1. 研究目的与意义
在当今社会环境下,随着科技的日益发展,市场和技术息息相关,技术在开发产品方向起到决定性的作用,有关恒温箱控制的产品成为了大家研究开发的热点。
无论在生活中还是在工业中,温度控制系统我们随处可见,例如在发酵箱、工业产品检测、机械行业的零件热处理、塑料制品的注塑机粉末冶金行业烧结炉、还原炉等等。
而又随着单片机的飞速发展,单片机技术越来越成熟,覆盖的范围越来越大,并且在诸多领域中起着重要作用,以单片机为核心的控制系统可以克服控制系统的容量滞后问题,这就让原来传统的温度控制系统的精度得到了很大程度的改善,而单片机其具有体积小、方便灵活、性价比高等特点,把单片机应用到温度控制系统中可以起到更好的控温作用。
2. 课题关键问题和重难点
设计一套能够实现对温度精确控制的恒温箱温度控制系统,能够实时、自动和准确的实现对恒温箱内温度的测量,然后通过控制使温度达到设定误差范围内,又能够有很好的安全稳定性。
重点:该恒温控制系统重点在于温度的快速准确控制。
通过单片机微控制器,对加热器件进行交流调压,以及温度传感器作为反馈形成一个闭环控制系统,通过调节PID算法的比例系数等等一系列相关因素从而达到恒温控制的闭环控制系统。
3. 国内外研究现状(文献综述)
调研情况:首先,通过学习查阅资料了解到目前温度控制是很多企业常见的控制装置,如机械行业的零件热处理、塑料制品的注塑机上,粉末冶金行业烧结炉、还原炉等都有温度控制问题。
现在所使用的炉温控制方法很多仍是陈旧的动圈式两位指示调节仪。
这种温度控制方法温度波动范围大,保温时间靠人工计时,加热速度不能控制,温度不能全程动态跟踪显示,这样的控制和显示方式不能满足日益发展的工业需求。
4. 研究方案
首先需要明确知道我们要如何设计一个恒温箱温度控制系统,该系统通过DS18B20温度传感器采集箱内温度,并将温度信号送入主控制器,实现温度的实时自动控制。
其中控制系统采用AT89S51单片机作为核心控制器,因为其中工作电压一般为5V,因此可通过变压器降压然后整流滤波,而温度测量采用温度传感器,如DS18B20。
温度的加热需要用到PWM控制,因此可采用可控硅驱动,通过光电耦合器隔离,温度的显示可采用数码管或者LCD液晶屏显示。
5. 工作计划
第1周:选题,完成相关表格的填写工作,列出阶段的实施进度计划;第2周:上网查阅资料及相关文献,提出设计方案,进行方案论证;第3周:撰写课题任务书、开题报告;第4周:查阅资料,进一步完成方案论证,熟悉单片机开发工具;第5周:进行初步硬件设计、熟悉单片机开发工具;第6周:绘制电路原理图,准备期中检查;第7周:进行软件设计,绘制流程图,编写程序;第8周:编写调试程序,进一步修改完善原理图和程序;第9周:制作电路板;第10周: 硬件调试,撰写论文;第11周:撰写、整理毕业论文,提交论文初稿;第12周:进一步完善系统,根据指导老师要求修改论文;第13周:评阅、成果验收,规范化检查;第14周:答辩评分,完成毕业设计工作总结。
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