核電廠通風(fēng)系統(tǒng)數(shù)字化多功能溫度控制器設(shè)計(jì)

摘 要：在經(jīng)濟(jì)不斷的發(fā)展過程中，工業(yè)得到了一定的發(fā)展。工業(yè)在得到發(fā)展的基礎(chǔ)上，就會(huì)重視本企業(yè)在發(fā)展中一些技術(shù)上的問題。核電廠作為一種發(fā)電的行業(yè)，在不斷為社會(huì)提供電能供應(yīng)的同時(shí)，也越來越注重對自身行業(yè)進(jìn)行一些技術(shù)上的提升，文章將通過模擬實(shí)驗(yàn)的方式，對核電廠通風(fēng)系統(tǒng)數(shù)字化多功能溫度控制器設(shè)計(jì)進(jìn)行具體的分析，主要分析的問題有，溫度控制器電路設(shè)計(jì)，溫度控制器中的控制模塊，溫度控制器中的輸出模塊，電壓輸出程序的設(shè)計(jì)，溫度控制器的原理等問題，希望通過對這些問題的分析，可以對核電廠通風(fēng)系統(tǒng)數(shù)字化多功能溫度控制器在設(shè)計(jì)的過程中起到借鑒性的作用。

關(guān)鍵詞：核電廠；通風(fēng)系統(tǒng)；數(shù)字化；溫度控制器；設(shè)計(jì)

引言

多功能溫度控制器，已經(jīng)在許多的工程中都得以運(yùn)用，主要的功能是對自然溫度進(jìn)行一定的調(diào)節(jié)和控制。但是現(xiàn)在應(yīng)用比較廣泛的多功能溫度控制器，是技術(shù)比較落后的溫度控制器，這些溫度控制器由于設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)用的技術(shù)比較低，所以在不斷使用的過程中，會(huì)出現(xiàn)一些老化的現(xiàn)象，并且機(jī)器的外部也會(huì)出現(xiàn)一些破損的情況。同時(shí)這樣老化的溫度控制器，已經(jīng)不能再為設(shè)備提供很高的服務(wù)了，所以對溫度控制器進(jìn)行技術(shù)上的提高是非常有必要的。文章將模擬一個(gè)溫度控制器的制作流程，來對溫度控制器的設(shè)計(jì)進(jìn)行具體的研究。

1 溫度控制器電路設(shè)計(jì)

溫度控制器的電路設(shè)計(jì)的主要概念是這樣的，首先外部傳感器電路會(huì)分別與控制傳感器輸入模塊、設(shè)定電位器輸入模塊、擾動(dòng)傳感器輸入模塊、限值傳感器模塊相連，然后電路分別通過這些模塊輸出，再進(jìn)入到SEM32多通道數(shù)字采樣和控制模塊中，然后在從SEM32多通道數(shù)字采樣和控制模塊中輸出，進(jìn)入輸出電路模塊中，在進(jìn)入開關(guān)量或模擬量輸出通道Y1、Y2、Y3中，最后從開關(guān)量或模擬量輸出通道Y1、Y2、Y3中輸出，與其他電路相連。其次是電源模塊與控制傳感器輸入模塊相連，在控制傳感器輸入模塊中與外部傳感器電路相和，然后流出控制傳感器輸入模塊，在流入SEM32多通道數(shù)字采樣和控制模塊中，電源模塊在另一個(gè)方向還會(huì)與半波電壓相連，通過半波電壓模塊的流出，流入SEM32多通道數(shù)字采樣和控制模塊中[1]。SEM32多通道數(shù)字采樣和控制模塊中的電流一步分會(huì)流到輸出電路的模塊中，另一部分會(huì)流到LED顯示及驅(qū)動(dòng)電路模塊中，同時(shí)還會(huì)與儀表鍵盤相互連接。運(yùn)用這樣的電路設(shè)計(jì)，同時(shí)設(shè)置相關(guān)的數(shù)據(jù)值，對溫度控制器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2 溫度控制器中的控制模塊

在實(shí)驗(yàn)的過程中，對數(shù)據(jù)的收集，是采用多通道的收集方式進(jìn)行的，多通道的數(shù)據(jù)采集所使用的芯片是STM32的芯片，同時(shí)控制模塊中所用的芯片也是STM32的芯片。STM32芯片是在Cortex-M3架構(gòu)32位arm芯片的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)研發(fā)而來[2]。STM32芯片在性能上要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的高于Cortex-M3架構(gòu)32位arm芯片，不僅提升了頻率，使其主頻的頻率值上升到72赫茲，且擁有豐富的外設(shè)資源，同時(shí)輸入輸出口可以依據(jù)事實(shí)的需要進(jìn)行自定義。STM32芯片上還做到了16通道的集成，12位模數(shù)的轉(zhuǎn)換器。這樣功能的實(shí)現(xiàn)對模擬信號(hào)進(jìn)行有序的采集，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行直接的儲(chǔ)存和傳輸。采樣的頻率也可以根據(jù)具體的情況來進(jìn)行具體的設(shè)置。STM32芯片的設(shè)計(jì)，在內(nèi)部和外部的需求供電中都用3.3伏特的電壓。這樣可以實(shí)現(xiàn)芯片低能環(huán)保的功能。在使用STM32芯片的多通道的模數(shù)轉(zhuǎn)換器中所得到的數(shù)據(jù)，最終都由GPIO和定時(shí)器模塊中輸出。

