溫度自動(dòng)控制系統(tǒng),自動(dòng)溫度控制系統(tǒng)

溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)，自動(dòng)溫度控制系統(tǒng)2022溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)，自動(dòng)溫度控制系統(tǒng)正文內(nèi)容目前，船舶主機(jī)缸套冷卻水溫度的自動(dòng)控制大多使用的是模擬式^節(jié)儀表，由電子器件的邏輯運(yùn)算輸出控制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)繼電器，從而對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)向控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制。從整體上看主要存在以下兩個(gè)明顯的缺點(diǎn)：一是采用的元器件比較落后，導(dǎo)致電路較為復(fù)雜，使用的邏輯元器件也較多，增加了備件管理和維護(hù)工作的難度；二是由于系統(tǒng)整體比較復(fù)雜和模擬儀表的實(shí)現(xiàn)功能的限制，這些溫度控制器都采用了較簡單的控制規(guī)律，不能提供很好的控制性能。綜合這些不利因素，此類控制系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足日益提高的控制性能需求，必須采用新的控制方式。鑒于此，決定用單片機(jī)來控制船舶主機(jī)缸套冷卻水的溫度。單片機(jī)具有高精確度、高靈敏度、高響應(yīng)速度，以及耗能少、機(jī)構(gòu)小、可以連續(xù)測量、自動(dòng)控制、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，其邏輯控制運(yùn)算是由軟件來進(jìn)行的，可以容易地實(shí)現(xiàn)各種控制規(guī)則，甚至是比較復(fù)雜的控制算法，而且很少受外界工作環(huán)境的影響。因此,單片機(jī)可以安全可靠地運(yùn)行，并且智能地控制冷卻水的溫度穩(wěn)定在某一給定值,或者給定值附近，使得船舶柴油機(jī)冷卻水溫度測控滿足現(xiàn)代遠(yuǎn)洋船舶的要求［1］。1船舶主機(jī)缸套冷卻水溫度控制技術(shù)發(fā)展歷程1.1直接作用式控制方式在20世紀(jì)50年代末期，船舶柴油機(jī)冷卻水溫度控制是采用直接作用方式。這是一種早期的反饋式控制方式。其特點(diǎn)是，不需要外加能源，而是根據(jù)在冷卻水管路中的測量元件內(nèi)充注的工作介質(zhì)的壓力隨溫度成比例變化而產(chǎn)生的力來驅(qū)動(dòng)如圖3-3所示為溫度檢測電路中的測量電橋，從圖中(1)中的A、B兩端向左看進(jìn)去，運(yùn)用戴維南定理和疊加原理，可以將圖中(1)的電橋放大電路轉(zhuǎn)化為等效的差動(dòng)放大電路，如圖中⑵所示。由運(yùn)算放大器的基本電路理論可得：(3-1)其中，U+為電橋電壓，Rt為鈾熱電阻ptlOO。電橋的輸出為：(3-2)取R1=R2,Rt=R4,且RI、R2遠(yuǎn)大于Rt、R4,,則有：R2//R4+RF^RF；Rl//Rt+RF^RF；所以，得到：U0^RF/R4?AU,即U0^八以電橋放大電路的增益為：(3-3)根據(jù)測溫要求，當(dāng)『0℃時(shí)，UO=OV；當(dāng)t=100℃時(shí)，U0=5Vo<Rl=R2=10kQ,R4=100Q：①當(dāng)t=0℃時(shí)，Rt=100℃,故電橋平衡，AU0=OV,U0=0V；②當(dāng)t=10(TC時(shí)，R=138.50。(查粕熱電阻ptlOO的溫度阻值表)，取U+=5V,由式子(3-2)得：o因此，當(dāng)要求輸出電壓U0=5V時(shí)，由式子(3-3)可知，電壓放大倍數(shù)應(yīng)為：AF=UO/AU=5000mV/18.799mV=266故應(yīng)選擇RF的阻值為：RF=AF*R4=266X100=26600。，可取標(biāo)稱電阻為RF=27KO如上圖3-3所示，測量電橋的輸出端串接兩個(gè)電阻和一個(gè)電位器是為了系統(tǒng)^零作用，因?yàn)殡姌蚋鞅鄣碾娮璨⒉灰欢ㄍ耆珴M足條件：R1R4;R2Rt,即在02時(shí)，電橋有一定的輸出，可以通過^節(jié)電位器RP即可^零。圖中，RP=47kQ,R5=R6=100kQo3)A/D轉(zhuǎn)換電路A/D轉(zhuǎn)換電路中采用了比較常用的ADC0809芯片。ADC0809是一種8位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，它由8通道模擬開關(guān)和A/D轉(zhuǎn)換兩部分組成，其轉(zhuǎn)換時(shí)間大約為100us,轉(zhuǎn)換精度為0.4七。由于冷卻水是大慣性的傳熱介質(zhì)，ADC0809的此項(xiàng)性能指標(biāo)已經(jīng)滿足了溫度控制的時(shí)間和精度，因此，選擇ADC0809作為模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片，使系統(tǒng)成本較低。圖3-4給出了ADC0809與AT89c51接口圖。在硬件連接時(shí),IN0-IN7為8路通道模擬開關(guān)，只需要其中IN0一路用以轉(zhuǎn)換電路，故其他各路直接接地［6］。溫度傳感器傳來的檢測信號(hào)經(jīng)過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換后，變成單片機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，從而可以對(duì)冷卻水溫度進(jìn)行比較。圖3-4ADC0809接口電路示意圖4)接觸式編碼器接觸式編碼器是一種位置反饋和測量元件，具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、分辨率高、精度高、體積小、重量輕等特點(diǎn)。將碼盤與油門指針同軸連接，旋轉(zhuǎn)時(shí)即輸出一系列脈沖，送到計(jì)數(shù)器即可推算出油門所轉(zhuǎn)過的角度。