温度控制范文精选

摘要：单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。目前，一个学习与应用单片机的高潮在全社会大规模地兴起。学习单片机的最有效方法就是理论与实践并重，本文用80C51单片机自制了一个温度控制系统，重点介绍了该系统的硬件结构及编程方法。

关键词：单片机、温度传感器、模/数转换器

一、单片机温度控制系统的组成及工作原理

在工业生产和日常生活中，对温度控制系统的要求，主要是保证温度在一定温度范围内变化，稳定性好，不振荡，对系统的快速性要求不高。以下简单分析了单片机温度控制系统设计过程及实现方法。现场温度经温度传感器采样后变换为模拟电压信号，经低通滤波滤掉干扰信号后送放大器，信号放大后送模/数转换器转换为数字信号送单片机，单片机根据输入的温度控制范围通过继电器控制加热设备完成温度的控制。本系统的测温范围为0℃～99℃，启动单片机温度控制系统后首先按下第一个按键开始最低温度的设置，这时数码管显示温度数值，每隔一秒温度数值增加一度，当满足用户温度设置最低值时再按一下第一个按键完成最低温度的设置，依次类推通过第二个按键完成最高温度的设置。然后温度检测系统根据用户设定的温度范围完成一定范围的温度控制。

二、温度检测的设计

系统测温采用AD590温度传感器，AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。它的主要特性如下：

1、流过器件的电流（mA）等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数；即：，式中：Ir—流过器件（AD590）的电流，单位为mA；T—热力学温度，单位为K。

2、AD590的测温范围为-55℃～+150℃；

摘要：在建筑施工过程中，我们经常会遇到基础底板体积及截面大（特厚、超长），混凝土标号高，一次性浇筑混凝土量大，往往还工期很紧，作业温度高等施工情况。这样水泥水化过程中将释放出大量的水化热，在混凝土内部产生很大的水化热升温。此期间，当基础受到外部地基的约束作用或内外较大的温度变化，会产生较大的温度应力，有可能导致箱形基础产生深进或贯穿性裂缝，影响基础结构的整体性、持久强度和防水性能。

关键字：混凝土结构 温差控制 温度裂缝

中图分类号：TU37

前言

大体积混凝土采取的温控措施、测温监控技术及保温养护。是保证大体积混凝土质量的关键。

一、 概述：

在混凝土施工过程中，为防止由于温度原因导致混凝土裂缝所采取的措施。混凝土是不良导体，由于水泥水化作用释放出大量水化热，大体积混凝土内部温度不断上升，在内外温差过大，由此而引起的热应力超过混凝土的抗裂能力时，将产生表面裂缝；在混凝土不断降温过程中，混凝土的收缩变形受到基础或老混凝土的约束，也将产生拉应力，导致基础混凝土产生裂缝；气温的急剧下降，表层混凝土收缩，也会产生裂缝，这种现象称冷击。水利工程中，多数是大体积混凝土结构，基础或边墙常受基岩约束，加以施工强度大，气温变化剧烈，处理不当，常会引起过大的热应力，导致混凝土开裂。因此，在混凝土施工中要严格实施混凝土温度控制。

二、大体积混凝土的温度裂缝原因分析

【摘 要】 随着自动控制技术的进步和人工成本的不断上升，采用自动控制技术一方面减少了人为因素对生产过程影响的不确定性。另一方面，自动控制技术可以部分取代或减少工人劳动强度，降低人工成本提高生产效率。本文将介绍一种通过对目前国内普遍采用的通风制曲设备简单改造，实现制曲过程自动化的方法。为传统酿造行业寻找一条提高产品质量、提升生产效率、降低人力成本的新方法。

【关键词】 通风制曲；温度控制；自动控制；程序设计

1 前言

制曲是酿造过程中重要工序之一。曲子的优劣将直接影响到成品的风味口感、理化指标以及原料的利用率。制曲过程中按生长阶段可分为孢子发芽期、菌丝生长期、菌丝繁殖期、及孢子着生和孢子成熟期。每一生长阶段所需要的温度是不同的，每一个生长阶段都有其最适宜的温度范围。控制好制曲过程中曲池每一阶段的温度，对酶系的生长状况以及杂菌的控制将起到至关重要的作用。

图1 制曲过程温度设定图

2 曲池及通风制曲介绍

考虑到成本等诸多因素，目前国内普遍采用通风制曲的方法。曲池一般长9米、宽2.1米、壁厚0.15米。可分为上下两部分，上部分是曲料箱盛放曲料。下部分是风道，风道与曲料箱之间铺设带通风孔的铁板。曲料均匀的平铺在曲池中，料层厚度一般在25~30cm之间。

