導語：如何才能寫好一篇溫度控制，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵字：混凝土結構 溫差控制 溫度裂縫

中圖分類號：TU37

前言

大體積混凝土采取的溫控措施、測溫監控技術及保溫養護。是保證大體積混凝土質量的關鍵。

一、 概述：

在混凝土施工過程中，為防止由于溫度原因導致混凝土裂縫所采取的措施。混凝土是不良導體，由于水泥水化作用釋放出大量水化熱，大體積混凝土內部溫度不斷上升，在內外溫差過大，由此而引起的熱應力超過混凝土的抗裂能力時，將產生表面裂縫；在混凝土不斷降溫過程中，混凝土的收縮變形受到基礎或老混凝土的約束，也將產生拉應力，導致基礎混凝土產生裂縫；氣溫的急劇下降，表層混凝土收縮，也會產生裂縫，這種現象稱冷擊。水利工程中，多數是大體積混凝土結構，基礎或邊墻常受基巖約束，加以施工強度大，氣溫變化劇烈，處理不當，常會引起過大的熱應力，導致混凝土開裂。因此，在混凝土施工中要嚴格實施混凝土溫度控制。

二、大體積混凝土的溫度裂縫原因分析

混凝土裂縫按深度可分為表面裂縫、深層裂縫和貫穿裂縫。在一定條件下，表面裂縫會發展成深層裂縫，深層裂縫也會發展成貫穿裂縫，因此大體積混凝土的施工，要力求不產生裂縫。為防止產生裂縫，各國訂有混凝土溫差控制標準，對各種條件下的允許溫差作了規定。對基礎溫差，中國和美國墾務局均根據澆筑塊的長度和距基巖的高度規定了不同的允許溫差。對內外溫差，即中心溫度與表面溫度之差，蘇聯規定不大于20～25℃；中國規定當日平均氣溫在2～4天內連續下降6～9℃時，混凝土表面應有防護措施。對上下層溫差，即老混凝土面上下各相當于1/4澆筑塊長邊的范圍內，老混凝土上層平均溫度與新混凝土開始澆筑時下層平均溫度之差，中國規定允許為15～20℃。

混凝土溫度裂縫的成因比較復雜，除了溫差以外，與基巖的彈性模量和平整度，混凝土的施工質量和抗裂能力，自身體積變形以及骨料的品質等因素均有關。因此，上述規定的差別與各自條件不同有關。

三、混凝土溫度控制

混凝土溫度控制措施，大體從三方面著手：①降低熱源，縮小溫差。如選用低熱或中熱水泥，搭蓋骨料涼棚，加高成品料堆，從廊道取料，降低原材料溫度；水冷或風冷骨料；加冰或加冷水拌和；縮短運輸時間并加遮陽措施，倉面噴霧，用以防范外界高氣溫影響等。②進行表面防護，延期脫模，或脫模后覆蓋防護材料，以防因氣溫驟降造成冷擊，并防止濕度驟降。③強迫冷卻，當上述各項措施尚不能滿足溫度控制或壩體接縫灌漿要求時，可在壩塊內部埋設冷卻水管，通水冷卻，削減溫峰，迫使提前達到穩定溫度。

在低溫季節進行混凝土施工時，中國規定在溫和地區混凝土澆筑溫度不宜低于 3℃，在寒冷地區不宜低于5℃。達不到上述要求時，需采取以下措施：①加熱砂石骨料及拌和用水。②在澆筑混凝土前，應將老混凝土面和基礎加熱成正溫，深度不小于10cm。③混凝土在運輸過程中，要注意保溫。④澆筑后除采用保溫模板外，頂面要及時覆蓋。混凝土允許受凍臨界強度，對于大體積內部混凝土應不低于5MPa，對于外部及鋼筋混凝土不低于10MPa。⑤為了盡早達到臨界強度，可摻用氯化鈣等早強劑。當日平均氣溫低于-5℃時，需采用暖棚施工。

四、混凝土配合比設計

4.1原材料選擇

（1）水泥：選用水化熱低的建福牌42.5普通硅酸鹽水泥。

（2）骨料：選用5-31.5mm碎石，針、片含量

（3）粉煤灰：摻加磨細的Ⅰ級粉煤灰取代水泥，降低水化熱，減少干縮。

（4）外加劑：采用AEA膨脹劑與TW高效緩凝減水劑，可以產生膨脹效應，降低收縮應力。

4.2施工配合比

底板混凝土等級C45S10，不僅滿足強度要求、抗滲要求，還需要考慮溫升控制，降低水化熱，防止溫度裂縫的產生。實驗室在原材料實驗合格后進行多組試配，選擇最優配合比。

五、混凝土溫度計算

5.1混凝土絕熱溫升

Th=（Mc+K×F）Q/C×p

式中Mc、F為水泥和摻合料用量，本工程分別為410kg/m3、61kg/m3；K為摻合料折減系數取15%；水泥28d，水化熱Q為375kg/m3；混凝土水化熱C取0.96；混凝土密度ρ取2400kg/m3。

則Th=68.2℃

5.2混凝土收縮變形值

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式中：εy0取3.24×10-4；e為2.718；b取0.01；t為21d；M1、M2、M3、……Mn只考慮水灰比，養護時間和環境濕度影響，取M4=1.147，M6=0.93，M7=0.7