其中碼盤是轉(zhuǎn)角的數(shù)字編碼器，在絕緣材料圓盤上粘貼導(dǎo)電銅箔，利用電刷與銅箔接觸與否代表邏輯“0”和“1”，銅箔的形狀按二進(jìn)制規(guī)律設(shè)計(jì)。四位二進(jìn)制碼盤分為導(dǎo)電區(qū)和絕緣區(qū)，所有導(dǎo)電部分連在一起接高電位，四個(gè)互相獨(dú)立的電刷沿同一徑向放置，并分別與四個(gè)碼道相接觸，各電刷經(jīng)電阻接地，四個(gè)電刷上輸出四位二進(jìn)制代碼。當(dāng)電刷與碼盤的導(dǎo)電部分接觸時(shí)，輸出為高電平“1”；而與碼盤的絕緣部分接觸時(shí)，輸出為低電平“0”。這樣，當(dāng)碼盤與油門指針一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，靜止的電刷將輸出一個(gè)與油門角位置相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)碼[7]。5）鍵盤與顯示電路由于CPU管腳的數(shù)量有限，因此在鍵盤和顯示電路的設(shè)計(jì)時(shí)，采用了8279可編程的鍵盤顯示專用擴(kuò)展I/O接口芯片，它本身能夠提供鍵盤、顯示控制所需的掃描信號(hào)，因此可以代替單片機(jī)完成鍵盤、顯示的控制。其中，鍵盤矩陣采用2行3列非編碼方式，采用軟件查詢方法來設(shè)計(jì)，低電平有效。顯示部分為3位LED數(shù)碼管顯示，顯示的內(nèi)容是溫度數(shù)值的十位、個(gè)位和小數(shù)點(diǎn)后一位。鍵盤控制的方式是采用8279掃描鍵盤，判斷是否有按鍵按下，進(jìn)而判斷按鍵的內(nèi)容，送至AT89c51處理。顯示程序的執(zhí)行過程是：首先AT89c51通過P2.1口選通8279,低電平有效，然后把將要顯示的數(shù)字，其相應(yīng)的字型碼送至DB口，接下來設(shè)置位選信號(hào)，利用SL1、SL2分別設(shè)置0或者1,分別選擇要顯示的LED數(shù)碼管（共陰極），8279將要顯示的數(shù)字通過0UTB和0UTA□顯示在LED數(shù)碼管上，同時(shí)把將要顯示的數(shù)字轉(zhuǎn)換成7段碼形式，編寫成數(shù)據(jù)表格的形式，存儲(chǔ)在單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)空間里[8]o圖3-5給出了鍵盤與顯示電路圖。圖3-5鍵盤與顯示電路圖在小鍵盤上有六個(gè)按鍵，分別是“設(shè)置狀杰”按鍵、“運(yùn)行狀態(tài)”按鍵、“數(shù)值增加”按鍵、“數(shù)值減少”按鍵、以及“高溫”按鍵和“低溫”按鍵。當(dāng)系統(tǒng)開機(jī)運(yùn)行時(shí)，其溫度設(shè)定值由軟件編制時(shí)事先設(shè)置好，當(dāng)需要改變數(shù)值時(shí)，首先按下鍵盤的“設(shè)置狀態(tài)”按鍵，使顯示部分切換到設(shè)定值的顯示，然后由鍵盤的“高溫”或者“低溫”鍵切換到需要更改的溫度顯示，此時(shí)，三位LED數(shù)碼管中的最低一位開始閃爍，再由“數(shù)值增加”或“數(shù)值減少”按鍵輸入所需設(shè)置的數(shù)值，可以改變?cè)O(shè)定數(shù)值。當(dāng)設(shè)定好新的數(shù)值后，再次按下“運(yùn)行狀態(tài)”按鍵，切換到系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，這時(shí)三位LED數(shù)碼管所顯示的就是測量溫度數(shù)值。6）聲光報(bào)警電路為了系統(tǒng)的安全運(yùn)行，本系統(tǒng)對(duì)冷卻水溫度進(jìn)行了上限或下限聲光報(bào)警處理，如圖3-6所示[9]o圖3-6報(bào)警電路和上、下限報(bào)警判斷系統(tǒng)采用了如下的判斷報(bào)警方法：以冷卻水溫度設(shè)定值T設(shè)為參考數(shù)值，則溫度變化的上限是T上=T設(shè)+52，下限是T下才設(shè)-52。當(dāng)測量到的冷卻水溫度持續(xù)增加,高于上限T上，即T>；T上時(shí),則上限報(bào)警狀態(tài)值THA=1；當(dāng)測量到的冷卻水溫度持續(xù)減少，低于下限T下，即T圖3-6中左側(cè)是實(shí)現(xiàn)超限聲光報(bào)警的電路。采用一片時(shí)基集成電路NE555,將其接成振蕩工作狀態(tài)，同時(shí)將NE555的復(fù)位端“4”與AT89c51的P2.5引腳反相連接。當(dāng)系統(tǒng)被測參數(shù)在正常范圍內(nèi)時(shí)，AT89C51的P2.5引腳輸出端為高電平，經(jīng)過反相后為低電平，這樣，NE555的復(fù)位端“4”處于低電平（零電位），NE555電路處于穩(wěn)態(tài)，被迫停止振蕩，則輸出端“3”恒為低電平，揚(yáng)聲器（SP）無聲，9014三極管（NPN極性）截止，報(bào)警燈不亮，使報(bào)警電路不工作；當(dāng)系統(tǒng)被測溫度出現(xiàn)高于上限或者低于下限的情況時(shí)，即上、下報(bào)警狀態(tài)值（THA,TLA）為1,AT89c51啟動(dòng)自身定時(shí)器，使其P2.5引腳輸出端輸出連續(xù)脈沖波形（或連續(xù)方波），這樣，NE555時(shí)基電路根據(jù)其復(fù)位端“4”的信號(hào)變化，在它的輸出端“3”產(chǎn)生頻率的輸出，輸出信號(hào)給繼申器(J)動(dòng)作信號(hào)，繼電器常開開關(guān)閉合，推動(dòng)揚(yáng)聲器(SP)工作，獲得聲音報(bào)警信號(hào)，報(bào)警燈同步閃亮。7)執(zhí)行機(jī)構(gòu)AT89c51根據(jù)采樣的溫度數(shù)值對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)規(guī)則的計(jì)算、處理、判斷后，得出控制結(jié)果，從AT89c51的P2口輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，此控制信號(hào)為0,1(低、高電平)連續(xù)脈沖信號(hào)，經(jīng)過光電隔離器4N25和CD4052后，讓控制繼電器動(dòng)作，再經(jīng)過繼電器控制三相伺服交流步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)是以脈沖方式進(jìn)行工作的，線圈中每輸入一個(gè)脈沖，轉(zhuǎn)子就旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角，因此，可以由電機(jī)的正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)來^節(jié)三通節(jié)閥的開度，因而使冷卻水溫度得到控制。