太阳能硅片酸洗池温度控制系统设计【独家毕业课程设计带任务书+开题报告+外文翻译】
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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 M. 北京:高等教育出版社, 2003 2 谭浩强 言设计教程 M 华大学出版社, 2007 3 鹿玉红,戴彦,江培蕾 字温度计的仿真实现 2010 4 刘春恰 字温度传感器 温的应用 2010 5 张培仁,孙占辉,张欣,张村峰 语言编程 片机原理与应用 华大学出版社, 2002 6 常敏,王涵,范红波 片机应用程序开发与实践 . 北京:电子工业出版社, 2009 7 李平,杜涛,罗和平 北京:机械工程出版社, 2008 8 刘娟,梁卫文,程莉,廖银萍 语言与 真技能实训 国电力出版社,2010 9 L P, by J9: 63 - 68. 10 2002:1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 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 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: ( 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。 单片机键电 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 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 300 500 个单词的英文摘要及关键词; 2、 独立 完成与课题相关 的、不少于四万字的 英文资料的翻译(附英文全文); 3、完成 太阳能硅片酸洗池温度控制系统的 方案 设计 ; 4、 完成 系统的硬件和相应软件程序设计, 并提供 原理图; 5、根据任务与要求,完成可供 演示 的 模拟 样机。 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 指导教师意见 指导教师: 年 月 日 开题小组意见 开题小组成员签字: 年 月 日 院系审核意见 院系主管领导签字: 年 月 日
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