度信号输入通道 4 4.1.1温度传感器 4 4.1.2运算放大器 4 4.1.3 A/D转换器 5 4.2执行信号输出通道 5 4.3 LED接口设置 6 4.4单片机及其电路设计 6 5系统软件设计 7 心得体会 8 参考文献 9 附录 10 小型澡堂供水总管温度控制系统的设计 1控制对象 1.1控制对象介绍 蒸汽热交换器是以蒸汽为热源将水加热的设备，用蒸汽作热源加热水的设备分两类： 1.直接加热设备――蒸汽与水直接混合，将水加热。 2.间接加热设备――蒸汽与水为两个独立系统，通过金属表面热能从高品位向低品位传导。 蒸汽直接加热噪音、压力、流量、温度控制对蒸汽直接加热有了新的认识世界各国都在研究蒸汽直接换热设备。 图3-1 电阻炉控制系统总体结构设计图 图3-2 系统总体结构图 4系统模块结构 4.1温度信号输入通道 温度检测电路包括温度检测电路、放大器和A/D转换三部分。 4.1.1温度传感器 采用的是National Semiconductor 所生产的LM35LM35是一种得到广泛使用的温度传感器。由于它采用内部补偿，所以输出可以从0℃开始。 LM35有多种不同封装型式。在常温下，LM35 不需要额外的校准处理即可达到 ±1/4℃的准确率。其在静止温度中自热效应低(0.08℃)，单电源模式在25℃下静止电流约50μA，工作电压较宽，可在4—20V的供电电压范围内正常工作非常省电。 工作电压4～30V，在上述电压范围以内，芯片从电源吸收的电流几乎是不变的（约50μA），所以芯片自身几乎没有散热的问题。这么小的电流也使得该芯片在特别适合，输出可以由第三个引脚取出，根本无需校准。 图4-1单片机控制器 5系统软件设计 系统主程序初始化时，允许INT0中断，并设置为边沿触发方式，ADC0809 EOC为中断请求信号口，中断服务程序把“转换结束”标志置位时，采用查询的方式，根据ADC0809的D0~D7的信息分别进行处理和存放。程序的每次循环，只读入一组数据。为了削弱干扰和纯滞后带来的影响，程序采用纯滞后补偿的方法，即SMITH预估控制，对读入信号进行平滑加工。显示更新程序把滤波后的温度从单片机的P0输送到显示接口电路。 图5-1控制系统流程图 心得体会 本次课程设计之初，通过老师的给的资料，对报告的要求和所设计的内容有了一定的了解。由于对电阻炉，温度传感器等不是太了解，于是在我查询了相关的资料，了解了电阻炉，温度传感器，根据题目的要求选择了热电阻中的铂电阻。同时本次课程设计中运