3系統(tǒng)電路圖及各硬件的口地址系統(tǒng)電路圖如圖3-7。根據(jù)系統(tǒng)的電路圖，可以得到各元件的地址，如表3-2所不O表3-2I/O口地址表芯片型號(hào)位置地址ADC0809IN0?IN70C00H-0C07H8279輸入端0D00HNE555輸入端2000HCD4052輸入端4000H/8000H圖3-7系統(tǒng)電路圖4系統(tǒng)的軟件開發(fā)1溫度算法的確定為了方便確定系統(tǒng)的控制算法，可畫出系統(tǒng)控制框圖，如圖4-1所示。圖4-1系統(tǒng)控制框圖1.1前饋控制冷卻水的擾動(dòng)主要是熱負(fù)荷的變化，而熱負(fù)荷的變化可通過功率的變化來反映,因此針對(duì)其慣性較大，可以在PID反饋控制的基礎(chǔ)上，引入以功率作為熱負(fù)荷信號(hào)的前饋控制，從而優(yōu)化控制性能。在前饋-反饋控制系統(tǒng)中，由于有反饋控制來保瞪被^量最終等于給定值，可以降低對(duì)前饋控制的要求，使前饋II節(jié)器可以選用比較簡單的動(dòng)態(tài)特性和結(jié)構(gòu)形式；另一方面，由于有了前饋控制來抵消某些主要擾動(dòng)，使被^量不致出現(xiàn)過大的動(dòng)態(tài)偏差，因此反饋控制可以較慢的進(jìn)行[10?11]。圖4-1中，Gpl是主對(duì)象，Gp2是輸入的擾動(dòng)對(duì)象，Controller是本系統(tǒng)的溫度控制算法。當(dāng)編碼器采集到負(fù)荷增加較大時(shí)，比如增量超過20%,前饋^節(jié)器迅速減少通過旁通閥的流量，讓通過冷卻通道的冷卻水流量增加；當(dāng)編碼器采集到負(fù)荷降低較大時(shí)，前饋^節(jié)器則迅速增加通過旁通閥的流量，讓通過冷卻通道的冷卻水流量減少。這樣就可以進(jìn)行提前^節(jié)，在缸套溫度明顯上升前進(jìn)行預(yù)當(dāng)然前饋控制是“利用擾動(dòng)補(bǔ)償擾動(dòng)”，無法保瞪每個(gè)功況下進(jìn)行無差補(bǔ)償，即,只有前饋^節(jié)不能對(duì)水溫進(jìn)行精確地控制，所以前饋控制只能是一種粗疆，必須引入反饋控制環(huán)節(jié)。4.1.2反饋控制前面已經(jīng)分析過，船舶柴油機(jī)冷卻水的溫度控制系統(tǒng)具有明顯的純滯后特性。因此，在確定冷卻水溫度控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)時(shí)，必須要考慮到此純滯后特性。一般來說，冷卻水溫度變化滯后于控制作用的時(shí)間為t,則t應(yīng)該由以下的表達(dá)式給出，即t=L/v。其中，L是冷卻水流經(jīng)管路的長度，單位是米（m）,v是冷卻水流動(dòng)速度，單位是米/秒（m/s）。滯后時(shí)間t的單位秒（s）。在不同船舶的中央冷卻系統(tǒng)中，系統(tǒng)的管路長度和水流速度都是不同的，要根據(jù)具體的情況進(jìn)行具體分析和計(jì)算。目前應(yīng)用在遠(yuǎn)洋船舶上的大多數(shù)模擬式冷卻水溫度^節(jié)器都是采用的相對(duì)簡單的控制規(guī)律。比如，MR-II型^節(jié)器采用了PD節(jié)規(guī)律（比例微分^節(jié)規(guī)律），由于此類^節(jié)器的^節(jié)作用中沒有積分^節(jié)作用，而積分環(huán)節(jié)的作用是消除靜態(tài)誤差，提高系統(tǒng)的無差度。因此，在系統(tǒng)中必然會(huì)產(chǎn)生靜態(tài)誤差，因而就會(huì)出現(xiàn)長時(shí)間使被控對(duì)象脫離最佳工作點(diǎn)的情況，使得執(zhí)行機(jī)構(gòu)反復(fù)進(jìn)行執(zhí)行動(dòng)作，加速了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的磨損等；而另一種常見的冷卻水溫度^節(jié)器TELEPERM型，采用的是PI節(jié)規(guī)律（比例積分^節(jié)規(guī)律），沒有微分作用，而微分環(huán)節(jié)的作用是能夠反映偏差信號(hào)的變化趨勢（或者變化速率），并且能夠在偏差信號(hào)數(shù)值變得太大之前，在系統(tǒng)中引入一個(gè)有效的早期修正信號(hào)，從而加快系統(tǒng)的動(dòng)作速度，減少了系統(tǒng)的^節(jié)時(shí)間。因此，此類疆節(jié)器沒有微分作用，而且冷卻水溫度是屬于慣性環(huán)節(jié)較大的控制對(duì)象，使系統(tǒng)超^會(huì)比較大，^節(jié)時(shí)間長，極易變成積分飽和，使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性變差，甚至出現(xiàn)長時(shí)間振蕩。鑒于現(xiàn)有的此類控制器的種種控制規(guī)律存在的問題，本溫度控制系統(tǒng)中采用了PID控制規(guī)律（比例積分微分作用），使得系統(tǒng)沒有靜態(tài)誤差，動(dòng)態(tài)特性也得到良好改善。同時(shí)由于冷卻水溫度的這種純滯后特性的影響，可用一階慣性加純滯后環(huán)節(jié)描述。因此，溫度控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)可以表達(dá)為［12］：(4-1)其中，K為控制對(duì)象的靜態(tài)增益；T1為慣性環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)；i=t,為純滯后時(shí)間。帶純滯后時(shí)間對(duì)象的反饋系統(tǒng)，當(dāng)頻率高時(shí)是不穩(wěn)定系統(tǒng)，純滯后降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當(dāng)純滯后時(shí)間比較小時(shí)，可以直接采用PID控制；但是，當(dāng)t/TNO.5時(shí)，再采用常規(guī)的PID控制，就無法取得良好的控制效果了，特別是當(dāng)純滯后時(shí)間較大時(shí)會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)的持續(xù)振蕩。