則εy（21）=0.46×10-4

5.3混凝土收縮當量溫差（℃）

Ty=εy（21）/α

式中：εy（21）=0.46×10-4；混凝土線膨脹系數α取1.0×10-5

則Ty=4.6℃

5.4混凝土彈性模量

E（t）=Ec（1-e-0.09t）

式中E（t）取21d，混凝土彈性模量Ec取3.35×104則E（21）=2.84×104N/mm

5.5混凝土的最大綜合溫差

ΔT=T0+2/3Th+Ty-Tq

式中：本工程T0取20℃；各齡期大氣平均溫度Tq取15℃

計算得ΔT=20+2/3×68.2+4.6-15=55.1℃

5.6混凝土降溫收縮應力

σ（21）=-E（21）αΔT/（1-uc）×S（t）R

式中：混凝土泊松比為0.2，徐變松弛系數S（t）取0.3：混凝土外約束系數R取0.32。

則降溫收縮應力：σ（21）=1.878>0.75ft=0.75×1.8=1.35N/mm

結論：混凝土入模21d溫度收縮應力為1.878N/mm>0.75ft=1.35N/mm

說明養護期間混凝土可能出現裂縫，故應采取降低綜合溫差，防止出現裂縫。規范規定，設計無具體要求時，大體積混凝土內外溫差不宜超過25℃。

六、結束語：通過優化混凝土配合比，加強混凝土養生等溫控措施，可以有效降低了大體積混凝土內部溫升和內外溫差，防止結構出現溫度裂縫。

參考文獻：

[1]張秋信，于水.高強大體積混凝土施工控制[J].公路，2004（9）

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關鍵詞：分室溫度控制；節能效果；控制基本類型

Abstract: This paper mainly put forward specific measures on heating room temperature adjustment and control, and expounds the radiant floor heating room temperature control purposes and significance.

Key words: chamber temperature control; energy saving; control of basic types

中圖分類號：TU2文獻標識碼：A

前言

低溫熱水地面輻射供暖，在其發展過程中，各地相應制定了一些地方標準，對地板采暖的發展起到了一定的規范作用，但是從設計、選材、施工細節等方面，也存在很多的問題，其中在設計上最重要的一點，即是地板采暖的分室溫度控制。

溫度高低不僅應由用戶自行掌握，各房間溫度也應靈活控制，目前大多數地暖公司、開發商包括一部分設計單位，都認為設計原則上要求管長一致，可以不考慮分室溫度控制，這種做法不僅沒有體現地板采暖的舒適、節能、方便、可靠的優點，而且造成在使用中出現了如下一些問題：

1），不按分室設計環路，沒有溫控裝置，無法調節室溫，使用不便；

2），無法調節造成能源浪費；

3），沒有流量平衡及溫度調節裝置，不利于熱計量收費；

4），房間溫度冷熱不均、過熱造成人體不舒適。

1.分室溫度控制的目的

1.1顯著提高節能效果

地板采暖的分室溫度控制的節能主要體現在以下兩個方面：

①地板采暖的分室溫度控制要求環路設計按房間單獨布置，分集水器上每個支路設流量調節閥，這樣使每個房間的都能達到設計所需流量，從而避免了管長一致導致的流量一致，以及超出設計流量造成的過熱浪費現象。此部分節能率大約在12%左右。

②采用自動分室溫度控制以后，由于房間的自由得熱或熱負荷的降低等引起的供給熱量大于所需熱量情況下，溫控系統自動關斷環路，減少了熱量的浪費。此部分的節能效果依據不同的熱源控制方式大約在13%~25%之間。

1.2提高舒適度

熱環境舒適度：室內舒適的熱環境參數主要是空氣溫度、空氣濕度、空氣流速、壁面平均輻射溫度四個參數。對于采暖系統來說主要是空氣溫度與壁面平均輻射溫度。相對于散熱器、空調等采暖形式，地板采暖加熱了地面、墻面及室內的家具等設備，提高了壁面平均輻射溫度，從而提高了舒適度。而室內空氣溫度舒適的概念應包含以下兩方面的內容：①各個功能房間任何時候均應提供合適的散熱量，避免房間出現過熱或過冷的波動②不同的房間及不同的時間段可以按照要求達到不同的溫度。

采用房間溫度自動控制以后，通過室內溫控器可以實現對不同房間在不同時間段內的溫度自由調節。

有實驗結果標明，表征舒適度的室溫與設計溫度的偏差值在1℃以內的時間，無論熱源端為電子氣候補償器自動控制水溫或是為自力式供水溫度控制器由用戶手動設定供水溫度，當不采用分室溫度控制方式時，平均不超過30%，而采用分室溫度自動控制以后平均可以達到90%以上。由此可見，采用分室溫度控制，大大提高了舒適度，同時也是實現了用戶對室溫的自由控制與調節。

1.3使用靈活方便

采用分室溫控系統對室溫的控制，均由溫控器自動完成，溫度的設定、調節非常方便。如果采用功能較多的如可編程溫控器、帶自學習功能溫控器、帶遠程操作觸點的溫控器或采用內外部通信的控制系統，可以實現諸如24小時編程控制，電話或互聯網遠程控制或只使用一個主溫控器控制其它溫控器等更加便利的控制功能。

1.4計量收費的需要：

隨著供熱體制的改革進一步深化，熱計量收費已經成為采暖系統中重要的問題，供熱商品化成為目前供熱的趨勢。地板輻射采暖有別于傳統的散熱器系統，住戶不能自主調節室內溫度，所以應該優先考慮使用氣候補償器自動控制供水溫度的溫控裝置，為日后的熱計量收費打下堅實的基礎。

