耐热压色牢度试验仪设计
摘 要 生活中需要对许多的纺织品进行熨烫加工，这是一个高温的过程，可能会使纺织品褪色，而如今人们对纺织品的质量需求也与日俱增，因此对纺织品的耐热压色牢度进行检测是一项必不可少的工作。如何更准确地测试热压色牢度是本文研究的问题。根据测试方法分析，检测仪器的核心是一个温度可控的恒温加热器。本文采用AT89S52单片机作为试验仪加热板的核心控制设备，在50度至200度内自由变换温度并保持恒温加热。系统程序包括主程序，测温程序，加热程序，键盘输入程序，5110液晶屏显示程序等等。其中K型热电偶作为感温元件采温，由MAX6675进行A / D变换送回给单片机。通过控制固态继电器来改变周期内的PWN波的占空比进而改变加热的平均功率的大小，从而达到对试验仪加热板的温度进行控制的目的。该系统对加热板的温度实时采集，采集的温度数据通过5110显示。课题运用了检测及自动控制的有关知识，设计了一个基于AT89S52的温度加热器。通过对系统的分析和测试，最终达到了温度变换和恒温加热的功能，为纺织品的耐热压色牢度检测提供了重要依据。
thermostat_heater_PID_algorith 目 录
第1章 绪论 1
1.1 课题研究的背景和意义 1
1.2 课题研究的基础 1
1.2.1 自动检测技术 1
1.2.2 自动控制技术 2
1.3 课题内容 3
1.4 结构安排 3
第2章 系统总体设计 5
2.1 硬件总体设计 5
2.2 软件总体设计 6
第3章 硬件设计 8
3.1 主控模块器件选型及设计 8
3.1.1 单片机的选用 8
3.1.2 单片机介绍 8
3.1.3 复位和时钟 9
3.2 加热模块设计 10
3.2.1 加热元件的功率调节 10
3.2.2 固态继电器输出电路 12
3.3 测温模块设计 14
3.3.1 K型热电偶 14
3.3.2 MAX6675 15
3.4 显示模块 18
第4章 软件设计 20
4.1
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
温度检测程序设计 20
4.1.1 温度读取 20
4.1.1 温度显示 21
4.2 PID控制算法 23
4.2.1 PID控制原理 23
4.2.2 各参数对系统性能的影响 24
4.2.3 位置式PID控制算法 26
4.3温度控制程序设计 27
4.3.1 PID程序设计 27
4.3.2 PID参数整定 30
第5章 系统调试 33
5.1 整体调试 33
5.2 各模块调试 33
第6章 总结与展望 36
6.1 总结 36
6.2 展望 36
致 谢 38
参考文献 39
附录 中英互译 41
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
生活中需要对许多的纺织品进行各种各样的加工，其中熨烫就是一种极为常见的方式。但熨烫是一个高温或高温高压的过程，经常导致纺织品褪色。而如今人们对纺织品的质量需求也与日俱增，因此在生产制作出各类色泽亮丽的纺织品以后，还必须对纺织品的耐热压色牢度进行检测。这是质量检测中必不可少的一个环节。色牢度的好坏，直接涉及人体的健康安全，色牢度差的产品在穿着过程中，碰到雨水、汗水就会造成面料上的颜料脱落褪色，染料中的分子和重金属离子等都有可能通过皮肤被人体吸收而危害人体皮肤的健康，除此之外，还有可能染脏其他的衣物。
色牢度的检测过程通常是把棉衬物覆盖在纺织品试样上，然后放入试验仪的加热板之间，施加高温，一段时间后，观察纺织品试样的褪色情况和棉衬物的沾色情况，可以分析出纺织物的耐热压色牢度数值。因此，这项检测的核心就是对温度的控制。
在现代工业制造中，许多变量用作设计中的被控参数，人们非常重视它们，因为它们总被用来作为某些细节问题的调整关键。在这一系列的被控量中，温度是一个被人们认为最重要的变量，它不仅可以引起物理上面的变化，还可以引起化学上的变化，因此控制好温度的调节有利于人们在设计过程中解决一些不必要误差和损失。尽管温度是一个十分重要的调节变量，但是在实际操作中，人们对它的控制还是面临着考验。
1.2 课题研究的基础
1.2.1 自动检测技术