在本系統(tǒng)中，純滯后時(shí)間與慣性環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)的比值，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所要求的0.5o這就必須選擇另外一種控制算法。因此，系統(tǒng)選擇了基于smith預(yù)估器補(bǔ)償?shù)腜ID控制算法。下面分別介紹一下這兩種控制算法的主要特點(diǎn)。DPID控制算法PID控制算法即比例積分微分控制，是目前應(yīng)用最為廣泛的一種控制規(guī)律。PID控制的基本算法是這樣的：P1D控制器是一種線性控制器，它是根據(jù)給定值r(t)與實(shí)際輸出值c(t)構(gòu)成了控制偏差，如下式：(4-2)然后將偏差的比例(P)、積分⑴和微分(D)通過線性組合構(gòu)成控制量，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制，其控制規(guī)律如下：(4-3)將上式(4-3)改寫成傳遞函數(shù)形式如下：(4-4)式中：KP——比例系數(shù);TI——積分時(shí)間常數(shù)；TD——微分時(shí)間常數(shù)。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，使用的是數(shù)字PID控制器，它只能根據(jù)采樣時(shí)刻的偏差數(shù)值來計(jì)算控制量，因此，在式子(4-4)中的積分項(xiàng)和微分項(xiàng)不能直接進(jìn)行計(jì)算，必須進(jìn)行數(shù)字離散化處理之后，才能被計(jì)算機(jī)應(yīng)用。因此，把式子(4-3)進(jìn)行一系列轉(zhuǎn)化：以一系列的采樣時(shí)刻點(diǎn)kT代表連續(xù)時(shí)間t,以求和的方式代替積分運(yùn)算，以求增量值的方法來代替微分運(yùn)算，進(jìn)行如下近似變換：(4-5)式中：T——系統(tǒng)采樣周期。顯然，在上述的離散化處理過程中，只有采樣周期T足夠短，才能保此近似轉(zhuǎn)化有足夠的計(jì)算精度。將式子(4-5)代入到式子(4-3)中，就可以推導(dǎo)出數(shù)字PID的控制算法表達(dá)式為:(4-6)式中：k——采樣時(shí)刻序號(hào)，k=0,1,2,…；u(k)——第k次采樣時(shí)刻的計(jì)算機(jī)輸出數(shù)值;e(k)——第k次采樣時(shí)刻的輸入偏差數(shù)值；e(k-l)——第(kT)次采樣時(shí)刻的輸入偏差數(shù)值；KI——積分系數(shù)，由KI=KPT/TI表示；KD——微分系數(shù)，由KD=KPTD/T表示。同時(shí)，又由于上文介紹的，本系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要的是控制量的增量，即驅(qū)動(dòng)的是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，因此，所使用的控制算法是增量式PID控制算法。由式子(4-6)提供的增量PID控制算式，根據(jù)遞推原理可以得到以下兩個(gè)相近的算式：(4-7)兩式相減，得到以下關(guān)系式：(4-8)式中：Ae(K)=e(k)-e(k-1)o式子(4-8)就稱為增量式PID控制算法。將式子(4-8)進(jìn)一步改寫為以下關(guān)系式：(4-9)式中:三通^節(jié)閥，進(jìn)而改變流經(jīng)淡水冷卻器的淡水流量和旁通淡水流量，從而實(shí)現(xiàn)溫度^節(jié)。這種控制方式的缺點(diǎn)是顯而易見的，測量元件內(nèi)充注的工作介質(zhì)對(duì)密封性要求很高，如果測量元件內(nèi)充注的工作介質(zhì)泄漏，那么其本身的壓力就不能隨溫度成比例進(jìn)行變化，因而使得溫度控制失去作用。同時(shí)，其控制精度不高，冷卻水溫度變化較大，對(duì)船舶柴油機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行也會(huì)不利。1.2氣動(dòng)式控制方式在20世紀(jì)70年代末期，船舶柴油機(jī)冷卻水溫度控制是采用氣動(dòng)式作用方式。其特點(diǎn)是，利用感溫元件和溫度變送器，把氣缸冷卻水溫度的變化成比例地轉(zhuǎn)變成氣壓信號(hào)的變化送至節(jié)器，與^節(jié)器的給定信號(hào)相比較，其偏差信號(hào)經(jīng)^節(jié)作用規(guī)律運(yùn)算后，成為^節(jié)器輸出的控制氣壓信號(hào)去^節(jié)溫度。它也存在著一些問題，例如系統(tǒng)對(duì)氣體的密封性和壓力要求同樣很高，對(duì)運(yùn)輸和儲(chǔ)存氣體的管系的密閉性要求也很高，如果控制氣壓信號(hào)有所損失，就會(huì)使得控制精度降低，效果變差。因此，這種控制方式現(xiàn)在也很少采用了。1.3電動(dòng)式控制方式在20世紀(jì)80年代中期，船舶柴油機(jī)冷卻水溫度控制是采用電動(dòng)式作用方式。這也是目前遠(yuǎn)洋船舶上主要采用的溫度控制方式。它的作用方法是，利用安裝在船舶柴油機(jī)氣缸冷卻水進(jìn)口或者出口管路中的感溫元件，通常為電阻數(shù)值與溫度變化在一定范圍內(nèi)成線性變化的熱敏電阻，經(jīng)分壓器分壓把冷卻水溫度成比例地轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，這個(gè)測量信號(hào)與由電位器整定的給定值電壓信號(hào)相比較得到偏差信號(hào)，再經(jīng)過比例微分作用，輸出一個(gè)控制信號(hào)，并將此控制信號(hào)送至脈沖寬度制器，將連續(xù)的控制信號(hào)變成斷續(xù)的脈沖信號(hào)去節(jié)冷卻水溫度［2］?？梢钥闯觯珹、B、C都是與采樣周期T、比例系數(shù)KP、積分時(shí)間常數(shù)TI、微分時(shí)間常數(shù)TD等有關(guān)的系數(shù)。