摘要：面对越来越严峻的环境和能源挑战，传统干燥行业以不再满足市场要求，新时代的干燥行业必须走节约能源和开发利用新能源的可持续发展道路，实施高效与绿色的发展战略。本文针对传统干燥设备不能满足物料在不同干燥阶段其物性的要求，以及传统干燥业单一干燥设备和参数，不仅大面积的浪费了能源，并且还将导致质量与产量的下降，将通过利用对烘干温度的智能控制，以及利用太阳能和电能互补的方式，实现无废弃物，零污染 排放，高效优化用能和优质生产。

但是太阳能辐射具有间断性，能量密度低，在一定程度上影响了太阳能干燥装置的推广和应用。而太阳能与电能等常规能源互补的干燥装置，则可以较好的弥补日照间断性的欠缺，具有较好的经济效益。

软硬件的结合是单片机的优势得以体现，功能运行效率大幅度提高且更加稳定，与此同时还降低了干燥过程中参数时间变异性和不确定性，经过调试，结果表明设计的太阳能-辅助加热系统能满足干燥箱的恒温要求，控制精度高，跟踪效果好，且可靠性高，为进一步研究干燥温度控制提供了借鉴。

本文将STC89C52单片机作为本设计的辅助以及加热部分的主控，同时采用数字式温湿度传感器SHT10作为数据采集模块的传感器，当整个系统工作的时候，温湿度传感器SHT10将烘干箱出口处的温度转变为数字量然后将它传送至微控制器，这条路主要形成了控制系统的内环，随后STC89C52将对接收所得的温度与设定值进行比较，并且通过程序内部的模糊PID算法算出控制量，随后将控制量通过光耦传送到继电器并控制继电器最后去影响烘干以及加热的过程，这些主要形成了外部回路，并且控制鼓风机以及抽风机的输风以及抽风速度。这些属于设计的串级控制系统。将通过对烘干箱进风口与出风口的温度检测来控制来分别处理来分别控制内外回路，单片机通过对进出口温度检测来判断是否启动辅助加热，当温度满足所设定温度时即关闭加热器，当不满足时则通过继电器重新启动辅助加热器并同时调整变频风机的来使温度达到设定值。并且这个系统同时拥有上机复位以及手动复位两种复位的方式

关键词 太阳能干燥；单片机；辅助加热；模糊PLC控制 

目录

摘要

Abstract

1 绪论-6

1.1 研究背景和意义-6

1.2 国内外研究现状-6

1.2.1 国内研究现状-6

1.2.2 国外的研究现状-8

1.3 研究内容-9

1.4 研究路线-10

1.5 本章小结-10

2 干燥温控方法的设计-11

2.1 太阳能干燥系统与干燥原理-11

2.2 太阳能—辅助加热干燥系统控制方法研究-11

2.2.1 控制理论及其方法-11

2.2.2 常用的太阳能干燥控制方法-12

2.2.3 常见控制分类-12

2.3 辅助加热控制系统原理-14

2.3.1 PID算法的原理-14

2.3.2 PID算法的常规参数整定方法-14

2.3.3 模糊控制原理-15

2.4 基于模糊控制原理的PID温控算法-16

2.4.1 变量的隶属函数-17

2.4.2 调节模糊三角参数控制规则-18

2.5 本章小结-19

3 烘干箱的设计-20

3.1 干燥箱的结构设计-20

3.1.1 端口的设计-21

3.1.2 载料盘的设计-21

3.1.3 内部的设计-22

3.2 热功率计算-22

3.2.1 常规参数的设定以及计算-22

3.2.2 水汽化所需能耗-23

3.2.3 4排湿能耗-23

3.3 本章小结-24

4 硬件设计-25

4.1 系统的整体设计方案-25

4.2 系统硬件选型-25

4.2.1 单片机的选型-25

4.2.2 温湿度传感器的选型-27

4.2.3 太阳能集热器的选型-27

4.2.4 固态继电器的选型-28

4.3 变频器的选型-29

4.3.1 加热单元选型-30

4.4 电路设计-30

4.4.1 单片机最小系统-31

4.4.2 测温模块及显示模块-31

4.4.3 加热模板-34

4.4.4 显示模块-34

4.4.5 按键模块-35

4.5 PCB设计模块-35

4.6 报警模块-37

4.7 执行驱动模块-37

4.7.1 光电隔离-37

4.8 本章小结-38

5 软件设计-39

5.1 系统工作流程（主流程）-39

5.2 测温传感器数据流程-40

5.3 模糊PID算法和加热流程-41

5.4 太阳能-电能切换流程-43

5.5 本章小结-43

总结-44

参考文献-45

致谢-47