2.實現分室溫度自動控制的措施

2.1分集水器的要求

分集水器：實現分室布置環路的關鍵即是分水器每支路必須有流量調節閥，并能迅速、準確的調節，實現自動控溫必須有可接駁熱電閥的自動關斷閥體。

溫控器：供熱型溫控器，應能根據地板采暖系統特點（延遲性、熱惰性）進行相應設計。

2.2系統調試

除去一般的水溫緩慢升溫等調試外，最關鍵是分水器的動態平衡閥及分水器各支路流量調節閥必須嚴格按設計數值整定，才能保證系統的平衡。

2.3系統設計

地板輻射采暖的設計應以設計熱負荷為基礎，以分室控制為目的，而不能以管長一致為原則來設計。設計最終的目的是保證每個房間的溫度及調節，而不是每個環路，這是一個根本的問題。設計上應注重以下幾個要點： 1），環路嚴格按照分房間布置，而不應按管長一致布置。

2），對應每個房間的環路，應有詳細的熱量、水量、阻力的計算，而且對應環路布置的不同，應做適當的修正。

3）對不同的分水器，計算其阻力損失最大的環路的壓力損失，以此來作為本組合分水器動態壓差式平衡閥的設定值，并根據分水器樣本，計算出每個環路流量調節閥的整定值。

4），由于環路的自動啟閉，系統流量變化，系統應按變流量系統設計。

5），分水器前應設置動態差壓式平衡閥，以保證在系統參數變化或各支路啟閉的情況下，其他支路均工作在設計壓差下。

3.分室溫度控制的實現類型

根據不同的檔次、場合及使用要求，可以靈活采用不同的控制方案。1），簡單控制：（整套房間水流啟閉控制）通過典型房間室內溫度的反饋來控制安裝于分集水器前部閥門的開閉，來控制整套房屋溫度。2），基本控制：（各房間獨立單回路控制）通過每個功能性房間的溫度控制器，分別控制安裝于分集水器上的執行器，將各房間供暖環路水流開啟或關閉，來分別控制室內溫度。3），集中控制：（小型通訊集中控制）在基本控制的基礎上，通過安裝于主控區域的主溫度控制器的通訊信號的轉換，不僅各房間溫度控制器能夠自行調節房間的溫度，而且還可通過主溫度控制器遠程操作各房間溫度控制器，改變其設定點并可對其按照時間和模式進行編程。

4.結論

終上所述，在低溫地板輻射采暖中，采用分室溫度自動控制可以減少能源的消耗，大幅度提高室內的舒適度，真正實現了地板采暖的分室自動控制，使采暖系統的使用變得更完善，更合理。也使我們的生活方式、消費模式向低碳生活目標轉變。

參考文獻：建筑學生聯盟&Z8\ T e f3g Z

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【關鍵詞】藤子溝；拱壩；溫度控制

1. 工程概況

（1）藤子溝水電站工程位于重慶市石柱縣境內龍河上游河段，是龍河梯級開發的龍頭水庫，該工程以發電為主，兼顧水產養殖等綜合利用。工程由擋水建筑物、泄洪消能建筑物、引水系統和廠區系統組成。電站最大壩高124m，總裝機容量70MW，正常庫容1.86億m3。本工程大壩和泄洪建筑物為2級，引水發電系統建筑物為3級。

（2）藤子溝電站大壩為混凝土雙曲拱壩（見圖1），壩頂高程777m，最低建基面高程653m。大壩體形采用橢圓形雙曲線，頂拱中心角90.347°，拱冠梁底寬20.01m，厚高比0.171，壩頂最小寬度5.0m，最大壩高124m，壩頂長339.475m。大壩共分為17個壩段，其中2#～7#、12#～18#壩段分別為右、左岸擋水壩段（1#壩段被優化去），8#～11#壩段為表孔溢流壩段。大壩混凝土總量39萬m3，混凝土強度等級主要為C20、C25，級配主要為四級配、三級配。

（3）大壩混凝土主要采用2臺20T輻射式纜機入倉，于2003年3月開始澆筑，2005年6月澆筑完成，歷時28個月，平均月澆筑強度1.4萬m3，壩體上升速度4.4m；月最大澆筑強度2.5萬m3，壩體最大上升速度8m。拱壩總體澆筑情況詳見圖2。

（4）根據國內外很多混凝土壩的施工情況看，都會出現不同程度的溫度裂縫。溫度裂縫特別是深層裂縫將嚴重影響到壩體的整體性和穩定性，直接威脅到壩體的運行安全，故必須采取嚴格的溫措施防止表面裂縫、杜絕深層裂縫。在藤子溝拱壩中，根據當地氣候特點和混凝土各方面性能特點，專門采取了相應的溫控措施，取得了較好的效果。

2. 溫控標準

2.1基礎溫差（見表1）。

2.2混凝土內部最高溫度（見表2）。

2.3上、下澆筑層溫差。

允許上、下澆筑層溫差17～20℃，對上層混凝土短間歇均勻上升的澆筑高度大于0.5L（L為混凝土澆筑塊長邊尺寸）時，按高限控制；澆筑塊側面長期暴露、上層混凝土高度小于0.5L或非均勻上升時，溫差按低限控制。

3. 基本資料

3.1氣象、水溫資料。

壩址區域屬亞熱帶濕潤氣候，具有春雨、伏旱、秋雨綿綿和冬干的特點。多年平均降雨量1258mm；多年平均日照數為1230小時；多年平均相對濕度79%；多年平均蒸發量1175mm；多年平均風速0.8m/s，最大風速12m/s，風向WNW；多年平均氣溫16.4℃，最高氣溫40.2℃，最低氣溫-4.7℃；多年平均水溫15.9℃。多年平均水溫、氣溫情況詳見表3。

3.2混凝土原材料。

（1）水泥：本工程選用的是重慶地維水泥有限公司生產的“地維”525#中熱硅酸鹽水泥，據水泥化學成分分析，MgO含量約為4%，使水泥有一定微膨脹性，利用其所具有的延遲微膨脹性作用補償混凝土由于降溫而引起的收縮變形，對防止混凝土溫度裂縫有較好的效果。“地維”525#中熱硅酸鹽水泥的物理性能詳見表4。

