基于单片机热风炉燃料流量-温度串级控制系统设计

基于单片机热风炉燃料流量-温度串级控制系统设计(任务书,开题报告,外文翻译,论文17000字)
摘  要
热风炉在许多产品的生产中并不是单独使用的，而是作为热动力机械广泛的应用于各行各业中。热风炉的原理是燃烧燃料后加热空气形成热风，然后热风与产品直接接触后可实现对产品的加热、烘干、热定型、热熔染色等功能。如何安全和高效地产生热风是其最主要的目标。
在本文中阐述了根据热风炉的对象特性设计的系统方案并通过仿真软件Proteus进行仿真。控制系统的设计包括硬件设计和软件设计。在硬件设计通过对温度传感器、流量计和执行机构的比较选型后，再针对各自的特点进行每个模块的详细设计。在软件设计中包括了初始化程序设计、显示程序设计和数模转换程序等子程序的编写，还需要针对PID控制算法进行选择和整定参数。当完成系统的设计后借助仿真软件Proteus针对热风炉燃料流量—温度串级控制系统进行仿真，并对仿真结果进行分析。
关键词：单片机；串级控制；温度； PID控制算法
 
Abstract
Stove in the production of many products are not used alone, but is widely used as a thermal mechanical power walks of life. The principle is post-combustion fuel stove heated air to form hot air, hot air and direct contact with the product can achieve heating of the product, drying, heat-setting, hot melt dyeing and other functions. How to safely and efficiently produce hot air is its main goal.
It elaborated and simulation software Proteus simulation based on object properties stove design system solutions in this article. Design of the control system, including hardware and software design. In the hardware design by temperature sensors, flow meters, and after comparative selection of implementing agencies, further detailed design of each module for the respective characteristics. Including the initialization program design, programming design display subroutine digital to analog conversion procedures, etc., also need to be selected and tuning parameters for PID control algorithm in software design. Upon the completion of the design of the system by means of simulation software Proteus for stove fuel flow - temperature cascade control system simulation, and to analyze the simulation results.
Key Words：SCM；cascade control；temperature；PID control algorithm
  

目  录
第1章 绪论    1
1.1 研究背景及意义    1
1.2 国内外研究现状    1
1.2.1 国外研究现状    1
1.2.2 国内研究现状    2
1.3 研究的主要内容    2
第2章 控制系统的总体方案设计    4
2.1热风炉的对象特性    4
2.2 控制方式的选择    4
2.2 微型计算机的选择    4
2.3 被控变量的选择    5
2.4 执行机构的选择    5
2.5检测元件的选择    6
2.5.1 温度传感器的选择    6
2.5.2 流量计的选择    7
2.6系统的原理和结构    8
第3章  系统硬件设计    9
3.1单片机系统电路设计    9
3.1.1单片机的介绍    9
3.1.2单片机的电源电路    10
3.1.3单片机的报警电路    11
3.2温度变送环节设计    11
3.2.1温度采集电路    12
3.2.2 放大电路    12
3.2.3 A/D转换    13
3.3流量变送环节与执行机构的设计    15
3.3.1流量计    15
3.3.2智能阀门定位器    15
3.4显示环节设计    17
3.4.1 液晶    17
3.4.2 液晶与单片机    18
3.5按键电路设计    18
第4章 系统软件设计    20
4.1整体程序设计    20
4.2系统初始化设计    21
4.3按键程序设计    21
4.4 A/D转换程序设计    22
4.5控制算法    22
4.5.1 连续比例积分微分控制算法    22
4.5.2 离散比例积分微分控制算法    24
4.5.3控制规律的选择    25
4.5.4 参数整定    25
4.5.5 串级控制系统控制器参数的整定    26
第5章 控制系统的仿真    27
5.1仿真软件介绍    27
5.2软件仿真    27
5.3结果分析    29
第6章 总结与展望    30
6.1总结    30
6.2展望    30
参考文献    31
致谢    32