图2 通风制曲示意图

【摘要】在现代自动化的过程控制中，各种系统都会对温度的控制有要求。随着现代化水平的逐步提高，实现温度的自动控制已成必需。本文主要介绍了利用可编程控制（PLC）进行温度控制与检测的过程。详细介绍了利用PLC的基本单元而不是特殊功能模块构成的控温系统。PLC控温设计主要是通过LM35温度传感器，LM331电压/频率转换器，将温度信号转换成频率信号，送入PLC进行比较输出，从而实现对温度的自动控制。

【关键词】PLC；控温系统

一、PLC系统总体设计方案

PLC控温系统主要包括硬件系统和软件系统两大部分。硬件部分由测温电路、电压/频率转换电路、PLC控制电路、加热控制电路和显示电路等构成，如图1所示。

软件部分应用三菱FX系列PLC可编程控制，型号为FX2n-32MR。

PLC控温系统工作原理：在测温电路中LM35温度传感器测量加热装置的温度，把测得的实际温度转换成电压信号送到电压/频率转换电路，在电压/频率转换器（LM331）的输出端输出脉冲，PLC对脉冲计数。由PLC程序将脉冲个数转换为实际温度，与由拨码开关设定的温度进行比较，若设定温度大于实际温度，则继电器吸合，加热装置开始加热。等加热到设定温度时，继电器自动断开停止加热。PLC将此时的实际温度值送到译码器（CD4511），译码器将输入的BCD码转换成七段码，在LED数码管上显示出来。

二、PLC控制器

PLC是一种通用的智能化工业控制设备，其档次和功能面向各种各样的应用，众多的生产厂家提供各种系列且功能各异的产品。目前常见的国内外的PLC产品的型号有几百种。

摘要：在恒温槽进行热物性测试中，需要高精度的温度控制。针对上述问题，给出了一种一维模糊控制+增量式PID控制策略恒温槽温度控制方法。通过实测温度与设定温度偏差选择增量式PID控制或模糊控制，完成温度高精确控制。以C8051F060单片机为主控制器，设计了一种恒温槽温度控制系统。该控制系统具有在线温度控制、温度历史数据存储以及与PC机实时数据通讯等功能。实际测试结果表明，该系统温度响应时间短、温度波动度小，满足实际使用要求。

关键词：高精度恒温槽；模糊控制；增量式PID；C8051F060；温度

中图分类号：TP183文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)22-5482-03

A High-precision Thermostat Bath Temperature Control System

LIU Jun-wei

(Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723003, China)

Abstract: It requires high precise to control temperature during the thermostat bath thermo physical properties measurement. Aimed to above problem, a control method based on one-dimensional fuzzy and increment PID control is given. This control method chooses fuzzy control or increment PID control by deviation value between the measured temperature and the setting temperature so as to finish high-precision temperature control. The designed control system uses the C8051F060 as main controller, and has on-line temperature control、historical temperature data storage、real-time data communication with the PC etc. The results of practice test show that the system temperature response is fast, temperature degree of fluctuation is small, a practical need for use can be satisfied fully.

Key words: high precision thermostat bath; fuzzy control; increment PID; C8051F060; temperature

摘要：热轧机温度控制系统采用计算机系统控制，并且，通过现场总线和工业以太网通讯模式进行数据传输和控制。控制带材的温度直接影响产品的质量和成品率。

关键词：计算机系统；现场总线；工业以太网

中图分类号：S624.4+4 文献标识码：A

热轧机温度控制系统由可逆轧机温度控制系统和连轧机温度控制系统组成。它们之间采用高速工业以太网通讯方式进行数据传输，高温测量传感器的信号通过现场总线传送到温度控制单元，计算机通过数学模型的信息处理，输出控制信号，控制轧机电机传动系统的速度和喷射系统流量，实现带材的温度控制在允许的范围内。

下图为热轧机计算机控制系统：

热轧机轧制过程中，可逆轧机和连轧机的带材温度变化，直接影响带材的质量和板形，所以，为了保证连轧机能轧制出优质的产品，精确控制可逆轧机出口转移坯料的温度是非常必要的。但是，需要考虑与温度控制相关的主要问题：带材宽度、不同的合金和用途。它们对温度控制的要求是不同的。特别是不同的合金，轧制过程中，带材的温度变化是不同的。考虑到上述问题，首先在可逆轧机出口安装了带材温度控制系统，其包括：控制计算机系统、喷射系统、温度检测系统。

