基于触摸屏的多回路温度控制系统的研究和设计

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温度是工业控制领域中重要的热工参数之一,温度的测量和控制直接与安全生产、产品质量、节约能源等方面密切相关。因此,对温度控制系统的研究具有重要的实际意义。   随着信息技术和自动化技术的高速发展,温度控制系统正朝着高精度、智能化、人性化的方向发展。针对当前温度控制系统存在的控温精度不高、人机交互不够直观、操作复杂等问题,设计了一种基于触摸屏的新型温度控制系统。该控温系统以触摸屏取代了键盘、数码管、液晶屏等传统的人机交互设备,采用可视化图形界面,不同界面之间可自由切换,操作简单,显示直观。   本文首先介绍了触摸屏技术的发展现状,根据温度控制系统的各项功能要求和性能指标,提出了系统的总体解决方案,主要包括温度采集、控制执行、人机交互、掉电检测及故障报警等电路模块,并进行了详细的软硬件设计。在硬件上,以ATmega128微处理器为控制核心,选用集成芯片MAX6675完成对热电偶采集的温度信号的处理,简化了硬件电路的设计;选用触摸屏作为输入和显示器件,使人机交互更加友好。软件设计紧密结合硬件资源,以程序模块化为基本原则,采用定时或事件触发方式调度各个功能模块执行相应任务,提高了系统的实时响应能力。针对控制对象电阻炉的滞后特性,应用模型参考自适应算法,通过建立数学模型、仿真和参数整定,完成了自适应控制器的设计。   在完成系统设计的基础上,首先对系统的各个模块进行了软硬件测试,然后将整个系统应用于工业现场进行调试,并对调试结果进行分析,对系统设计的不足之处加以改进。实验结果表明改进后的系统运行稳定、控温精度高、人机交互友好、具有良好的市场前景。
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