一种工业温度控制系统的制作方法

本发明专利涉及温度控制技术领域，尤其涉及一种工业温度控制系统。

背景技术：

温度控制系统广泛应用于社会生活的各个领域，如家电、汽车、材料、电力电子等，常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同，在工业企业中，如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题。这类控制对象惯性大，滞后现象严重，存在很多不确定的因素，难以建立精确的数学模型，从而导致控制系统性能不佳，甚至出现控制不稳定、失控现象。传统的继电器调温电路简单实用，但由于继电器动作频繁，可能会因触点不良而影响正常工作。控制领域还大量采用传统的pid控制方式，但pid控制对象的模型难以建立，并且当扰动因素不明确时，参数调整不便仍是普遍存在的问题。

采用数字温度传感器ds18b20，因其内部集成了a/d转换器，使得电路结构更加简单，而且减少了温度测量转换时的精度损失，使得测量温度更加精确。数字温度传感器ds18b20只用一个引脚即可与单片机进行通信，大大减少了接线的麻烦，使得单片机更加具有扩展性。由于ds18b20芯片的小型化，更加可以通过单跳数据线就可以和主电路连接，故可以把数字温度传感器ds18b20做成探头，探入到狭小的地方，增加了实用性。更能串接多个数字温度传感器ds18b20进行范围的温度检测。

发明专利内容

本发明专利属于温度控制技术领域，尤其涉及一种工业温度控制系统，本发明由温度采集器ds18b20、a/d转换器、单片机at89s52、发光二极显示管、继电器控制电阻丝和复位控制等部件组成，本发明可实现实时温度检测，近程和远程数据传输，液晶显示，键盘控制电路，可设定监控温度上下限，过限报警电路，过压保护，可持续工作，掉电复位等功能，本发明具有高可靠性和低生产成本，低功耗，高精度等特性。

附图说明

图1：一种工业温度控制系统原理图。

图2：单片机主控电路图。

图3：温度检测电路图。

图4：继电器控制电阻丝加热电路图。

图5：发光二极管指示温度电路图。

具体实施方式

为了使本发明专利的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明专利进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明专利，并不用于限定本发明专利。

本发明专利属于温度控制技术领域，尤其涉及一种工业温度控制系统，本发明由温度采集器ds18b20、a/d转换器、单片机at89s52、发光二极显示管、继电器控制电阻丝和复位控制等部件组成，本发明可实现实时温度检测，近程和远程数据传输，液晶显示，键盘控制电路，可设定监控温度上下限，过限报警电路，过压保护，可持续工作，掉电复位等功能，本发明具有高可靠性和低生产成本，低功耗，高精度等特性。

进一步的，一种工业温度控制系统原理如图1所示，此温度控制系统先是温度采集器进行温度采集，经a/d转换器后送入到单片机然后显示输出和智能温度报警，如果需要修改温度参数或者是查看设置和其他功能，则由键盘控制电路输入。

进一步的，主控芯片采用单片机作为整个控制系统的核心。鉴于市场上常见的51系列8位单片机的售价比较低廉，本发明采用了at89s52单片机系统。

进一步的，温度采集器采用可编程分辨率一线数字温度采集器ds18b20，ds18b20是由美国dallas公司提供的一种单总线系统的数字温度传感器，它可提供二进制9位温度信息,分辨率为0.5℃，可在-55～+125℃的范围内测量温度。从中央处理器到ds18b20仅需连接一条信号线和地线，其指令信息和数据信息都经过单总线接口与ds18b20进行数据交换。ds18b20完成读、写和温度变换所需的电源可以由数据线本身提供,也可以由外部供给。

进一步的，单片机主控电路如图2所示，主控电路包括电源复位电路和晶体振动电路。复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。当开关rst闭合后经过一小段时间的延时后单元稳定，rst端口变为高电平，产生复位信号，单片机复位。

进一步的，温度检测电路图如图3所示，温度采集器ds18b20通过数据线ds连接单片机的p1.0口，vdd接电源正极，通过r3连接到p1.0口。这是传感器外接电源的接法，另一种接法是直接ds连接p1.0，vcc和gnd接地，这个叫做寄生电源，即ds18b20的供电电源是单片机的p1.0口，但是这样接法要保证ds18b20在温度转换的时候p1.0必须为高电平，而且要至少持续500ms，也就是说，p1.0口在ds18b20数据转换的时候就不能传送任何数据。相对来说运用外接电源的方法，p1.0数据线就可以在任何时候不受限制的传送数据。另外由图可见外接了一个4.7k的电阻r3，这个主要是因为在ds18b20温度转换（执行convertt命令）的时候最少要消耗1ma的电流，这时候p1.0口可能没有足够的能量提供，就需要外接的vcc通过r3提供能量。

进一步的，继电器控制电阻丝加热电路如图4所示，本发明主要通过18b20温度采集器对温度进行实时检测，当温度低于30度时通过继电器的接通控制热电阻丝进行加热。当温度加热到60度时断开继电器停止加热。低于30度时通过p1.1口输出高电平开启继电器使加热电路导通，高于60度时通过p1.1口输出低电平断开继电器使加热电路断开停止加热。

进一步的，发光二极管指示温度电路如图5所示，加热过程中通过四个发光二极管分别亮灭提示30度、40度、50度、60度的水温。在30度时单片机p3.2输出低电平使发光二极管d1亮。在40度时单片机p3.3输出低电平使发光二极管d2亮。在50度时单片机p3.4输出低电平使发光二极管d3亮。在60度时单片机p3.5输出低电平使发光二极管d4亮。

以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明属于温度控制技术领域，尤其涉及一种工业温度控制系统，本发明由温度采集器DS18B20、A/D转换器、单片机AT89S52、发光二极显示管、继电器控制电阻丝和复位控制等部件组成，本发明可实现实时温度检测，近程和远程数据传输，液晶显示，键盘控制电路，可设定监控温度上下限，过限报警电路，过压保护，可持续工作，掉电复位等功能，本发明具有高可靠性和低生产成本，低功耗，高精度等特性。

技术研发人员：不公告发明人
受保护的技术使用者：长沙闽壹湖电子科技有限责任公司
技术研发日：2016.04.29
技术公布日：2017.11.07