本文首先介绍了锅炉温度控制器系统模块的设计思想，然后从硬件开发和软件开发两个方面分析了每个功能模块，最后进行了实验分析以验证锅炉温度控制器的设计符合预期要求。传统的化石燃料和燃煤锅炉相比，电锅炉具有许多优势。如，结构相对简单，可以将电能转换为热能以减少污染和噪声，并采用单芯片控制使其具有更好的自动化性能，以确保安全使用。可靠的电锅炉。以说，这已经成为加热设备的发展趋势，因此，应该开发一种高效可靠的控制方法，以提高系统的稳定性和可靠性。炉温度控制器的设计可以采用模块化设计的思想，分别设计每个功能模块，然后连接每个模块。据开发系统的功能要求，模块化功能的划分可以从两个方面进行观察：软件和硬件。块化设计的目的是保持每个模块的独立性，然后从硬件和软件方面研究系统。种设计思想不仅可以简化系统设计，而且可以提高开发效率。件模块：硬件部分可分为5个模块，分别是主控制电路，接口电路，恒温阀芯过程输入/输出通道，键盘输入模块，显示电路。字和数据采集模块。三个模块包括数字输入/输出通道和模拟输入/输出通道。件模块：可以分为四个部分，分别是主程序，A / D转换程序，密钥处理程序和PID增量处理程序。个功能模块的设计完成后，在调试和执行后，将模块以某种方式连接起来，以实现从系统收集，处理，传输和输出数据的功能。件模块的连接可以以主电路模块为中心，然后分别通过控制总线，数据总线和地址总线连接到其他模块。件模块连接可以使用中断来调用其他模块或通过主程序进行调用。1是控制器硬件系统的一般结构图，下面对硬件系统中的每个功能模块进行分析。控制电路使用高性能，低功耗的8位ATMEGAl6微控制器，支持JTAG端口编程和仿真，并包含8通道10位A / D转换器，支持双差分信号输入并且是非对称的，包含EEPROM存储器的512个分区字。控制器执行以下功能：（1）信号初始化，A / D转换和数据传输到人机界面； （2）利用LED显示屏显示采集到的数据； （3）从串行端口接收数据并计算PID上升使用脉冲方波控制锅炉温度。口电路使用标准的Rs-232串行数据通信方法与上位计算机进行通信，并使用中断模式根据规定的通信协议接收从上位计算机发送的数据，并且处理后在显示屏上显示数据。送数据采用请求方式进行数据传输。程输入/输出通道包括模拟输入/输出通道和切换输入/输出通道。中，模拟输入通道在ATMEGAl6芯片上使用5-8个10位A / D转换，并且一个8通道模拟多路复用器连接到10位逐次逼近型ADC来执行ATMEGAl6芯片的输入电压。口A.采样。于模拟输出通道会受到模拟设备信号漂移的影响，无法达到控制所需的精度，因此通常用于控制开关的输出，其优点是精度高。制程度很高，无需针对不同的控制情况更改材料。关程序可以满足控制要求。统设计有5个按钮，分别是确认按钮，增加按钮，取消按钮，减少按钮和模式选择。式选择可以选择设置指定的时间或温度，并且两者都可以显示在LED显示屏上；使用增加和减少按钮可以增加或减少输入数字。时，为避免操作过程中使用不当造成的不便，增加了确认和取消按钮。字显示电路的功能是在LED显示屏上显示数字信号。果发光二极管使用共阳极，则如果要使发光二极管导通，则应将发光二极管的阴极分配为低电平，即O值。统使用4位双LED显示屏分别显示目标值和测量值。据采集模块由差分运算放大器AD524和温度传感器ADS90组成。中，ADS90温度传感器是一款两端恒流器件。度测量范围为55℃〜 150℃，激励电压为4〜30V。电流流过5千欧电阻器时，温度升高1 K，电阻电压升高5mY，因此，当温度在0〜100℃之间变化时，电阻电压在1.365〜1.865V之间变化。该系统中，上位机以工业计算机为监控系统，编程语言为Visual c ，下位机以ATMEGAl6微控制器为开发核心，编程语言为C，与通讯两者之间使用Rs232协议。件部分包括主程序，A / D转换程序，密钥处理程序，增量PID处理程序等。
程序主要执行初始化系统的功能。程序启动时初始化每个参数，然后等待按钮处理，如果按钮在工作，则判断是否有中断，如果有中断，然后判断是否是端口中断系列。果存在中断，但不是串行端口中断，则接收数据并处理数据；如果存在中断，并且是串行端口中断，则将计时器转换为A / D，数据处理，PID调整以及数据显示和传输执行;如果没有中断，它将仍然等待中断事件发生。启动A / D转换器之前，A / D转换程序必须设置ADCSRA寄存器的ADEN，设置ADEN，并且输入通道选择和参考电压均有效。“ 1”写入A / D转换器开始转换位的ADSC位以开始单次转换。配为高后，如果未发生结束触发中断，则ADSC位仍然为高；中断后，无需清除软件，但硬件负责。盘处理程序使用查询方法来获取当前键。CPU在空闲时调用程序，然后扫描键盘并计算键的值，以便可以根据键的值调用相应的子例程以执行相关的功能。于锅炉温度控制系统的时间变化，磁滞和非线性，传统的线性控制理论很难满足控制的要求，由于难以建立准确的系统数学模型，因此系统设计采用增量式数字PID控制器。
量PID将控制量的增量作为数字调节器的输出。优点是，在发生故障的情况下，对增量输出的结果影响很小，从而提高了控制精度。量式PID仅与K，k-1，k-2的采样有关，因此可以通过加权处理轻松实现更好的控制效果。
统可以根据输入键盘设置温度和时间，并可以在LED屏幕上显示给定的温度，实际锅炉温度和当前系统时间。以随时使用增加按钮和减少按钮控制温度来随时调节当前温度，并可以使用按钮上的模式选择功能键随时退出系统。盘。统具有报警功能。
温度超过极限或锅炉中的水变干时，它会自动发送警报信号并同时保持计时。果一分钟内未按时处理，系统将自动切断电源并退出正常工作状态。果在1分钟内处理完毕，并且相应的参数可以继续正常工作。系统可以与主机通信，并且通常可以接收从主机发送的数据并执行相应的反馈和调整。统设计抗干扰能力强，采用增量式PID算法，精度较高。实际测试中，虽然仍然存在一些误差，但在允许范围内不影响系统。统的。常工作。而言之，该系统经过实验验证，基本达到了所需的功能，具有良好的精度和稳定性，同时抗干扰能力也比较强，达到了预期的效果。
过运行和实验验证，基于ATMEGAl6单片机的锅炉温度控制器系统可以安全可靠地完成自动和手动切换，过热，缺水和超压警报。时，系统以增量式PID算法为核心，与传统的PID算法相比，可以更好地满足系统的精度要求，具有较高的应用价值。
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