由于在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中是采用的恒定的采樣周期T,這樣，當(dāng)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，只要確定了比例系數(shù)KP、積分時(shí)間常數(shù)TI、微分時(shí)間常數(shù)TD這三個(gè)數(shù)值，使用前后三次測量數(shù)值的偏差，就可以使用計(jì)算機(jī)執(zhí)行軟件計(jì)算出控制增量來［13］。2)純滯后補(bǔ)償算法smith預(yù)估器由上文介紹，本系統(tǒng)的簡化傳遞函數(shù)為：(4-10)但是由于被控對(duì)象具有明顯的純滯后特性，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的控制作用不及時(shí)，引起系統(tǒng)產(chǎn)生超^或者振蕩的現(xiàn)象，所以采用了smith純滯后補(bǔ)償算法，利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算性能好的特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象滯后補(bǔ)償。Smith預(yù)估器是得到廣泛應(yīng)用的時(shí)滯系統(tǒng)的控制方法。該方法的基本思路是：預(yù)先估計(jì)出系統(tǒng)在基本擾動(dòng)下的動(dòng)態(tài)特性，然后由預(yù)估器對(duì)時(shí)滯進(jìn)行補(bǔ)償，力圖使被延遲了的被量超前反映到節(jié)器，使^節(jié)器提前動(dòng)作，從而抵消掉時(shí)滯特性所造成的影響，減小系統(tǒng)超^量，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，加速^節(jié)過程，從而提高了系統(tǒng)的快速性。Smith補(bǔ)償?shù)脑硎牵号cPID控制器并聯(lián)一個(gè)補(bǔ)償環(huán)節(jié)，用于補(bǔ)償純滯后的產(chǎn)生，這個(gè)補(bǔ)償環(huán)節(jié)就是smith預(yù)估器，其傳遞函數(shù)如下所示［14］：(4-11)帶有純滯后補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)框圖，如圖4-2所示。圖4-2smith純滯后補(bǔ)償控制系統(tǒng)如圖4-2所示，增加的補(bǔ)償環(huán)節(jié)與被控對(duì)象組成了一個(gè)廣義對(duì)象，其傳遞函數(shù)是:（4-12）這樣，可以將控制系統(tǒng)框圖簡化為圖4-3所示：圖4-3用smith補(bǔ)償后控制系統(tǒng)簡化框圖由圖4-3可以看出，用smith預(yù)估器進(jìn)行純滯后補(bǔ)償之后，被控對(duì)象的純滯后環(huán)節(jié)被移到反饋回路之外，而系統(tǒng)的傳遞函數(shù)是簡單的一階慣性環(huán)節(jié)，在進(jìn)行PID節(jié)時(shí)，不再存在因滯后帶來的一系列問題，能夠得到良好的^節(jié)效果，因而系統(tǒng)是穩(wěn)定的。同時(shí)，純滯后環(huán)節(jié)中，存在函數(shù)e-Ty。在以往冷卻水溫度^節(jié)器是模擬儀表時(shí)，是很難實(shí)現(xiàn)的環(huán)節(jié)，但是現(xiàn)在用單片機(jī)控制時(shí)，可以很容易用執(zhí)行軟件計(jì)算的形式來實(shí)現(xiàn)。算法中各系數(shù)的整定當(dāng)確定使用基于smith預(yù)估器補(bǔ)償?shù)腜ID控制算法之后，還要進(jìn)一步確定PID算法中KP、TI和TD三個(gè)具體數(shù)值。由于被控對(duì)象的/T的數(shù)值比較大，因而比較難于控制，所以在確定這三個(gè)數(shù)值時(shí)，應(yīng)該遵循以下的原則：（1）比例環(huán)節(jié)中，由于被控對(duì)象的滯后時(shí)間比較長，因?yàn)楸壤h(huán)節(jié)的作用相對(duì)會(huì)小一些，因此KP的取值應(yīng)該小一些；（2）積分環(huán)節(jié)中，考慮到被控對(duì)象的慣性較大，容易產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象，從而會(huì)使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能變差，因此，要將TI的數(shù)值取得較大，即采用較弱的積分作用方式；（3）微分環(huán)節(jié)中，由于被控對(duì)象的純滯后影響，使得系統(tǒng)超^會(huì)比較大節(jié)時(shí)間長，極易變成積分飽和，使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性變差，甚至出現(xiàn)長時(shí)間振蕩，因此，TD的取值應(yīng)該大一些。通過以上對(duì)KP、TI、TD三個(gè)具體數(shù)值取值的分析，可在P1D控制參數(shù)整定中，由經(jīng)驗(yàn)法確定出本控制系統(tǒng)的采樣周期為15秒，同時(shí)利用溫度飛升曲線法來測定對(duì)象，然后利用Cohn-Coon公式來求解系統(tǒng)參數(shù)。本系統(tǒng)被控對(duì)象是一階慣性純滯后特性，其飛升曲線如圖4-4所示。圖4-4冷卻水溫度飛升曲線Cohn-Goon公式如下：(4-13)式中，AM——系統(tǒng)的階躍輸入；△C——系統(tǒng)的相應(yīng)輸出響應(yīng)；TO.28——被控對(duì)象飛升曲線為0.28ZXC時(shí)的時(shí)間；TO.632——被控對(duì)象飛升曲線為0.6324C時(shí)的時(shí)間。經(jīng)過計(jì)算，可以得到如下結(jié)果：由于a=T/T>；0.5,所以被控對(duì)象屬于難于控制的情況，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，可對(duì)比例系數(shù)KP、積分時(shí)間常數(shù)TI、微分時(shí)間常數(shù)TD進(jìn)行設(shè)置初始數(shù)值，KP=3,TI=10,TD=1,并且在實(shí)際的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中逐步^節(jié)到最佳數(shù)值。