3 溫度控制器中的輸出模塊

控制器輸出模塊的輸出方式有兩種自主要的方式，一種是數(shù)字量輸出，一種是模擬量輸出。數(shù)字量輸出的方式，是使用控制繼電器的觸點(diǎn)，通過觸點(diǎn)的通斷控制功能對外部電路的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。模擬量輸出，是輸出完整的相切波或者是半波電壓[3]。輸出的相切波電壓可以控制功率調(diào)節(jié)器，相切波對功率調(diào)節(jié)器的控制可以實(shí)現(xiàn)對加熱器的控制，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)對其他負(fù)載程序的控制。溫度控制器中的3個(gè)輸出通道，可以根據(jù)具體的情況進(jìn)行不同類型的組合，這樣的組合特點(diǎn)很好的實(shí)現(xiàn)了，溫度控制器的多功能控制作用。從電路的結(jié)構(gòu)上來看，數(shù)字量輸出可以通過STM32芯片實(shí)現(xiàn)對達(dá)林頓管的控制，可以將達(dá)林頓管導(dǎo)向電壓控制在一個(gè)周期內(nèi)。

4 溫度控制器的程序設(shè)計(jì)

溫度控制器的程序設(shè)計(jì)的總的系統(tǒng)流程，首先是開始開關(guān)，然后經(jīng)過系統(tǒng)的初始化，接通電路并進(jìn)行自我檢查，第三步是顯示提取數(shù)據(jù)的設(shè)備型號(hào)，同時(shí)對傳感器的型號(hào)進(jìn)行設(shè)置；第四步是設(shè)置3個(gè)通道的死區(qū)值和回差值；第五步是對timer進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)啟動(dòng)ADC程序和模擬看門狗程序；第六步是檢查半波電壓的值是否是零，如果是零就輸出到中斷子的程序當(dāng)中，并且對timer寄存器進(jìn)行更新。如果半波電壓的值不是零，就進(jìn)行下一步；第七步是，對溫度值進(jìn)行計(jì)算，并對溫度值進(jìn)行控制，同時(shí)進(jìn)行報(bào)警的工作；第八步是，進(jìn)入主顯示區(qū)域并進(jìn)行鍵盤的掃描工作；第九步是按下按鍵，看key的值是否是三，如果不是3就進(jìn)入最后一步，顯示消隱，如果key的值時(shí)3，那么就從第四步開始進(jìn)入循環(huán)，直到所有數(shù)據(jù)輸出[4]。

5 溫度控制器的原理

溫度控制器其實(shí)只能對其輸出下設(shè)的一個(gè)系統(tǒng)起到控制的作用，并不是直接對溫度傳感器工作環(huán)境的溫度進(jìn)行直接的控制。溫度控制器，對溫度進(jìn)行控制工作時(shí)，只能對超出預(yù)設(shè)值部分的溫度進(jìn)行一定比例的控制，通過輸出相切波形的方式。或者是對繼電器的觸點(diǎn)的閉合進(jìn)行控制，和導(dǎo)通的工作。每個(gè)輸出通道在進(jìn)行原始數(shù)據(jù)的設(shè)定時(shí)，都是選用正向的方式，或者負(fù)向的方式，很少有正、負(fù)向交叉使用的情況發(fā)生[5]。像是在實(shí)驗(yàn)的過程中，由控制傳感器進(jìn)行測量的溫度值是X，第一通道的設(shè)定值是X1，第二通道的設(shè)定值是X2，相對應(yīng)的回值，第一通道的用X1.1表示，第二通道的回值用X2.1表示，且作用的方向都為正向，第一通道的值會(huì)隨著溫度的變化先升高然后區(qū)域平緩，而第二通道中的值會(huì)是先趨于平緩然后上升最后再趨于平緩，兩個(gè)通道的值的變化過程是不一致的。

由整個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析，可以得到的是，溫度控制器在對溫度進(jìn)行測量時(shí)，誤差要在百分之五以內(nèi)，才可以對溫度進(jìn)行有效的控制。

6 結(jié)束語

通過上文章，對溫度控制器進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)分析，可以得到的結(jié)果是，數(shù)字化多功能溫度控制器的應(yīng)用，可以在設(shè)備中進(jìn)行穩(wěn)定性和持續(xù)性的工作。并且在進(jìn)行工作的同時(shí)，還可以對相應(yīng)的進(jìn)行測量的溫度值進(jìn)行顯示。新的數(shù)字化多功能溫度控制器較傳統(tǒng)的溫度控制器相比，功能得到了一定的增加。有關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也表明，新的數(shù)字化多功能溫度控制器在傳統(tǒng)的溫度控制器上得到了升華和創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)

[1]黃潛，師慶維，任春香.核電廠數(shù)字化儀控系統(tǒng)科技創(chuàng)新[J].中國核電，2013，1（1）：4-9.

[2]孫楠.核電站液位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].南京郵電大學(xué)，2013. [3]李鑫，曾光，廖榮輝.基于AT89C52智能溫度控制器的設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2006，5（2）：93-96.

[4]唐洪富，張興波.基于STC系列單片機(jī)的智能溫度控制器設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2013，9（5）：86-88.

[5]高加林，郭微波.一種高效率TEC溫度控制器的設(shè)計(jì)[J].集成電路通訊，2007，6（1）：5-11.