（2）粉煤灰：采用重慶珞璜電廠生產的粉煤灰，檢驗表明，除細度為16%超過I級灰外，其它各項指標均滿足I級灰的國家標準要求，表明珞璜II級粉煤灰品質優良。其物理性能詳見表5。

（3）骨料：采用約距壩址3Km處玉家山料場的長石石英砂巖骨料。骨料線膨脹系數偏大，對施工期溫控不利；且在混凝土相同強度情況下，砂巖骨料水泥用量比灰巖骨料多用12～15Kg左右，亦加大了溫控難度。

3.3混凝土力學性能。

混凝土的抗壓強度和極限壓縮變形值一般較高，但其抗拉強度和極限拉伸值相對較低，混凝土產生裂縫，絕大多數是因為溫度應力超過混凝土自身抗拉應力，或應變超過混凝土極限拉伸值引起的。本工程采用地維525#中熱硅酸鹽水泥、珞璜II級粉煤灰及長石石英砂巖骨料等為原材料，通過混凝土力學試驗，選出了最優配合比，其力學性能詳見表6。

3.4混凝土熱學性能（詳見表7）。

4. 混凝土出機口溫度、澆筑溫度確定

根據混凝土溫控標準、氣溫及混凝土熱學性能，計算出在各個時段下混凝土的出機口溫度及澆筑溫度，以便在施工過程中制定出相應的混凝土預冷方案。

5. 混凝土分層

（1）混凝土分層厚度的大小對表面散熱、降低水化熱溫升和縮小上下層混凝土溫差有顯著的因果關系，分層原則是盡量避免基礎或老混凝土對新澆混凝土產生過大的約束，以防止溫度應力過大而產生裂縫。大壩混凝土主要按1.5m和3.0m兩個厚度分層，在基礎約束區0.4L（L為混凝土塊長邊尺寸）范圍內按1.5m分層，短間歇薄層均勻上升，非基礎約束區按3.0m分層。非基礎約束區內混凝土齡期超過28天的視為老混凝土，之上先澆筑兩個1.5m厚薄層，再按3.0層厚澆筑。

（2）2004年度，由于兩岸坡壩段混凝土滯后較多，形成了中間壩段高、兩邊壩段低的局面，其中有個很重要的原因就是：岸坡壩段基礎約束區范圍大，采用薄層澆筑的倉號相應多，故爾上升速度慢。為了加快兩岸坡壩段上升速度，并經專家咨詢，最終決定：岸坡壩段在高溫季節（6月～8月）均按1.5m層厚澆筑；在非高溫季節先澆筑兩個1.5m薄層，之后按3.0m澆筑，并加密布設冷卻水管，加強通水冷卻。

6. 溫度控制措施

6.1通過優化混凝土配合比設計，降低水泥材料用量。藤子溝大壩C20、C25四級配混凝土水泥用量分別為，這是本地區特定條件下最優配合比，對混凝土溫度控制是有利的。

6.2合理選擇施工時段。

（1）壩體混凝土由于澆筑時間、約束情況及邊界條件的差異，所產生的溫度應力差別很大。本工程混凝土全年澆筑，每年10月至次年4月因氣溫較好，因此應盡量多澆、快澆混凝土，提高混凝土施工強度；5月至9月氣溫較高，應盡量利用早晚、夜間及陰天多澆、快澆混凝土，白天在有充分的溫控前提下澆筑混凝土。在高溫季節，兩岸坡壩段日照時間相對較短，可多澆混凝土。

（2）從本工程實際施工情況統計，10月至次年4月共澆筑混凝土26.3萬m3，占總工程量的67%，月平均澆筑強度1.64萬m3；5月至9月共澆筑混凝土12.8萬m3，占總工程量的33%，月平均澆筑強度1.07萬m3。壩體混凝土澆筑情況詳見圖2。由于大部分混凝土在低溫季節澆筑，而高溫季節也是保證溫控前提下澆筑混凝土，故爾對防止溫度應力過大產生的裂縫極為有利。

6.3合理控制澆筑層厚和間歇時間。

澆筑層厚度大小直接影響混凝土散熱速率、內外溫度差，進而影響溫度應力大小，施工時基礎約束區按1.5m澆筑，非基礎約束區按3.0m澆筑。混凝土層間間歇是溫控的關鍵，一般情況下層間間歇期為7天，大于28天的按老混凝土處理（6月～8月高溫時段間歇期大于21天者視為老混凝土），即短間歇澆筑兩個薄層混凝土。對于間歇期特別長的混凝土，應針對情況進行特殊處理。如11#壩段727m倉號，由于出現低強混凝土事故，間歇了96天，除了采用薄層澆筑外，還在老混凝土面鋪設了20@200×200鋼筋網。

6.4高溫季節施工。

6.4.1預冷混凝土。

根據《混凝土澆筑溫度、出機口溫度計算成果表》（表8）情況，分析如下：（1）基礎約束區全部為C25混凝土，澆筑溫度標準高，11月至次年3月自然拌和能滿足溫控要求，4月至10月需拌制低溫混凝土，7、8月份溫控標準太高，預冷混凝土亦很難達到要求，故7、8月份盡量不澆筑基礎約束區混凝土，即便澆筑，亦在早晚夜間進行。（2）非基礎約束區C20混凝土：10月至次年4月自然拌和能滿足要求，5月至9月需拌制低溫混凝土。（3）非基礎約束區C25混凝土：11月至次年3月自然拌和能滿足要求，4月至10月需拌制低溫混凝土。