可逆轧机温度控制过程：

可逆轧机出口安装了冷却带材的喷射装置，喷射设备分区控制，每个区域的喷嘴控制阀可以独立控制。另外，一个高温检测传感器T1安装在喷射区的入口侧，另外一个高温检测传感器T2安装在喷射区的出口侧。带材温度控制过程中，预先设定冷却液的流量、温度和喷射区域，当带材通过喷射区时，又控制计算机控制带材的移动速度、冷却液的流量和喷射时间，带材通过喷射区的速度是根据喷射区入口高温传感器T1的测量温度偏差进行修正的，带材通过喷射区时，将导致带材温度下降，并且，温度下降的多少是由带材通过喷射区域的速度和时间长短决定的.速度控制由过程控制器完成，因此，带材的温度能精确控制。

[摘 要]本系统是以AT89S52单片机为核心研发的温度巡回检测报警系统。系统运用主从分布式思想，实现由一台PC作上位机，多个单片机作下位机进行温度数据采集。系统以DS18B20数字温度传感器为检测元件，采集的温度值通过LED显示。测试的温度设置上下限，能够通过硬件与软件的结合实现温度的控制，并能够实现报警和对温度的上下限进行修改。系统测温准确、价格低廉、使用方便，具有广泛的应用前景。

[关键词]单片机；温度传感器；巡回检测报警；温度控制

中图分类号：TM351 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）12-0285-01

1、引言

温度采集系统可被广泛应用于工、农业生产和日常生活中，单片机控制温度采集控制系统就是为对温度进行检测和监控而设计的。采用PC机控制进行温度检测、数字显示、信息存储及实时控制，对于提高生产效率和产品质量、节约能源等都有重要的作用。系统以52系列单片机为控制核心，实现温度控制报警显示系统的设计，简单实用，具有一定的推广价值。

2、温度控制系统的整体方案设计

系统运用主从分布式思想，由一台PC作上位机，单片机作下位机，进行温度数据采集。该系统采用RS-232串行通讯标准，通过PC机控制单片机进行现场温度采集。温度值既可以送回主控PC进行数据处理，由显示器集中显示，也可以由下位机单独工作，实时显示当前各点的温度值，并对各点进行实时温度控制，并具有超温声光报警功能。工作原理如下：当单片机采集温度低于所设定的下限温度或高于设定的上限温度时，单片机控制数字温度传感器DS18B20系统，把温度信号通过单总线从数字温度传感器传递到单片机上。单片机在处理数据之后，发出控制信号改变报警和控制执行模块的状态，同时将当前温度值发送到显示电路显示。本设计选用LED数码管显示器，采用蜂鸣器报警。

为了实现预定值的设置，本系统采用的是直接和I/O口连接的三个按键来实现，分别代表循环切换键、加1键和减1键。循环切换键用来设定报警值，加1键和减1键用来设置温度的上下限值。O定完参数后，再按一次功能键，系统便进入了监控状态。

摘要：通过多年的现场观察，通过查阅有关混凝土温度控制方面的专著。对混凝土温度控制进行阐述。

关键词：混凝土温度施工技术 施工质量

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

引言： 混凝土在现代工程建设中占有重要地位。而在今天，混凝土的温度裂缝已成为混凝土施工中的质量通病，在大体积混凝土中，温度控制具有重要意义。这主要是由于，在施工中混凝土常常出现温度裂缝，影响到结构的整体性和耐久性。因此本文仅对施工中混凝土温度控制措施做一探讨。

一、温度控制措施及方法

工程施工期在施工过程中，主要采取，降低混凝土浇筑温度和减少胶凝材料水化热温升，严格控制混凝土浇筑温度和最高温度不超过设计允许最高温度要求，并加强混凝土表面保温和降低混凝土内部温升等综合措施，预防混凝土产生裂缝。

1、常温混凝土为春秋季不采用预冷措施拌制的自然温度混凝土，也称自然入仓温度混凝土；预冷混凝土为高温季节或较高温季节采用预冷措施拌制的低温混凝土。冬季低温季节浇筑混凝土还需加热水拌和混凝土。

