热水器怎么调节温度步骤图，热水器温度智能控制系统设计

很多朋友对热水器怎么调节温度步骤图，热水器温度智能控制系统设计不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

温度是工业生产过程中的一个重要物理量，特别是在冶金、机械、食品、化工等行业，工件的加工温度被严格控制，对温度的准确性和稳定性要求很高。温度的测量和控制直接关系到企业的生产利益甚至生存。

目前，国内外很多温度控制系统都采用ARM作为处理器，PID作为温度控制方式[1]。这种控制方法对大多数被控对象都能达到满意的控制效果，但对于有特殊要求或对象特性复杂的系统，采用数字PID控制一般难以达到目的。

基于温度变化的非线性模糊控制具有很强的鲁棒性，干扰和参数变化对控制效果的影响很小，特别适用于非线性、时变和纯滞后系统的控制。采用PID和模糊控制相结合的方法来控制温度。

因此，本文以热水器为对象，运用系统控制理论，设计了模糊控制和数字PID控制相结合的温度控制系统。1总体方案设计

该系统采用晶体控制电子STC系列单片机控制下位机温度，采用PC机控制上位机。上位机首先向下位机发送命令，然后下位机将命令解释成相应的时序信号，直接控制相应的设备。下位机定时读取设备状态数据，转换成数字信号，反馈给上位机。下位机实现现场实时控制，上位机实现远程实时监控。

系统的实现采用模块化设计思想，分别从硬件和软件两方面进行综合设计和应用。硬件分为温度检测模块、输入输出模块、串行通信模块和加热模块。软件由上下位机同时控制，包括温度采集子程序、液晶显示子程序、键盘输入子程序、模糊PID控制子程序、串行通信子程序等。设计主要针对控制算法，系统总体设计方案如图1所示。2硬件电路设计2.1温度检测模块

DS18B20是DALLAS公司生产的数字温度传感器。测温范围为-55 ~ 125，测温分辨率可达0.062 5。集温度测量和A/D转换于一体，直接输出数字量，传输距离远，可实现多点检测。硬件结构简单，避免了传统热电偶和热电阻模拟信号到数字信号转换，硬件结构复杂，成本高的缺点。2.2串行通信模块

接口RS232采用正负电压表示逻辑状态，而单片机采用正逻辑TTL电平，所以需要在这个分立元件中实现电平和逻辑关系的转换。在通信电路中，下位机串口采用查询方式收发数据，上位机发送指定字符，下位机接收后将原始字符返回给上位机。电路连接如图3所示。2.4加热模块

系统的加热过程是通过单片机控制继电器的开关来实现的。当检测温度不同于设定温度时，继电器处于on状态，加热器继续加热。当检测温度与设定温度一致时，继电器处于关闭状态，加热器停止加热。继电器电路连接如图5 [2]所示。3软件设计3.1模糊PID控制算法

模糊PID控制就是找出Kp，Ki，Kd和E，Ec之间的模糊关系。通过不断检测E和Ec，根据模糊推理在线修正Kp、Ki和Kd，满足改变E和Ec对控制参数的要求，使被控对象具有良好的动静态性能。模糊PID的结构框图如图6所示。模糊PID控制器的调整规则是[3]:

(1)当E较大时，为了加快系统的响应速度，应取较大的Kp和较小的Kd。因为太强的积分会增加系统的超调量，所以要限制积分效果，通常取Ki=0或者更小的值；(2)当E和Ec为中等大小时，为了减少系统的超调量，保证一定的响应速度，Kp应适当小一些，Kd的取值对系统影响较大，也应小一些，Ki的取值要适当；

(3)当e较小时，为了减小稳态误差，Kp和Ki应较大，而Kd应适当取值，这会引起系统振动。原理是：Ec小时Kd较大，Ec大时Kd较小，通常Kd为中等大小。3.2下位机程序流程图下位机使用keil软件，C语言编程，软件烧录使用STC-ISP。程序流程图如图7所示。3.3上位机界面显示

上位机采用VB6.0编写温度监控界面。通过该接口，可以选择不同的串行端口进行通信。在不同的时间，多个温度检测器可以检测不同热水器的温度，并设置自己的温度。界面可以实时显示温度变化曲线，如图9所示。

该系统将单片机和模糊PID控制相结合，不仅控制效果明显，操作简便，而且实现了智能控制和常规PID控制的优点：具有自学习、自适应和自组织能力，能自动识别和调整被控过程参数，能适应被控过程参数的变化；它还具有结构简单、鲁棒性强、可靠性高、现场设计人员熟悉等特点，易于应用和推广。

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