6.4.1.1混凝土預冷主要用如下手段：高堆料堆，地垅取料；一次風冷；二次風冷；加冰拌和。在不同的氣溫條件下，對上述手段調配組合，而制定出不同的預冷方案。

①隨時保證骨料滿倉，堆高可達16m，地垅取料，可降低骨料的初始溫度。經檢測，骨料溫度比平均氣溫約低2～3℃。

②一次風冷：一次風冷在骨料調節料倉內進行，對粗骨料風冷，砂不作冷卻。一次風冷制冷量為110萬kcal/h，初溫30℃的骨料經過約4小時冷卻可降至11～12℃。

③二次風冷：二次風冷制冷量為110萬kcal/h，在拌和樓配料倉內進行，也只是對粗骨料風冷，由于二次風冷時間短，效果不很好，在實際操作中，主要以加強一冷來彌補。

④冷水、加冰拌和：加冰拌和在本工程中應用很多，據理論計算和現場實測，每立方米混凝土加冰10Kg，可降低混凝土出機口溫度1.0～1.3℃。施工時片冰摻量一般為30Kg，冰溫多為-2～0℃，可降低混凝土溫度3～4℃。

6.4.1.2根據上述制冷手段，進行調配，制定出如下三種混凝土預冷方案：

（1）方案A：①+④，地垅取料 + 冷水、加冰拌和。

（2）方案B：①+②+④，地垅取料 + 一次風冷 + 冷水、加冰拌和。

（3）方案C：①+②+③+④，地垅取料 + 一次風冷 + 二次風冷 + 冷水、加冰拌和。

6.4.1.3通過上述冷卻手段的綜合利用，可將混凝土出機口溫度控制在13～16℃，絕大部分均在控制范圍內。在7、8月份，由于正午氣溫過高（時有36～38℃者），有部分混凝土出機口溫度、澆筑溫度超標，對此主要是通過加強混凝土內部通水冷卻和表面流水養護予以彌補。

6.4.2其它手段。

（1）在高溫季節，經預冷，混凝土出機口溫度多控制在18℃以內，但7～8月在太陽直射情況下氣溫有的超過40℃，混凝土與氣溫差異很大，易造成混凝土溫度“倒灌”，因此必須采取一系列的方法來降低混凝土澆筑溫度，從而達到混凝土溫控目的。

（2）混凝土出機后，加快混凝土運輸速度，減少混凝土倒運次數，縮短澆筑時間；在運輸過程中，對運輸機具進行保溫，防止溫度“倒灌”；采用薄層鋪料澆筑，以快速覆蓋新鋪筑的混凝土，并在新澆混凝土面加蓋隔熱板，防止太陽直曬；在倉面上空噴灑水霧。混凝土封倉終凝后即開始灑水養護，保持施工縫面、澆筑塊側面充分濕潤。

6.5低溫季節保溫。

（1）壩址區氣候較暖和，僅12月～次年2月氣溫稍低，分別為8.0℃、5.8℃、7.2℃，這段時間需加強表面保護，控制好內外溫差，否則，當混凝土內外溫差較大時，就可能因溫度應力過大而產生裂縫。控制內外溫差方法之一就是加強混凝土表面保溫，防止寒潮襲擊、防止外部混凝土因降溫速率過快而產生裂縫。

（2）根據本工程的具體特點，我們對11月～次年2月澆筑的混凝土表面采用了保溫板和保溫膜進行保溫。壩體上游面采用內貼雙層氣墊保溫膜保溫，在混凝土澆筑前，將薄膜附貼于模板上即可。壩體下游面考慮到永久表面的美觀要求，采用了懸掛聚乙烯發泡保溫板保溫。保溫板厚20mm，導熱系數0.0494W/（cm·K）。

6.6通水冷卻。

控制混凝土內外溫差除了加強混凝土表面保溫外，還有一個非常重要的方法就是混凝土內部通水冷卻。只有同時做好了這兩方面工作，溫控目標才更能得以實現。

6.6.1壩體冷卻水管布置。

（1）本工程冷卻水管選用的是聚乙烯塑料管（PE管），管徑32mm，壁厚2mm，其主要性如下：拉伸屈服應力≥20MPa；縱向回縮率≤3%；斷裂伸長率為205%；導熱系數為0.44W/（cm·K）。PE管在壩體內蛇形布置。

（2）基礎約束區內冷卻水管按1.5m×1.5m布置，非基礎約束區按3.0m×1.5m布置。岸坡壩段及每層接縫拱圈后澆塊也按1.5m×1.5m布置，特殊部位根據具體情況作相應調整。一根PE管的布置長度不超過250m。

6.6.2通水冷卻。

通水冷卻分為初期通水、中期通水和后期通水。

（1）初期通水：初期通水主要目的是“削峰”，及時帶出水泥水化熱，控制混凝土內部最高溫度。初期通水均采用河水，在混凝土澆筑時即進行，通水流量為20L/min，通水時間為15天，視具體溫度情況增減，每天換向通水冷卻。初期通水效果非常明顯，據統計，一般可“削峰”3～5℃。

（2）中期通水：中期通水將混凝土冷卻至20～22℃，削減混凝土內外溫差，預防產生混凝土表面裂縫，以確保混凝土安全過冬。中期通水也采用河水，流量約為25L/min，每天換向冷卻，直至將混凝土冷卻至20～22℃為止。對于低溫季節澆筑的混凝土，初、中期冷卻一次進行。

