核電廠通風系統數字化多功能溫度控制器設計

摘 要：在經濟不斷的發展過程中，工業得到了一定的發展。工業在得到發展的基礎上，就會重視本企業在發展中一些技術上的問題。核電廠作為一種發電的行業，在不斷為社會提供電能供應的同時，也越來越注重對自身行業進行一些技術上的提升，文章將通過模擬實驗的方式，對核電廠通風系統數字化多功能溫度控制器設計進行具體的分析，主要分析的問題有，溫度控制器電路設計，溫度控制器中的控制模塊，溫度控制器中的輸出模塊，電壓輸出程序的設計，溫度控制器的原理等問題，希望通過對這些問題的分析，可以對核電廠通風系統數字化多功能溫度控制器在設計的過程中起到借鑒性的作用。

關鍵詞：核電廠；通風系統；數字化；溫度控制器；設計

引言

多功能溫度控制器，已經在許多的工程中都得以運用，主要的功能是對自然溫度進行一定的調節和控制。但是現在應用比較廣泛的多功能溫度控制器，是技術比較落后的溫度控制器，這些溫度控制器由于設計時應用的技術比較低，所以在不斷使用的過程中，會出現一些老化的現象，并且機器的外部也會出現一些破損的情況。同時這樣老化的溫度控制器，已經不能再為設備提供很高的服務了，所以對溫度控制器進行技術上的提高是非常有必要的。文章將模擬一個溫度控制器的制作流程，來對溫度控制器的設計進行具體的研究。

1 溫度控制器電路設計

溫度控制器的電路設計的主要概念是這樣的，首先外部傳感器電路會分別與控制傳感器輸入模塊、設定電位器輸入模塊、擾動傳感器輸入模塊、限值傳感器模塊相連，然后電路分別通過這些模塊輸出，再進入到SEM32多通道數字采樣和控制模塊中，然后在從SEM32多通道數字采樣和控制模塊中輸出，進入輸出電路模塊中，在進入開關量或模擬量輸出通道Y1、Y2、Y3中，最后從開關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多通道數字采樣和控制模塊中，電源模塊在另一個方向還會與半波電壓相連，通過半波電壓模塊的流出，流入SEM32多通道數字采樣和控制模塊中[1]。SEM32多通道數字采樣和控制模塊中的電流一步分會流到輸出電路的模塊中，另一部分會流到LED顯示及驅動電路模塊中，同時還會與儀表鍵盤相互連接。運用這樣的電路設計，同時設置相關的數據值，對溫度控制器進行實驗。

2 溫度控制器中的控制模塊

在實驗的過程中，對數據的收集，是采用多通道的收集方式進行的，多通道的數據采集所使用的芯片是STM32的芯片，同時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32位arm芯片的基礎上，設計研發而來[2]。STM32芯片在性能上要遠遠的高于Cortex-M3架構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，且擁有豐富的外設資源，同時輸入輸出口可以依據事實的需要進行自定義。STM32芯片上還做到了16通道的集成，12位模數的轉換器。這樣功能的實現對模擬信號進行有序的采集，并對這些數據進行直接的儲存和傳輸。采樣的頻率也可以根據具體的情況來進行具體的設置。STM32芯片的設計，在內部和外部的需求供電中都用3.3伏特的電壓。這樣可以實現芯片低能環保的功能。在使用STM32芯片的多通道的模數轉換器中所得到的數據，最終都由GPIO和定時器模塊中輸出。

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，一種是數字量輸出，一種是模擬量輸出。數字量輸出的方式，是使用控制繼電器的觸點，通過觸點的通斷控制功能對外部電路的工作狀態進行控制。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節器，相切波對功率調節器的控制可以實現對加熱器的控制，同時也可以實現對其他負載程序的控制。溫度控制器中的3個輸出通道，可以根據具體的情況進行不同類型的組合，這樣的組合特點很好的實現了，溫度控制器的多功能控制作用。從電路的結構上來看，數字量輸出可以通過STM32芯片實現對達林頓管的控制，可以將達林頓管導向電壓控制在一個周期內。

4 溫度控制器的程序設計

溫度控制器的程序設計的總的系統流程，首先是開始開關，然后經過系統的初始化，接通電路并進行自我檢查，第三步是顯示提取數據的設備型號，同時對傳感器的型號進行設置；第四步是設置3個通道的死區值和回差值；第五步是對timer進行設置，同時啟動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中，并且對timer寄存器進行更新。如果半波電壓的值不是零，就進行下一步；第七步是，對溫度值進行計算，并對溫度值進行控制，同時進行報警的工作；第八步是，進入主顯示區域并進行鍵盤的掃描工作；第九步是按下按鍵，看key的值是否是三，如果不是3就進入最后一步，顯示消隱，如果key的值時3，那么就從第四步開始進入循環，直到所有數據輸出[4]。

5 溫度控制器的原理

溫度控制器其實只能對其輸出下設的一個系統起到控制的作用，并不是直接對溫度傳感器工作環境的溫度進行直接的控制。溫度控制器，對溫度進行控制工作時，只能對超出預設值部分的溫度進行一定比例的控制，通過輸出相切波形的方式。或者是對繼電器的觸點的閉合進行控制，和導通的工作。每個輸出通道在進行原始數據的設定時，都是選用正向的方式，或者負向的方式，很少有正、負向交叉使用的情況發生[5]。像是在實驗的過程中，由控制傳感器進行測量的溫度值是X，第一通道的設定值是X1，第二通道的設定值是X2，相對應的回值，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，第一通道的值會隨著溫度的變化先升高然后區域平緩，而第二通道中的值會是先趨于平緩然后上升最后再趨于平緩，兩個通道的值的變化過程是不一致的。

由整個實驗的結果進行分析，可以得到的是，溫度控制器在對溫度進行測量時，誤差要在百分之五以內，才可以對溫度進行有效的控制。

6 結束語

通過上文章，對溫度控制器進行的實驗分析，可以得到的結果是，數字化多功能溫度控制器的應用，可以在設備中進行穩定性和持續性的工作。并且在進行工作的同時，還可以對相應的進行測量的溫度值進行顯示。新的數字化多功能溫度控制器較傳統的溫度控制器相比，功能得到了一定的增加。有關的實驗數據也表明，新的數字化多功能溫度控制器在傳統的溫度控制器上得到了升華和創新。

參考文獻

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

[2]孫楠.核電站液位控制系統的設計與實現[D].南京郵電大學，2013. [3]李鑫，曾光，廖榮輝.基于AT89C52智能溫度控制器的設計[J].現代電子技術，2006，5（2）：93-96.

[4]唐洪富，張興波.基于STC系列單片機的智能溫度控制器設計[J].電子技術應用，2013，9（5）：86-88.

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