基于C8O51F04O单片机的温度遥测遥控系统

文章摘要：摘要：文章介绍了一种基于C805lF040单片机的的水温遥控遥测系统的设计。设计采用C8051F040单片机为控制内核，TCA785移相触发调压方式控制加热元件，上位PC机通过无线收发装置实现对水温、液位的遥感遥测。关键词：C805lF040；遥控遥测；移相触发O 引言 温度遥控遥测是远程实现对温度的测量与控制，特别适合那些环境恶劣，测量人员不容易接近的场合，近年来在工农业生产中应用广泛。根据遥控遥测系统的特点，提出了对水温遥控遥测的设计方案。1 总体方案设计 温度遥控遥测系统主要由微处理器系统、测温模块、加热模块、通信模块、液位模块以及上位机软件等组成。系统构成如图1所示。

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摘要：文章介绍了一种基于C805lF040单片机的的水温遥控遥测系统的设计。设计采用C8051F040单片机为控制内核，TCA785移相触发调压方式控制加热元件，上位PC机通过无线收发装置实现对水温、液位的遥感遥测。
关键词：C805lF040；遥控遥测；移相触发

O 引言
    温度遥控遥测是远程实现对温度的测量与控制，特别适合那些环境恶劣，测量人员不容易接近的场合，近年来在工农业生产中应用广泛。根据遥控遥测系统的特点，提出了对水温遥控遥测的设计方案。

1 总体方案设计
    温度遥控遥测系统主要由微处理器系统、测温模块、加热模块、通信模块、液位模块以及上位机软件等组成。系统构成如图1所示。

    测温模块测量液体温度后，把温度数值发送给微处理器，当温度变化达到一定值后，加热模块开始加热，首先可以在设定的时间内，加热到设定的温度并稳定在该温度一段时间。系统还可以按照设计好的各温度节点进行分段折线加热，精度很高。测液位模块实时测量液体液位，并传给微处理器。系统通过两个通信模块实现遥测遥控，上位机设好温度参数后，通过通信模块传给远处的微处理器，微处理器按照上位机设定好的温度控制加热模块进行加热，同时微处理器把液体温度和液位高度通过通信模块传给上位机软件，通过上位机软件界面可以实时显示和监测液体温度和高度。显示模块把系统的温度、高度等各项数据实时显示在液晶屏幕上。
    程序采用PID算法，建立比例、积分、微分数学模型，控制TCA785移相触发器正负触发可控硅BAT-20对受热物质加热。移相触发双向可控硅调压精准，无级调压，较好地融合了超调和加热时间之间的矛盾；遥感遥测使用PTR-2000与上位机通信，在0到100℃范围内可任意设定、控制水温。PTR-2000通信距离远，准确率高，PC机界面实时显示温度曲线，温度、液位上下限设定。并具有温度曲线采样率设定、温度曲线打印功能。

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3．3 温度控制PID实现
    PID控制是控制工程中技术成熟、应用广泛的一种控制策略，经过长期的工程实践，已形成了一套完整的控制方法和典型的结构。PID的工作基理是：由于来自外界的各种扰动不断产生，要想达到现场控制对象值保持恒定的目的，控制作用就必须不断地进行。若扰动出现使得现场控制对象值发生变化，现场检测元件就会将这种变化采集后经变送器送至PID控制器的输入端，并与其给定值进行比较得到偏差值，调节器按此偏差并以我们预先设定的整定参数控制规律发出控制信号，去改变调节器的开度，使之增加或减少，从而使现场控制对象值发生改变，并趋向于给定值，从而达到控制目的。其实PID的实质就是对偏差进行比例、积分、微分运算，根据运算结果控制执行部件的过程。控制方案如图4所示。

    PID控制器的控制规律可以描述为：
   
    本设计利用了上面所介绍的位置式PID算法，将温度传感器采样输入作为当前输入，然后与设定值进行相减得偏差，再对偏差值进行PID运算产生输出结果，最后控制定时器的时间进而控制加热器。

4 结束语
    温度遥控遥测是工业上使用比较多的一种控制技术，本文就是针对温度遥控遥测所进行的探讨与实践。设计采用PID控制算法大大减少超调量，提高控制精度。由于传感器和其它器件本身并非理想线性，程序中对实测数据进行了线性补偿。经过大量的实验，观测数据，优化系统，最终得到的实验结果精度较高。水温控制准确，双向通信良好，上位机界面完整、优美。希望本文提出的方案能对大家在温度遥控遥测的设计与应用方面有所帮助和启示。

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