使用某种用于检测的装置，这种装置和需要检测的物体建立某种联系。通过该装置将物体信息得以记录保存并及时呈现，以便于实现处理，就是自动检测技术。
自动检测就是在测量和检验过程中完全不需要或仅需要很少的人工干预而自动进行并完成的。实现自动检测可以提高生产过程或设备的可靠性及运行效率，减少人为造成的错误。可以说自动检测技术是信息化时代领域和物理实际生活中的桥梁。物联网之所以可以和别的信息技术区分开来，主要是因为物联网可以根据一套特殊的检测系统，对物体信息进行跟踪分析监控和定位，这套系统的核心也就是自动检测技术。换一种说法，就是自动检测技术赋予了物体新的生命，让机器可以像人一样自动的和其它事物交换信息。
在信息时代中，每样事物无时无刻不在产生新的数据，包括人为的，物为的等等。针对于这些数据实现有效高效的采集，才是对信息时代的一个最好体现。如果没有庞大的具体数据作为研究支撑，那么任何生产行为都将是纸上谈兵，缺乏依据。
早期的信息时代，大部分的数据还是人工进行整理编译的，这就存在一个问题，人们的人工的成本不仅非常高，而且耗时很多，数据信息太多庞大的话，对数据整理出现失误的概率也会越来越大。如此，人们才会想到利用自动检测系统，对庞大的数据进行简单的分工整理，这样不仅可以解放劳动力，而且还能十分及时高效的数据进行整理，可以提高人们的正确性和决策的及时性等。
自动检测技术主要是通过在物品上利用特殊的装置，使人们的电脑可以对物品自动识别，简单分类，并且可以有效准确的记入计算机进行归档，这对人们的数据采集是很有帮助的。可以说，自动检测技术是智能的、高效的数据信息处理技术。
1.2.2 自动控制技术
自动控制技术已经开始引起人们的广泛关注，这也就间接的证明了自动控制技术的特殊性和重要性。自动控制技术就是在不需要人工参与的情况下，通过特殊的对外设备和控制装备，对生产机器的使用过程进行定时定量的控制，让设备可以根据人为设置的方式实现生产作业的技术。例如，在测量内部二氧化碳浓度的装置中，通过内部电压电流的变化实现对设备内部空气成分的控制，保证生产过程的安全性；雷达计算机可以实现准确无误的对人造卫星进行回收或让其顺利进入预定轨道运行等。所有的这一切都是高超的自动控制技术所带来的恩惠。
相关的发展应用已经在各大领域中有所涉及，除人们常知道的以外，其应用的范围甚至连生物、医学经管类、等领域中得到了广泛的应用。自动控制系统并不是单一的，它分为单控和多控，根据不同的设计，自动控制系统可以控制一个变量也可以控制多个变量，它可以是一个大整体，也可以是一个小的组成部分，总之自动控制技术对于人们来说在现代社会的生产过程中是不可或缺的部分。
1.3 课题内容
thermostat_heater_PID_algorith 目 录
第1章 绪论 1
1.1 课题研究的背景和意义 1
1.2 课题研究的基础 1
1.2.1 自动检测技术 1
1.2.2 自动控制技术 2
1.3 课题内容 3
1.4 结构安排 3
第2章 系统总体设计 5
2.1 硬件总体设计 5
2.2 软件总体设计 6
第3章 硬件设计 8
3.1 主控模块器件选型及设计 8
3.1.1 单片机的选用 8
3.1.2 单片机介绍 8
3.1.3 复位和时钟 9
3.2 加热模块设计 10
3.2.1 加热元件的功率调节 10
3.2.2 固态继电器输出电路 12
3.3 测温模块设计 14
3.3.1 K型热电偶 14
3.3.2 MAX6675 15
3.4 显示模块 18
第4章 软件设计 20
4.1
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
温度检测程序设计 20
4.1.1 温度读取 20
4.1.1 温度显示 21
4.2 PID控制算法 23
4.2.1 PID控制原理 23
4.2.2 各参数对系统性能的影响 24
4.2.3 位置式PID控制算法 26
4.3温度控制程序设计 27
4.3.1 PID程序设计 27
4.3.2 PID参数整定 30
第5章 系统调试 33
5.1 整体调试 33
5.2 各模块调试 33
第6章 总结与展望 36
6.1 总结 36
6.2 展望 36
致 谢 38
参考文献 39
附录 中英互译 41