（3）后期通水：后期通水是將混凝土溫度降至封拱溫度，以便進行大壩接縫灌漿。后期通水一般采用制冷水或混合水，水溫4～8℃，冷卻時間1～1.5月。

6.7特殊部位溫控。

6.7.12#～5#壩段溫控。

（1）2#～5#壩段混凝土原設計采用強度為C25的四級配混凝土，坍落度3～5cm，為了滿足膠帶機澆筑時的輸送要求，混凝土調整為三級配，坍落度5～7cm。由于混凝土級配和坍落度的調整，使得每方混凝土水泥用量約增加了27Kg，混凝土內部溫度增高了2℃多，給混凝土溫度控制帶來了較大難度。在膠帶機輸送混凝土料的過程中，由于混凝土薄層攤鋪，且運距較長，在高溫季節特別是6～8月易形成溫度“倒灌”，混凝土溫升快。

（2）為了保證大壩混凝土質量，防止因內外溫差過大而產生溫度裂縫，必需控制好混凝土內部最高溫度。2#～5#由于采用了膠帶機澆筑混凝土，給混凝土溫控帶來了一定的難度，為此，針對這一特殊情況，專門制定了如下一系列溫控措施：A.拌制低溫混凝土。B.加快混凝土運輸速度，防止溫度“倒灌”。C.膠帶機加蓋遮陽板，防止太陽直射。D.澆筑過程中，在倉面上空噴灑水霧。E.加密布置壩內冷卻水管，其層、間距為1.5m×1.2m；并加強初期通水冷卻，冷卻時間不少于20天。

6.7.2導流底孔等孔口保護。

每年入秋后，將導流底孔、廊道及其它所有孔洞進出口用聚乙烯保溫板進行封堵，以防止冷風貫通產生混凝土表面裂縫。澆筑塊的棱角和突出部分也進行了保護。

7. 實施效果

壩體混凝土自2003年3月開始澆筑至2005年6月基本結束，歷時28個月，歷經了2個夏季和2個冬季，在施工過程中嚴格采取了上述綜合防裂措施，取得了很好的效果。大壩于2005年3月下閘蓄水至今已3年，經壩體混凝土全面檢查，尚未發現混凝土溫度裂縫，這在國內混凝土高薄拱壩中是極少見的。加之本工程所采用的骨料為砂巖，其水泥用量大、導熱性能差，且線膨脹系數大，這種骨料混凝土在水電工程中應用較少，經驗較缺乏，溫控防裂難度大。本工程所采取的溫控防裂措施簡單經濟，而且在這種不利情況下取得了很好的溫控效果，可供其它工程參考。

8. 結語

溫度控制和防裂是混凝土拱壩施工的重點，也是技術難點，它直接關系到大壩的成敗。從藤子溝拱壩溫控防裂手段和效果來看，是非常成功的，歸納起來，混凝土溫控主要應做好如下幾方面的工作。

8.1選用合理的混凝土原材料，改善混凝土的力學、熱學性能。

8.2合理安排混凝土施工時段，盡量在低溫季節多澆快澆混凝土。

8.3合理分層，嚴格控制層間間歇時間，壩段間做好統一協調。

8.4控制混凝土澆筑溫度。

8.5加強混凝土內部通水冷卻和表面保溫。

8.6確保混凝土施工質量，提高混凝土抗裂能力。

篇4

1、草莓在種植過程中，隨著時間的推移，溫度會逐漸降低。當大棚溫度低于3度時，草莓就開始停止花芽分化。

2、當大棚溫度低于0度時，草莓就會停止生長，出現休眠。當大棚溫度繼續降低，草莓苗就會出現凍害。大棚草莓冬天最冷的時候，在凌晨三到四點鐘。有經驗的農戶可以觀察一下，這時候的溫度。當溫度低于零下以后，要及時燃燒增溫塊，這樣可以提高大棚內1~2度的溫度，防止出現凍害。

（來源：文章屋網 ）

篇5

【關鍵詞】DS18B20；單片機；溫度控制；LED顯示

在今天手機得到廣泛應用，一般手機信號發射機要求工作溫度在之間，這也就要求手機信號發射機室內溫度得在5-45度之間，我們可以設計一個溫度控制電路來控制空調的溫度，從而使手機信號發射機正常工作。

一、總體方案

考慮到該溫度控制系統功能比較少，由單片機控制即可實現。而89C52單片機體積小、重量輕、抗干擾能力強、對環境要求不高、價格低廉、可靠性高、靈活性好，故本系統選擇采用89C52單片機。采用單線數字溫度傳感器DS18B20進行數據采集。DSB18B20S數字溫度計提供9到12位溫度讀數，指示器件的溫度信息經過單線接口送入DS18B20送出，因此從中央處理器到DS18B20僅需連接一條線和地，讀寫和完成溫度變換所需的電源可以由數據線本身提供，甚至不需要外部電源。

二、系統工作原理

該空調控制系統用到89C52單片機作為系統的CPU進行控制控制，由數字傳感器DS18B20進行數據采集，89C52對采集到的數據進行處理，得到各種信號。而這些信號將分別作為LED數碼管顯示的信號輸入和啟動空調制冷、制熱的輸入。同時將利用單片機的其它使能端口實現系統的復位，手動調節和自動調節。

三、系統硬件設計

系統的硬件部分主要可分為溫度采集電路，信號處理與控制控制，溫度顯示電路，溫度調節電路，控制指示電路五大部分。

四、系統軟件設計

DS18B20通信，其命令序列有3步：初始化、ROM命令（跟隨需要交換的數據）和功能命令（跟隨需要交換的數據）。

每次訪問DS18B20，必須嚴格遵守這個命令時序，如果出現序列混亂，則單總線則單總線器件不會響應主機。這個準則對于搜索ROM命令和報警搜索命令例外，在執行兩者中任何一條命令之后，主機不能執行其后的功能命令，而必須返回至第一步。

