控制理论与控制工程硕士论文-多点温度控制系统的研究与实现.pdf

东南大学
硕士学位论文
多点温度控制系统的研究与实现
姓名:李家墅
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:戴义保
20080501
多点温度控制系统的研究与实现中文摘要学校:东南大学自动控制院关键词:刂谱远刂频テ随着自动控制、计算机、通信、网络等技术的迅猛发展,给自动控制系统结构带来了重大变革,使研究组建工业生产网络具有较高的理论意义和实用价值。本课题主要设计了一个多点温度控制系统,用于产生一个恒温热面,并从硬件构成与软件实现两个方面进行了必要的阐述。硬件的设计主要包括输入通道和输出通道两个方面:输入通道是利用热敏元件检测温度,然后进行信号转换并放大,再由疐转换器把模拟信号转变为数字信号并送至单片机进行计数,单片机再通过串口把数据传输给上位机进行处理;输出通道主要是利用系列单片机作为执行机构,根据上位机输出的信号来决定是否开启加热器。软件的设计主要是针对上位机,设计的工作主要有设计上位机工作界面和对输入的信号进行处理。界面的设计主要包括主界面、实时曲线显示界面以及参数设置界面,采用软件进行设计,界面具有良好的交互性,同时还具有打印、曲线显示以及存储等功能;上位机信号处理就是利用惴ǜ菔淙氲氖涤敫ㄖ担扑愠鍪涑隹刂屏俊
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导师签名:——研究生签名:——东南大学学位论文独创性声明东南大学学位论文使用授权声明果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他入已经发表本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。日期:东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅或借阅,可以公布ǹ论文的全部或部分内容。论文的公布ǹ授权东南大学研究生院办理。研究生签名:
第一章绪论计算机控制系统概况本课题的研究背景及其意义统利用计算机的软件和硬件代替自动控制系统中控制器和计算器,它以自动控制理论系统和计算机设定的不同升温工艺曲线对热面温度进行测量和控制。在这里,对整个热面进行温度控制,采用多点温度测量与控制。这种方式与单点刂葡啾龋迪侄嗟悖绕涫堑闶嗟倍嗟奈露瓤刂疲随着计算机技术的发展,工业计算机控制系统的应用越来越广泛工业现场的仪器仪器仪表由于采用了单片机技术的设计使得智能化程度越来越高。目前采用机和单片机构成的分布式系统、工业控制系统以及数据传输系统越来越受到更广泛的应用。它既利用了单片机价格低廉、功能强大、抗干扰能力强等优点,构建适宜分布于工业现场的、使用方便灵活的下位机,又结合了工业控制计算机越来越丰富的软、硬件资源,提供管理功能强大、人机界面良好的操控平台,从而达到机、小型机优势互补的目的。随着现代化工业生产过程复杂性与集成度的提高,计算机控制系统得到了迅速的发展。计算机控制系统是自动控制系统发展中的高级阶段,是自动控制系统中非常重要的一个分支。技术控制系技术为基础,综合计算机、自动控制和生产过程等多方面的知识。由于计算机控制系统的应用,许多传统的控制结构和方法被代替工厂的信号利用率被大大提高,控制质量更加趋于稳定,对改善人们的劳动条件起着重要的好用。因此,计算机控制系统受到越来越广泛的重视。当前,计算机控制系统已经成为许多大型自动化生产线不可缺少的重要组成部分。计算机控制的应用领域是非常广泛,涉及到工业国防和民用的各个领域。温度是工业对象中主要的被控参数之一。冶金、机械加工、食品、化工等各类行业中,广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等,对工件的处理温度要求严格的控制,主要是保证炉温度按规定的温度工艺曲线变化,超调小或者无超调,稳定性好,不振荡,对系统的实时性要求较高。计算机温度控制系统使温度控制指标得到了大幅提高。材料热加工是制造业重要的加工工序,材料经热加工才能成为零件或毛坯,它赋予材料最终的成分、组织与性能。由于热加工兼有成型和改性两个功能,因而其过程质量控制具有更大的难度。本课题为。多点温度控制系统的研究与实现”,用于材料加工的热面温度测量与控制,可以根据现起来要复杂得多。需要做如下几个方面的考虑:
论文研究的主要内容选择具有较高转换速率的疍转换器和在编制采样软件时尽可能地缩短采样时间;另一方面,为了热面温度控制系统主要分为两大部分:硬件控制系统和上位机。硬件控制系统主要包括输入通道和输出通道,输入通道主要实现温度信号的采集、信号的转换和放大、模拟信号到数字