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)軟件是整個(gè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心環(huán)節(jié)，它具有充分的靈活性和自由性，可以根據(jù)系統(tǒng)的控制要求而變化。如果說，硬件部分的設(shè)計(jì)具有通用性，那么軟件設(shè)計(jì)則主要是針對(duì)某一特定控制對(duì)象，可以用來完成硬件設(shè)計(jì)不能達(dá)到的功能。單片機(jī)所具備的智能功能就是要由軟件部分來完成。在本設(shè)計(jì)中，控制參數(shù)的輸入和計(jì)算等都是需要軟件來完成的。在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，軟件的結(jié)構(gòu)采用了模塊化的設(shè)計(jì)思路，將本控制器所要完成的功能分別進(jìn)行編寫和^試，等到所有的模塊都^試成功后，再將各個(gè)模塊連接成整體，組成單片機(jī)軟件系統(tǒng)。這樣的設(shè)計(jì)思路，有利于程序代碼的編寫和優(yōu)化，同時(shí)也便于設(shè)計(jì)、試和日后的維護(hù)等。系統(tǒng)的單片機(jī)應(yīng)用軟件包括主程序、采樣（A/D轉(zhuǎn)換）子程序、帶smith頂估器的PID算法子程序、報(bào)警處理子程序、鍵盤和顯示子程序等主要模塊。它們的模塊結(jié)構(gòu)圖，如圖4-5所示。圖4-5單片機(jī)程序模塊結(jié)構(gòu)圖在編程前，需要對(duì)AT89c51的資源進(jìn)行具體分配。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的分配與定羲見表4-1。表4-1溫度控制軟件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分配表地址功能名耦初始化值50H?51H當(dāng)前檢測溫度，高位在前TEMPI?TEMP200H52H?53H預(yù)置溫度，高位在前ST1-ST200H54H?56H溫度BCD碼顯示緩沖區(qū)（十位，個(gè)位，小數(shù)位）T10,T,TO.100H57H?58H二進(jìn)制顯示緩沖區(qū)高位在前BT1,BT200H59H?7FH堆棧區(qū)PSW.5報(bào)警允言午標(biāo)志F0=0時(shí)禁止報(bào)警；F0=l時(shí)允言午報(bào)警F001）主程序主程序流程圖如圖4-6所示。主程序完成系統(tǒng)的初始化、溫度預(yù)置及合法性檢測、預(yù)置溫度的顯示及定時(shí)器TO的初始化設(shè)置等。主程序詳見附錄。圖4-6單片機(jī)主程序流程圖2）TO中斷服務(wù)子程序TO中斷服務(wù)子程序是本溫度控制系統(tǒng)的主體程序，用于溫度檢測、控制和報(bào)警等。流程圖如圖4-7所示。TO中斷服務(wù)子程序見附錄。^用溫度檢測子程圖4-7TO中斷服務(wù)子程序流程圖3）帶有smith補(bǔ)償?shù)腜ID控制算法子程序帶有smith補(bǔ)償?shù)腜ID控制算法子程序是用于控制系統(tǒng)輸出控制信號(hào)的重要運(yùn)算程序，其流程圖如圖4-8所示。由于本人水平有限，具體的程序有待進(jìn)一步學(xué)習(xí)之后另行編寫。圖4-8帶有smith補(bǔ)償?shù)腜ID控制算法子程序流程圖結(jié)論本文對(duì)船舶主機(jī)缸套冷卻水溫度的控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，考慮到冷卻水溫度控制系統(tǒng)具有明顯的純滯后性，采用了前饋與反饋相結(jié)合的控制方法，前饋?zhàn)鳛榇址答佔(zhàn)鳛榧?xì)弱，并采取smith預(yù)估器補(bǔ)償?shù)腜ID控制算法對(duì)各參數(shù)進(jìn)行了整定,但具體參數(shù)值還應(yīng)在實(shí)際中整至最佳值。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，本人對(duì)單片機(jī)控制系統(tǒng)的開發(fā)過程有了深刻的認(rèn)識(shí)。當(dāng)然，由于本人水平有限，本設(shè)計(jì)完成得還不夠完善，比如對(duì)功率的測定元件沒有深入的選型，匯編程序沒有^試運(yùn)行等。今后還應(yīng)不斷地進(jìn)行改進(jìn)，使該系統(tǒng)能夠達(dá)到實(shí)際設(shè)計(jì)的目的。致謝語參考文獻(xiàn)［1］吳桂濤，孫培廷.船舶主柴油機(jī)缸套冷卻水出口溫度的智能控制［刀.中國造船,2004(6)：57?61.［2］鄭風(fēng)閣.輪機(jī)自動(dòng)化［M］.大連：大連海事大學(xué)出版社，1998.4?8.［3］范志賢，林金表.單片機(jī)在柴油機(jī)冷卻水溫控系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.交通與計(jì)算機(jī)，1999(3)：57~59.［4］凌玉華.單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)［M］.長沙：中南大學(xué)出版社，2006.28?33.［5］何立民.單片機(jī)高級(jí)教程［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1999.4042.[6]丁元杰.單片微機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.184-186.[7]殷際英，林宋，方建軍.光機(jī)電一體化實(shí)用技術(shù)[M].北京.化學(xué)工業(yè)出版社，2003.33-37.[8]Zhangjingyuan,Wangjianghong,Gongxiugang.TheDesign&；,ImplementationofKeyboard/DisplayElectricalCircuitontheMonolithicProcessorControlSystems[J].ElectronicEngineer,2000(7)：4~6.