2、为减少预冷混凝土温度回升，严格控制混凝土运输时间和仓面浇筑坯覆盖前的暴露时间，混凝土运输机具加保温设施，并减少转运次数，为使高温季节预冷混凝土自出机口至仓面浇筑坯被覆盖前的温度满足浇筑温度要求，混凝土自出机口至仓面浇筑坯被覆盖前的时间不大于150min。

1OPC技术

应用程序与OPC服务器之间必须有OPC接口，OPC规范提供了两套标准接口:Custom标准接口和OLE自动化标准接口，通常在系统设计中采用OLE自动化标准接口。OLE自动化标准接口定义了以下3层接口，依次呈包含关系。OPCServer(服务器):OPC启动服务器，获得其他对象和服务的起始类，并用于返回OPCGroup类对象。OPCGroup(组):存储由若干OPCItem组成的Group信息，并返回OPCItem类对象。OPCItem(数据项):存储具体Item的定义、数据值、状态值等信息。3层接口的层次关系如图2所示。

2菇棚温度控制系统的设计

2．1菇棚的温度控制原理宁夏南部山区杏鲍菇生产基地采用大棚式培养方式，作为对杏鲍菇生长起最重要影响的因素，温度显得尤为重要［8］。菇棚温度采用自动记录仪对温度进行检测，利用空调对菇棚温度进行调节。由于温度控制系统具有大时变、非线性、滞后性等特点，采用模糊控制非常合适［9－10］。本文对菇棚的温度进行了控制设计，最终采用模糊PID控制方案，达到对温度的实时控制，从而将出菇阶段的温度控制在14～17℃的范围之内。菇棚温度控制系统的原理如图3所示。图3中，虚线框内的部分在工业控制环境中大多由PLC等控制设备完成，而这些设备很难实现模糊PID的控制功能。因此，将虚线框部分在Simulink中实现，把在Simulink中创建的模糊PID控制器直接应用到现场设备中。菇棚实时温度控制系统原理图如图4所示。图4中，该系统以PCACCESS软件作为OPC服务器，用MATLAB/OPC工具箱中的OPCWrite模块和OPCRead模块与Simulink进行数据交换。传感变送装置检测温度后将电信号传送给S7－200PLC的模拟量输入模块EM231，经过A/D转换后得出温度值;PCACCESS软件从PLC中读取温度值，通过OPCRead模块传送给Simulink;在Simulink中与设定的温度值进行比较后，进行模糊PID计算，将结果通过OPCWrite模块传送给PCACCESS软件，经PCACCESS软件写入到PLC中，计算分析得出数字量，输出到模拟量输出模块EM232，经D/A转换为电信号送给温控装置(空调)，实现对菇棚温度的模糊PID控制。2．2模糊PID控制系统2．2．1模糊PID控制器的设计菇棚的温度控制系统是一个复杂的非线性系统，很难建立精确的数学模型，而常规的PID控制则需建立被控对象的精确数学模型，对被控过程的适应性差，算法得不到满意的控制效果。单纯使用模糊控制时，控制精度不高、自适应能力有限，可能存在稳态误差，引起振荡［11－12］。因此，本文针对PID控制和模糊控制的各自特点，将两者结合起来，设计了模糊PID控制器，可以利用模糊控制规则对PID参数进行在线修改，从而实现对菇棚温度的实时控制，将出菇阶段的温度控制在14～17℃的范围之内。基于上述分析，将菇棚温度作为研究对象，E、EC作为模糊控制器的输入，其中E为设定温度值与实际温度值的差值。PID控制器的3个参数KP、KI、KD作为输出。设输入变量E、EC和输出变量的KP、KI、KD语言值的模糊子集均为{NB，NM，NS，ZO，PS，PM，PB}={负大，负中，负小，零，正小，正中，正大}，误差E和误差变化率EC的论域为{－30，－20，－10，0，10，20，30}，KP的论域为{－0．3，－0．2，－0．1，0，0．1，0．2，0．3}，KI的论域为{－0．06，－0．04，－0．02，0，0．02，0．04，0．06}，KD的论域为{－3，－2，－1，0，1，2，3}。为了论域的覆盖率和调整方便，均采用三角形隶属函数。根据对系统运行的分析和工程设计人员的技术知识和实际操作经验，得出KP、KI、KD的模糊控制规则表，如表1所示。利用Simulink工具箱，建立系统的模糊PID控制器的模型，如图5所示。2．2．2系统的仿真菇棚温度的传递函数采用G(s)=e－τsαs+k。其中，α为惯性环节时间常数，α=10．3s/℃;k=0．023;τ=10s，为纯滞后时间。设定菇棚温度值为15℃，常规PID控制器的仿真结果如图6所示，模糊PID控制器的仿真结果如图7所示。结果表明，菇棚温度控制系统采用模糊PID控制器具有超调小、抗干扰能力强等特点，能较好地满足系统的要求。

