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第卷第期增刊
年月
仪器仪表学报
基于算法的家用电热水器
恒温控制系统设计
林祝亮’,张长江,
,浙江工业大学信息学院杭州
浙江师范大学信息工程学院金华
朱更军
摘要采用单片机作为控制核心,将增式算法和脉宽调制技术相结合,通过光藕控制双向晶闸管
导通角的大小实现热水器的恒温控制解决了传统的电热水器用冷热水闸门调节温度出现的温度不稳定,不易调节的缺点。
关位询算法单片机脉宽调制电热水器
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引言
针对传统的电热水器用冷热水闸门调节温度出现
的温度不稳定,不易调节的缺点,本文设计了以
单片机作为控制核心,将算法和脉
宽调制技术相结合,通过光藕来控制双向可控硅导通
角的大小来实现热水器的恒温控制的控制系统。
刀刀转换电器器
电电加热装皿皿皿皿皿皿皿皿皿皿皿皿皿皿皿皿皿娜娜娜娜娜娜娜娜娜老显示示示单片机控制系统统
双双向晶阐管管
图系统框图
系统的硬件组成与设计
系统的硬件组成
系统由单片机控制系统、前向通道、后向通道、人
机对话通道个主要的功能模块组成,总体框图如图
所示。
系统硬件设计
前向通道设计
前向通道是信息采集的通道,主要包括温度传感
器、信号放大、转换电路组成的信号采集电路和
以单片机为核心的信号处理电路水温经温度传感器
和信号放大电路产生的模拟电压信号送人
转换器,将模拟量转换为数字量通过系统总线送人
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第期增刊基于算法的家用电热水器恒温控制系统设计
单片机进行运算处理,电路原理图分别如图、图
所示。
图中温度传感器采用将温度变换为电流,
与运算放大器和电阻、、、组成信
号转换与放大电路,将温度转换为电压信号。采用
把电压信号转换为数字信号输送到
刃才自日困之心扭山怪欠
图信号处理电路
后向通道设计
后向通道是控制信号的输出通道,主要由功率放
大电路、光电祸合电路、双向晶闸管、电热装置等组成,
原理图如图所示。单片机输出的控制信号经光偶
控制双向可控硅的导通时间,从而
实现温度控制。
序、波子程序组成。主程序主要完成初始化、温
度采集、处理和发送、子程序的调用。算法子
程序的作用为根据设定温度、实测温度和调节器系数
、,、。计算变换量△,并将变换量按比例转换
为波的时间来控制可控硅导通时间。当键盘显
示模块发送过来设定温度时,本模块能够进人申行口
中断子程序,从而把设定温度保存起来。波输
出子程序按运算结果,软件编写完成控制双向晶
闸管的导通时间。
图后向通道原理图实验数据记录与分析
系统软件设计从不同温度下的静态实验数据分析,该系统相对
误差基本维持在小于的范围内,测量精度高。
增式控制算法
增量式控制算式为
△一一。一一〕
。一一一〕
△,。△
软件设计
系统软件由主程序、子程序、中断服务子程图温度响应曲线
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仪器仪表学报第卷
根据设定温度为℃时的实验数据,利用
作出的过渡过程的曲线如图所示
从响应曲线看,整体控制效果明显,控制的精度
高,响应时间也符合热水器的要求。
参考文献
一气上‘一
结束语
﹃,八吐‘一一
本文利用算法实现对电热水器的自动控制,
温度分辨力可达℃,具有自动化、智能化、易于操
作、控制精度高、性价比高等特点
吴麒自动控制原理〔〕北京清华大学出版
社,
张毅刚单片机应用设计〕哈尔滨哈工大出
版社,·
何小艇电子系统设计〔〕杭州浙江大学出版
社,
韩志军单片机应用系统设计「〕北京机械工业
出版社,
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返回
②二,
说明激活当前会话上的连接。
返回
③,
说明查看状态,是分配给模块的动
态。
④,,“”,
说明建立与上位机的连接,
为服务器端地址。
返回表明建立连接成功。
建立连接之后,进人数据模式,配变监控终
端就可发送和接收数据了。
结论
本文中提出的基于模块的配变监控终端,
具备实时性强、传输速度高、数据吞吐量大、通信可靠
等优点,不仅能实现系统远程监控,还可以大大节约成
本,具有广阔的应用前景。
参考文献
【〕刘和平,严利平,张学锋,等结
构、原理及应用〔〕北京北京航空航天大学出版
社,
〕魂〔〕
,
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