[9]孫余凱，吳鳴山，項(xiàng)綺明.電路識(shí)圖系列叢書[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007.5:6-61.[10]吳桂濤，孫培廷.基于功率的缸套冷卻水出口溫度控制系統(tǒng)的研究[J].中國航海，2003(3)：71-74.[ll]Dr.A.mamoun.simulationofwatercoolingsystemofamarinedieselplant[J].maritimeresearchjournal,march1986：9?16.[12]王丹.單片機(jī)用于船舶主機(jī)冷卻水溫度控制的設(shè)計(jì)[J].中國修船，1995(5)：40-41.[13]陶永華.新型PID控制及其應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.42?45.[14]王丹，藤人偉.采用Smith預(yù)估器的船舶主機(jī)冷卻水溫度控制器的設(shè)計(jì)[J].大連海事大學(xué)學(xué)報(bào)，1996(2)：45-48.附錄:主程序：TEMPIEQU50H；當(dāng)前檢測溫度（高位）TEMP2EQUTEMPI+1；當(dāng)前檢測溫度（低位）STIEQU52H；預(yù)置溫度（高位）ST2EQU53H；預(yù)置溫度（低位）T10EQU54H；溫度BCD碼顯示緩沖區(qū)（百位）TEQUT10+1；溫度BCD碼顯示緩沖區(qū)（十位）TO.1EQUT10+2；溫度BCD碼顯示緩沖區(qū)（小數(shù)位）BT1EQU57H；溫度二進(jìn)制碼顯示緩沖區(qū)（高位）BT2EQUBT1+1；溫度二進(jìn)制碼顯示緩沖區(qū)（低位）ADINOEQUOCOOH；ADC0809通道IN0的端口地址FOBITPSW.5；報(bào)警允言午標(biāo)志TEMPIDBOOH,OOH,OOH,OOH,OOH,OOH,OOH,OOH,OOH；50H?58H單元初始化（清零）ORG0000HAJMPMAIN；轉(zhuǎn)主程序ORGOOOBHAJMPPTO；轉(zhuǎn)TO中斷服務(wù)子程序ORG0030HMAIN：MOVSP,#59H；設(shè)堆棧指針CLRFO；報(bào)警標(biāo)志清零MOVTMOD,#01H；定時(shí)器0初始化（方式1）MOVTLO,#OBOH；定時(shí)器100ms定時(shí)常數(shù)MOVTHO,#3CHMOVR7,#150；置15s軟計(jì)數(shù)器初值SETBETO；允言午定時(shí)器0中斷SETBEA；開中斷SETBTRO；啟動(dòng)定時(shí)器0MIAN1：ACALLKIN；^鍵盤管理子程序ACALLDISP；^顯示子程序SJMPMAIN1TO中斷服務(wù)子程序PTO：PTO：MOVTLO,#OBOHMOVTHO,#3CH；重置定時(shí)器0初值DJNZR7,BACK；15s到否，不到返回MOVR7,#150；重置軟計(jì)數(shù)器初值A(chǔ)CALLTIN；溫度檢測MOVBT1,TEMPI；當(dāng)前溫度送顯示緩沖區(qū)MOVBT2,TEMP2ACALLDISP；顯示當(dāng)前溫度ACALLCONT；溫度控制ACALLALARM；溫度越限報(bào)警BACK：RETI溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)，自動(dòng)溫度控制系統(tǒng)正文內(nèi)容結(jié)束。盡管此類電動(dòng)控制系統(tǒng)的控制精度和效果可以在一定程度上滿足船舶運(yùn)行的需求，但是并不說明這種控制方式是完美無缺的。首先，這些控制系統(tǒng)的^節(jié)器采用了較為簡單的控制規(guī)律，比如比例微分(PD)控制規(guī)律或者比例積分(PI)控制規(guī)律,若采用PD控制會(huì)出現(xiàn)靜態(tài)誤差，使系統(tǒng)長時(shí)間偏離最佳工作點(diǎn)運(yùn)行；若采用PI控制，則對(duì)于冷卻水溫度這樣具有較大慣性的被控對(duì)象，會(huì)因?yàn)槿狈Τ暗目刂谱饔枚a(chǎn)生較大的超弱量，使得系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性較差，而且^節(jié)閥的開度改變以后，溫度傳感器不能馬上反映出^節(jié)作用的結(jié)果，存在滯后，難以得到滿意的控制效果。其次，這種控制系統(tǒng)的測量和控制部分，是利用一些電子器件進(jìn)行邏輯運(yùn)算輸出的,它的缺點(diǎn)就是一旦邏輯輸出部分機(jī)械部件出現(xiàn)故障，則整個(gè)測控系統(tǒng)的控制能力和精度就會(huì)出現(xiàn)故障，其工作效果大打折扣。而冷卻效果的變差，將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，例如，船舶主機(jī)氣缸和活塞溫度的升高、潤滑油隨溫度的升高使粘度降低而造成機(jī)械運(yùn)動(dòng)的磨損，縮短了柴油機(jī)的使用壽命等。2溫度控制系統(tǒng)介紹1系統(tǒng)的構(gòu)成首先，介紹一下現(xiàn)代遠(yuǎn)洋船舶絕大多數(shù)所采用的中央冷卻系統(tǒng)的工作過程。利用船舷外的海水泵輸送海水進(jìn)入中央冷卻系統(tǒng)，來冷卻低溫淡水，被冷卻后的低溫淡水再去冷卻船舶主柴油機(jī)氣缸套和氣缸蓋的高溫淡水。因此，這種冷卻系統(tǒng)中就有兩個(gè)冷卻水回路：一個(gè)是低溫回路，就是由舷外海水來冷卻低溫淡水的回路,因?yàn)楹Ｋ牧魅牒土鞒霾皇且粋€(gè)閉合的過程，因此又稱為開式冷卻；另一個(gè)是高溫回路，就是由低溫淡水來冷卻高溫淡水的回路，因?yàn)榈蜏氐透邷氐牧鲃?dòng)是一個(gè)循環(huán)利用的過程，因此又稱為閉式冷卻。在這種冷卻系統(tǒng)中，由于舷外海水不再接觸各種熱交換器和船舶主柴油機(jī)的冷卻空間，因而避免了海水引起的腐蝕，提高了設(shè)備和系統(tǒng)的安全可靠性以及設(shè)備使用壽命。此設(shè)計(jì)中主要研究高溫淡水循環(huán)。圖2-1為船舶中央冷卻系統(tǒng)簡化框圖。圖2-1船舶中央冷卻系統(tǒng)簡化框圖整個(gè)船舶主機(jī)冷卻水溫度控制系統(tǒng)主要是由單片機(jī)測控平臺(tái)、溫度傳感器組、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以及控制軟件等部分組成的。