太阳能硅片酸洗池温度控制系统设计-开题报告

开题报告1本课题的研究内容、重点及难点研究内容现代工业生产以及日常生活中，温度控制扮演着越来越重要的角色，大到粮仓，环境检测，工业冶炼，冷冻库，物质分离以及医疗卫生等方面，小到家庭电饭煲，冰箱，空调以及太阳能热水器等方面都得到了广泛的应用，使得在这方面的研究有非常重要的意义。在工业生产中，能起到实时采集温度数据，适时调节温度，提高产品质量以及生产效率的作用。如今，随着人们生活质量的提高，对温度控制系统有了新的要求，即把通讯及网络技术、自动化技术、先进的控制技术等应用到温度控制领域，成为新趋势。本课题的研究内容是设计出采用工业控温器，太阳能硅片酸洗池温度控制系统，来控制酸洗池管式换热器的流量，达到控制酸洗池温度的目的。本课题的研究内容主要有以下几个方面：（1）研究温度控制系统的基本原理；（2）研究液晶显示原理及编程；（3）研究传感器检测、信号放大、数据转换、数据显示等知识的应用；研究重点及难点重点：（1）温度控制系统的硬件设计，使基本硬件电路能满足温度控制精度；（2）如何进行多点测温，让酸洗池温度稳定在给定值；（3）温度控制系统软件程序的编写。难点：（1）如何设计硬件电路使其能够比较精确的进行温度采集；（2）如何合理的控制管式换热器的流量；（3）使用那种算法可以较好地实现控制温度。2准备情况（查阅过的文献资料及调研情况、现有设备、实验条件等）研究概况及发展趋势（1）温度控制系统的研究概况温度控制系统由被控对象、测量装置、调节器和执行机构等部分构成。被控对象是一个装置或一个过程，它的温度是被控制量。测量装置对被控温度进行测量，并将测量值与给定值比较，若存在偏差便由调节器对偏差信号进行处理，再输送给执行机构来增加或减少供给被控对象的热量，使被控温度调节到整定值。测量装置的精度直接影响温度控制系统的精度，因此在高精度温度控制系统中必须采用高精度的温度测量装置。目前测量温度可分为两类：接触式测量方式、非接触式测量方式。接触式测温方法是使温度敏感元件直接与被测对象相接触，当被测温度与感温元件达到热平衡时，温度敏感元件与被测对象的温度相等。这类温度传感器具有结构简单、工作可靠、精度高、稳定性好、价格低廉等优点。使用这类测温方法的温度传感器主要有膨胀式温度传感器、电阻式温度传感器、热电偶温度传感器。非接触式测温方法是应用物体的热辐射能量随温度的变化而变化的原理。物体辐射能量的大小与温度有关，并且以电磁波形式向四周辐射。当选择合适的接收检测装置时，便可测得被测对象发出的热辐射能量并且转换成可测量和显示的各种信号，实现温度的测量。非接触式温度传感器理论上不存在热接触式温度传感器的测量滞后和在温度范围上的限制，可测高温、腐蚀、有毒、运动物体及固体、液体表面的温度，不干扰被测温度场，但精度较低，使用不太方便。（2）国内外的发展趋势国外对温度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度测控技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。我国对于温度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上，才掌握了温度室内微机控制技术，该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。我国温度测控设施以及计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与发达国家相比，存在较大差距。我国温度测量控制现状还没有达到工厂全自动化的程度，生产实际中仍然有许多问题困扰着我们，存在着装备配套能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享和可靠性差等缺点。在今后的温控系统的研究中会趋于智能化，集成化，系统的各项性能指标更准确，更加稳定可靠。主要参考文献1缴瑞山，韩全立主编.单片机控制技术及应用M.北京：高等教育出版社，20032谭浩强.C语言设计教程M.北京：清华大学出版社，20073鹿玉红，戴彦，江培蕾.基于PROTEUS的DS18B20数字温度计的仿真实现.福建电脑，20104刘春恰.北京数字温度传感器DS18B20测温的应用.电器时代，20105张培仁，孙占辉，张欣，张村峰.基于C语言编程MCS-51单片机原理与应用.北京：清华大学出版社，20026常敏，王涵，范红波.51单片机应用程序开发与实践.北京：电子工业出版社，20097李平，杜涛，罗和平.单片机应用开发与实践.北京：机械工程出版社，20088刘娟，梁卫文，程莉，廖银萍.单片机C语言与PROTUES仿真技能实训.北京：中国电力出版社，20109LDubois,V.C.T.V.SozanskiJP,M.Chive.TemperaturecontrolbymicrowaveradiometrywithnarrowbandwidthJ.EurPhys.J.App.lPhys.2000，Vol.9:63-68.10Semiconductor.DS18B20programmableresolution1-wiredigitalthermometerR.DallasSemiconductorCorporation,2002:1-26.现有设备和实验条件个人计算机、51单片机开发板、示波器、直流稳压电源、数字万用表，开放实验室3实施方案、进度实施计划及预期提交的毕业设计资料实施方案本系统由机械结构部分和电控执行部分，以及单片机控制部分这三部分构成。机械结构部分包括酸洗池管式换热器，酸洗池，废液池；而电控执行部分包括管式换热器的流量控制电器元件，酸洗池多个工位的温度传感器，以及液晶显示器件，按键控制部分；单片机控制部分就包括单片机AT89C52主控芯片。具体如下：（1）硬件设计本系统包括以下几部分硬件电路：以单片机AT89C52主控芯片为核心，周围电路包括按供电电源、按键电路、温度检测、控制部分、液晶显示模块等。先用按键设定一个温度值，启动加热器对热水池加热，控制打开热水池的电磁阀给酸洗池加热水，通过对酸洗池的温度采集，当酸洗池温度达到设定值时，停止加热，关闭电磁阀，从而达到控制酸洗池温度的目的。系统组成如图1所示：单片机AT89C52按键电路温度检测液晶显示模块图1系统组成供电电源报警模块控制部分（2）软件设计由主程序、数据转换程序、及显示子程序等部分组成。首先对系统初始化，温度加热到设定值后，系统控制使温度保持在设定值一定范围内，对采集的温度数据进行转换并显示。系统初始化温度上下限设定数据转换显示当前温度比较设定温度值与实际温度值的大小图2程序框图开始启动加热装置温度测量冷却温度测量小于温度测量大于温度测量判断是否超出温度上下限超出温度测量低于温度测量进度实施计划第一阶段（2月28日至3月6日）：提出合理的方案，查阅资料，画出温度控制系统原理框图，硬件原理图。第二阶段（3月7日至3月13日）：对方案进行论证。第三阶段（3月14日至4月1日）：对硬件进行合理的设计布局，合理选择元器件，制作电路板，检测电路板并调试，直至电路板能正常工作。第四阶段（4月2日至5月15日）：进行软件编程并与硬件联调，直至实现全部功能。预期提交的毕业设计资料1、完成两万字以上的毕业设计说明书（论文）；在毕业设计说明书（论文）中必须包括详细的300500个单词的英文摘