3Simulink与S7－200PLC数据交换的实现

PCACCESS软件是专用于S7－200PLC的OPC服务器软件，它向作为客户机的MATLAB/OPC客户端提供数据信息。在菇棚温度控制系统中，模糊PID控制器的输出值和反馈值就是Simulink与S7－200PLC进行交换的数据。实现数据交换的具体步骤如下:1)打开软件PCACCESSV1．0SP4，在“MicroWin(USB)”下，单击右键设置“PC/PG”接口，本文选用“PC/PPI(cable)”。然后，右键单击“MicroWin(USB)”进入“新PLC”，添加监控S7－200PLC，本文默认名称为“NewPLC”。右键单击所添加的新PLC的名称，进入“NewItem”添加变量，本文为输出值“wendu1”和反馈值“wendu2”，设置完成，如图8所示。PCACCESS软件自带OPC客户测试端，客户可以将创建的条目拖入测设中心进行测试，观察通信质量，如图9所示。测试后的通信质量为“好”。2)打开MATLAB，在工作空间输入命令“opctool”后，将弹出OPCTool工具箱的窗口，在该窗口的MAT-LABOPCClients对话框下单击右键，进入“AddClient”添加客户端，用户名默认“localhost”，ServerID选择“S7200．OPCServer”;与PCACCESS软件连接成功后，在“S7200．OPCServer”中添加组和项，把在PCACCESS软件中创建的两个变量“wendu1”和“wendu2”添加到项中，操作完成后结果如图10所示。3)新建Simulink文件，导入模糊PID控制器模型，调用OPCWrite模块、OPCRead模块和OPCConfigura-tion模块，设置OPCWrite模块和OPCRead模块的属性，把OPC工作组中的变量“wendu1”添加到OPCWrite模块中，把变量“wendu2”添加到OPCRead模块中，设置完成后两个模块与控制器相连，如图11所示。这样，基于Simulink和S7－200PLC的模糊PID实时温度控制系统的设计就完成了。

4结论

针对工业现场中PLC难以实现复杂控制算法这一问题，采用OPC技术将Simulink与PLC连接实现数据交换，解决了Simulink仅用于数字仿真的缺点，完成了对宁夏南部山区杏鲍菇菇棚温度控制系统的设计。仿真结果表明，采用模糊PID控制器较常规PID控制器具有更好的动态适应性和良好的抗干扰能力，对温度的控制效果更好，设计方案可行。虽然PLC在工业控制中应用广泛、可靠性强，但是由于自身编程语言的限制，难以实现诸如模糊控制、神经网络控制、遗传算法等复杂的智能算法，而MATLAB拥有强大的运算功能和丰富的工具箱，能仿真实现各类算法。因此，采用OPC技术将二者结合，能将复杂的算法直接应用到现场PLC中，具有良好的实用性。

摘要：在施工过程中，为保证锚体不出现温度裂缝，主要对混凝土拌和、运输、浇筑、振捣、通水、养护、保温等各个过程进行有效控制，特别对混凝土的分块、分层、浇筑温度、浇筑间歇时间、通冷却水等进行严格控制。本文重点谈论了大体积混凝土的温度控制措施。

关键词：大体积混凝土；温度；应力；控制

大体积混凝土由于水泥在水化过程中产生的水化热，浇筑后初期混凝土内部温度急剧上升引起混凝土膨胀变形，此时混凝土的弹性模量很小，升温引起膨胀变形，受基础约束产生的应力很小。但随着混凝土温度逐渐降低，混凝土收缩变形逐渐加大，混凝土弹性模量也随着加大，降温受基础约束会产生相当大的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生温度裂缝。此外，当混凝土内部温度与外部温度之间形成一个较大的温度梯度时，将产生较大的拉应力也会在混凝土表面形成裂缝。因此，混凝土的施工质量关系着整个锚碇的耐久性。

1、温度控制标准

根据计算成果，在施工期内为保证锚体大体积混凝土不出现有害裂缝，宜采取如下温度控制标准：

1． 混凝土上下层温差不超过25℃；

2． 混凝土内表温差不超过25℃；

3． 锚碇混凝土浇筑大约在10月份，混凝土浇注温度最高不得超过25℃。