其中，溫度采集模塊是由分布在柴油機(jī)冷卻水系統(tǒng)各部分的溫度傳感器組成的,采用了具有良好性能的感溫元件，用來測量冷卻水的溫度；單片機(jī)測控平臺(tái)內(nèi)置單片微處理器，由溫度采集接口電路、鍵盤與顯示電路、以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)接口電路所組成，可以對(duì)柴油機(jī)冷卻水的溫度進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制指令，實(shí)現(xiàn)溫度的檢測與控制［3］。系統(tǒng)各組成部分功能說明下面分別對(duì)單片機(jī)測控平臺(tái)、溫度傳感器組、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制軟件等部分進(jìn)行詳細(xì)的說明：1）單片機(jī)測控平臺(tái)單片機(jī)測控平臺(tái)是整個(gè)溫度控制系統(tǒng)的重要組成部分，它要獲取溫度傳感器組的測量數(shù)據(jù)，并且與溫度設(shè)定值進(jìn)行比較，同時(shí)輸出控制信號(hào)到執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)溫度的檢測與控制。系統(tǒng)控制過程是，當(dāng)測量溫度比設(shè)定溫度高時(shí)，單片機(jī)斷續(xù)輸出控制信號(hào)，經(jīng)過光電隔離和驅(qū)動(dòng)放大后，輸出給增大輸出繼電器，繼電器控制三相伺服交流電動(dòng)機(jī)斷續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，使得連接在電機(jī)上的三通^節(jié)閥轉(zhuǎn)動(dòng)，減少不經(jīng)冷卻器的旁通水量,增加經(jīng)冷卻器的淡水量；若是測量溫度比設(shè)定溫度低時(shí)，單片機(jī)斷續(xù)輸出控制信號(hào)，經(jīng)過光電隔離和驅(qū)動(dòng)放大后，輸出給減小輸出繼電器，繼電器控制三相伺服交流電動(dòng)機(jī)斷續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，使得連接在電機(jī)上的三通^節(jié)閥轉(zhuǎn)動(dòng)，增加不經(jīng)冷卻器的旁通水量，減少經(jīng)冷卻器的淡水量。經(jīng)過此自動(dòng)控制過程，使主機(jī)缸套冷卻水溫度穩(wěn)定在設(shè)定數(shù)值，或是設(shè)定數(shù)值附近，從而達(dá)到自動(dòng)控制溫度的目的。2）溫度傳感器組本系統(tǒng)采用了具有良好性能的箱熱電阻ptlOO,用來測量冷卻水的溫度。同時(shí)，為了保^測量的準(zhǔn)確性，采用了多點(diǎn)測量的方法，即在主機(jī)缸套冷卻水的進(jìn)口和出口，及缸套壁處都安裝了溫度傳感器，分別測量這幾點(diǎn)的溫度，然后單片機(jī)控制多路開關(guān)，分別采集這幾點(diǎn)的溫度數(shù)值。在某一時(shí)刻，單片機(jī)采集的是某個(gè)點(diǎn)的溫度實(shí)際數(shù)值，然后與該點(diǎn)的設(shè)定數(shù)值相比較，再輸出控制信號(hào)。3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是指進(jìn)行溫度^節(jié)的機(jī)械裝置，即控制繼電器、三相伺服交流電動(dòng)機(jī)和三通^節(jié)閥。由于水是一種大慣性的傳熱介質(zhì)，當(dāng)控制系統(tǒng)對(duì)水溫進(jìn)行^節(jié)時(shí)，由于冷卻水的熱容量大，溫度響應(yīng)速度很慢，水溫并不是立即^整到指定數(shù)值，而是一個(gè)緩慢、漸進(jìn)的變化過程，因此，就需要執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行斷續(xù)地控制，以一定量的延遲時(shí)間來確定水溫的變化。利用繼電器接受單片機(jī)發(fā)出的間斷的控制指令，控制三相伺服交流電動(dòng)機(jī)斷續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)三通^節(jié)閥的轉(zhuǎn)動(dòng)，改變?nèi)↖I節(jié)閥的開度，進(jìn)而改變冷卻水的溫度。通過單片機(jī)控制指令的改變，來改變選擇增大輸出繼電器和減小輸出繼電器，進(jìn)而改變?nèi)嗨欧涣麟妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，來控制三通^節(jié)閥的開度，最終起到自動(dòng)控制溫度的作用。4）控制軟件單片機(jī)測控系統(tǒng)運(yùn)行軟件是燒錄在單片機(jī)程序存儲(chǔ)器中，控制單片機(jī)運(yùn)行的程序,它包括主程序、采樣（A/D轉(zhuǎn)換）子程序、帶smith頂估器的PID算法子程序、報(bào)警處理程序、鍵盤和顯示子程序等。系統(tǒng)的性能指標(biāo)2.3.1系統(tǒng)主要的技術(shù)指標(biāo)1）測溫范圍因?yàn)楸豢貐?shù)是水，其工作狀態(tài)始終是液態(tài)，所以其工作溫度就是在0-99.9℃之間。用三位LED數(shù)碼管顯示，其顯示數(shù)值范圍是000-999,代表溫度范圍是0-99.9℃o2）多點(diǎn)測量分別在主機(jī)缸套冷卻水的進(jìn)口和出口、及缸套壁上安裝了溫度傳感器，可以對(duì)任意一個(gè)測量點(diǎn)的溫度進(jìn)行監(jiān)控和設(shè)置，方便^節(jié)。3）設(shè)定溫度用戶可以自行設(shè)定任何一個(gè)測量點(diǎn)的溫度數(shù)值，數(shù)字小鍵盤輸入、三位LED數(shù)碼管顯示，其顯示數(shù)值范圍是000-999,代表溫度范圍是0-99.9℃。4）報(bào)警功能當(dāng)溫度測量數(shù)值偏離設(shè)定數(shù)值±5寸時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，以提醒輪機(jī)管理人員注意，及時(shí)查明故障原因和解決問題。2.3.2系統(tǒng)的性能