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景和意义
生活中需要对许多的纺织品进行各种各样的加工，其中熨烫就是一种极为常见的方式。但熨烫是一个高温或高温高压的过程，经常导致纺织品褪色。而如今人们对纺织品的质量需求也与日俱增，因此在生产制作出各类色泽亮丽的纺织品以后，还必须对纺织品的耐热压色牢度进行检测。这是质量检测中必不可少的一个环节。色牢度的好坏，直接涉及人体的健康安全，色牢度差的产品在穿着过程中，碰到雨水、汗水就会造成面料上的颜料脱落褪色，染料中的分子和重金属离子等都有可能通过皮肤被人体吸收而危害人体皮肤的健康，除此之外，还有可能染脏其他的衣物。
色牢度的检测过程通常是把棉衬物覆盖在纺织品试样上，然后放入试验仪的加热板之间，施加高温，一段时间后，观察纺织品试样的褪色情况和棉衬物的沾色情况，可以分析出纺织物的耐热压色牢度数值。因此，这项检测的核心就是对温度的控制。
在现代工业制造中，许多变量用作设计中的被控参数，人们非常重视它们，因为它们总被用来作为某些细节问题的调整关键。在这一系列的被控量中，温度是一个被人们认为最重要的变量，它不仅可以引起物理上面的变化，还可以引起化学上的变化，因此控制好温度的调节有利于人们在设计过程中解决一些不必要误差和损失。尽管温度是一个十分重要的调节变量，但是在实际操作中，人们对它的控制还是面临着考验。
1.2 课题研究的基础
1.2.1 自动检测技术
使用某种用于检测的装置，这种装置和需要检测的物体建立某种联系。通过该装置将物体信息得以记录保存并及时呈现，以便于实现处理，就是自动检测技术。
自动检测就是在测量和检验过程中完全不需要或仅需要很少的人工干预而自动进行并完成的。实现自动检测可以提高生产过程或设备的可靠性及运行效率，减少人为造成的错误。可以说自动检测技术是信息化时代领域和物理实际生活中的桥梁。物联网之所以可以和别的信息技术区分开来，主要是因为物联网可以根据一套特殊的检测系统，对物体信息进行跟踪分析监控和定位，这套系统的核心也就是自动检测技术。换一种说法，就是自动检测技术赋予了物体新的生命，让机器可以像人一样自动的和其它事物交换信息。
在信息时代中，每样事物无时无刻不在产生新的数据，包括人为的，物为的等等。针对于这些数据实现有效高效的采集，才是对信息时代的一个最好体现。如果没有庞大的具体数据作为研究支撑，那么任何生产行为都将是纸上谈兵，缺乏依据。
早期的信息时代，大部分的数据还是人工进行整理编译的，这就存在一个问题，人们的人工的成本不仅非常高，而且耗时很多，数据信息太多庞大的话，对数据整理出现失误的概率也会越来越大。如此，人们才会想到利用自动检测系统，对庞大的数据进行简单的分工整理，这样不仅可以解放劳动力，而且还能十分及时高效的数据进行整理，可以提高人们的正确性和决策的及时性等。
自动检测技术主要是通过在物品上利用特殊的装置，使人们的电脑可以对物品自动识别，简单分类，并且可以有效准确的记入计算机进行归档，这对人们的数据采集是很有帮助的。可以说，自动检测技术是智能的、高效的数据信息处理技术。
1.2.2 自动控制技术
自动控制技术已经开始引起人们的广泛关注，这也就间接的证明了自动控制技术的特殊性和重要性。自动控制技术就是在不需要人工参与的情况下，通过特殊的对外设备和控制装备，对生产机器的使用过程进行定时定量的控制，让设备可以根据人为设置的方式实现生产作业的技术。例如，在测量内部二氧化碳浓度的装置中，通过内部电压电流的变化实现对设备内部空气成分的控制，保证生产过程的安全性；雷达计算机可以实现准确无误的对人造卫星进行回收或让其顺利进入预定轨道运行等。所有的这一切都是高超的自动控制技术所带来的恩惠。
相关的发展应用已经在各大领域中有所涉及，除人们常知道的以外，其应用的范围甚至连生物、医学经管类、等领域中得到了广泛的应用。自动控制系统并不是单一的，它分为单控和多控，根据不同的设计，自动控制系统可以控制一个变量也可以控制多个变量，它可以是一个大整体，也可以是一个小的组成部分，总之自动控制技术对于人们来说在现代社会的生产过程中是不可或缺的部分。
1.3 课题内容
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