（一）初始化

單總線上的所有傳輸過程都是以初始化開始的，初始化過程由主機發出的復位脈沖和從機響應的應答脈沖組成，應答脈沖使主機知道總線上有從機設備且準備就緒。

（二）ROM命令

在主機檢測到應答脈沖后，就可以發出ROM命令。ROM命令與各個從機設備的唯一64位ROM代碼相關，允許主機在單總線上連接多個從機設備時，指定操作某個從機設備。ROM命令還允許能夠檢測到總線上有多少個從機設備及其設備類型，或者有沒有設備處于報警狀態。

（1）搜索ROM

當系統初始上電時，主機必須找出總線上所有從機設備的ROM代碼，這樣主機才能夠判斷出從機的數目和類型。主機通過重復執行搜索ROM循環（搜索ROM命令跟隨著位數據交換），以找出總線上所有的從機設備。如果總線只有一個從機設備，則可以采用讀ROM命令來替代搜索ROM命令。在每次執行完搜索ROM循環后，主機必須返回至命令序列的第一步：初始化。

（2）讀ROM

該命令僅適用于總線上只有一個從機設備，它允許主機直接讀出從機的64位ROM代碼，而無須執行搜索ROM過程。如果該命令用于多節點，系統則必然發生數據沖突，因為每個從機設備都會響應該命令。

（3）匹配ROM

匹配ROM命令跟隨64位ROM代碼，從而允許主機訪問多節點系統中某個指定的從機設備。僅當從機完全匹配64位ROM代碼時，才會響應主機隨后發出的功能命令，其他設備將處于等待復位脈沖狀態。

（4） 跳躍ROM

主機能夠采用該命令同時訪問總線上的所有從機設備，而無須發出任何ROM代碼信息。

（5） 報警搜索

除那些設置了報警標志的從機響應外，該命令的工作方式完全等同于搜索ROM命令，該命令允許主機設備判斷哪些從機設備發生了報警（如最近的測量溫度過高或過低等）。同搜索ROM命令一樣，在完成報警搜索循環后，主機必須返回至命令序列的第一步。

（三）功能命令

在主機發出ROM命令，以訪問某個指定的DS18B20，接著就可以發出DS18B20的某個功能命令。這些命令允許主機寫入或讀出DS18B20的存儲器，啟動溫度轉換以及判斷從機的供電方式。

（1） 讀RAM存儲器

此命令讀RAM存儲器的內容，開始讀字節0，并繼續讀到第九個字節（CRC）。如果不是所有位置均可讀，那么主機可以再任何時候發出一復位命令以中止讀操作。

（2）復制RAM存儲器

此命令讀RAM存儲器的內容，開始讀字節0，并繼續讀到第九個字節（CRC）。如果不是所有位置均可讀，那么主機可以再任何時候發出一復位命令以中止讀操作。

（3）重新調出EERAM

此命令把存儲在EERAM中TH、TL、CONF的值重新調至RAM存儲器。這種重新調出的操作在對DS18B20上電時也自動發生，因此只要器件一接電，暫存存儲器內就有有效的數據可供使用。

（4） 讀電源

在此命令送至DS18B20之后最先發出的讀數據時間片，器件都會給其電源方式的信號：0=強上拉電阻供電；1=電源供電。

（5）寫RAM存儲器

寫數據到RAM存儲器，地址為第2、第3、第4字節（TH、TL、CONF）。

（6）溫度變換

此命令開始溫度變換，不需要另外的數據。溫度變換將被執行，接著DS18B20便保持在空閑狀態。

五、調試結果

從實物圖可以看出，溫度控制器能正常顯示溫度值，當超出18-26℃這個溫度范圍時輸出啟動制冷或電暖設備信號。

六、結論

基于DS18B2O的數字溫度計在實際應用中取得了良好的效果，提高了溫度采集系統的可靠性，且硬件電路簡單、工作穩定、可靠，體積小巧、線路簡單、成本低、應用靈活、測溫精度和的實現轉換速度足以保證大多數測溫系統工作的要求。

參考文獻：

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[3]丁鎮生.傳感器及傳感器技術 [M].北京：電子工業出版社，1998.

[4]彭國賢.數碼顯示 [M].北京：電子工業出版社，1993.

篇6

關鍵詞：單片機、溫度傳感器、模/數轉換器

一、單片機溫度控制系統的組成及工作原理

在工業生產和日常生活中，對溫度控制系統的要求，主要是保證溫度在一定溫度范圍內變化，穩定性好，不振蕩，對系統的快速性要求不高。以下簡單分析了單片機溫度控制系統設計過程及實現方法。現場溫度經溫度傳感器采樣后變換為模擬電壓信號，經低通濾波濾掉干擾信號后送放大器，信號放大后送模/數轉換器轉換為數字信號送單片機，單片機根據輸入的溫度控制范圍通過繼電器控制加熱設備完成溫度的控制。本系統的測溫范圍為0℃～99℃，啟動單片機溫度控制系統后首先按下第一個按鍵開始最低溫度的設置，這時數碼管顯示溫度數值，每隔一秒溫度數值增加一度，當滿足用戶溫度設置最低值時再按一下第一個按鍵完成最低溫度的設置，依次類推通過第二個按鍵完成最高溫度的設置。然后溫度檢測系統根據用戶設定的溫度范圍完成一定范圍的溫度控制。

二、溫度檢測的設計

系統測溫采用AD590溫度傳感器，AD590是美國模擬器件公司生產的單片集成兩端感溫電流源。它的主要特性如下：

1、流過器件的電流（mA）等于器件所處環境的熱力學溫度（開爾文）度數；即：，式中：Ir—流過器件（AD590）的電流，單位為mA；T—熱力學溫度，單位為K。

2、AD590的測溫范圍為-55℃～+150℃；

3、AD590的電源電壓范圍為4V～30V；

4、輸出電阻為710MW；

5、精度高。

AD590溫度傳感器輸出信號經放大電路放大10倍，再送入模/數轉換器ADC0804，轉換后送單片機。根據AD590溫度傳感器特性以及放大10倍后的電壓值與現場溫度的比較發現，實際溫度轉換后送入單片機的值與按鍵輸入數值之間有一定的差值，模/數轉換器送入單片機的數值是按鍵輸入值得2.5倍。由于單片機不能進行小數乘法運算，所以先對按鍵輸入進行乘5，然后根據運算結果及程序狀態字的狀態再進行循環右移一位，如果溢出標志位為低電平時直接對累加器進行一次帶進位循環右移，如果溢出標志位為高電平時，先對進位標準位CY位置為高電平，然后再進行一次帶進位循環右移，通過上述操作使按鍵輸入的溫度值與模/數轉換器送入單片機的溫度值相統一。

三、具體電路連接如圖所示

四、軟件編程

單片機溫度控制系統由硬件和軟件組成，上述硬件原理圖搭建完成上電之后，我們還不能實現對溫度的控制，需要給單片機編寫程序，下面給出了溫度控制系統的編程方法。

ORG00H

START：ANLP1，#00H；顯示00

JBP3.4，$；T0=0？有鍵按下？

CALLDELAY1；消除抖動

JNBP3.4，$；T0=1？放下？

MOVR0，#00；計溫指針初值

L1：MOVA，R0；計溫指針載入ACC

MOVP1，A；輸出至P1顯示

MOVR5，#10；延時1秒

A1：MOVR6，#200

D1：MOVR7，#248；0.5毫秒

JNBP3.4，L2；第2次按下T0？

DJNZR7，$

DJNZR6，D1

DJNZR5，A1

INCA

DAA

MOVR0,A

JMPL1

L2：CALLDELAY1；第2次按消除抖動

JBP3.4，L3；放開了沒？是則

；跳至L3停止

JMPL2

L3:MOVA，R0

CALLCHANGE

MOV31H,A；下限溫度存入31H

JBP3.5，$；T1=0？有鍵按下？

CALLDELAY1；消除抖動

JNBP3.5，$；T1=1？放開？

MOVR0，#00；計溫指針初值

L4：MOVA，RO；計溫指針載入ACC

MOVP1，A；顯示00

MOVR5，#10；延時1秒

A2：MOVR6，#200

D2：MOVR7，#248；0.5毫秒

JNBP3.5，L5；第二次按下T1？DJNZR7，$

DJNZR6，D2

DJNZR5,A2

ADDA,#01H

DAA

MOVR0,A

JMPL4

L5:CALLDELAY1；第2次按消除抖動

JBP3.5，L6；放開了？是則跳至L6

JMPL5

L6：MOVA，RO；

CALLCHANGE

MOV30H，A；上限溫度存入30H

DELAY1：MOVR6，#60；30毫秒

D3：MOVR7，#248

DJNZR7，$

DJNZR6，D3

RET

CHANGE：MOVB，#5

MULAB

JNOD4

SETBC

D4：RRCA

RET

MOV32H，#0FFH；32H舊溫度寄存

；器初值

AAA：MOVX@R0，A；使BUS為高阻抗

；并令ADC0804開始轉換

WAIT：JBP2.0，ADC；檢測轉換完成否

JMPWAIT

ADC：MOVXA，@RO；將轉換好的值送入

；累加器

MOV33H，A；將現在溫度值存入33H

CLRC；C=0

SUBBA，32H

JCTDOWN；C=0取入值較大，表示

；溫度上升，C=1表示下降

TUP：MOVA，33H；將現在溫度值存入A

CLRC

SUBBA，30H；與上限溫度作比較

JCLOOP；C=1時表示比上限小須

；加熱，C=0表示比上限大，停止加熱

SETBP2.1

JMPLOOP

TDOWN：MOVA，33H；將現在溫度值存入A

CLRC

SUBBA，31H；與下限溫度作比較

JNCLOOP；C=1時表示比下限小，須

；加熱，C=0表示比下限大

CLRP2.1；令P2.1動作

LOOP：MOV32H，33H

CLRA

MOVR4，#0FFH；延時

DJNZR4，$

JMPAAA

END

五、結語：

本文給出了用單片機在0℃～99℃之間，通過用戶設置溫度上限、下限值來實現一定范圍內溫度的控制；給出了溫度控制系統的硬件連接電路以及軟件程序，此系統溫度控制只是單片機廣泛應用于各行各業中的一例，相信通過大家的聰明才智和努力，一定會使單片機的應用更加廣泛化。

參考文獻：

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【關鍵詞】PCR；溫度控制系統；pt100

1.引言

聚合酶鏈式反應（Polymerase Chain Reaction，簡稱PCR），又稱無細胞分子克隆或特異性DNA序列體外引物定向酶促擴增技術。PCR技術應用非常廣泛，廣泛應用在生命科學研究、生化分析、臨床診斷、藥物分析、法醫鑒定和疫情快速檢驗等各個領域。

溫度控制系統的主要任務就是讓樣品內基因在腔體內進行高溫變性（T1）、低溫退火（T2）和適溫延伸（T3）三個溫度階段的反復循環，使樣品內基因完成增殖。溫控系統升降溫工作循環曲線如圖1所示。

目前，PCR檢測儀的變溫方式主要有兩種，分別是變溫鋁塊及變溫氣流。其優缺點為變溫鋁塊方式應用比較廣泛，升降溫速率比變溫水浴要快，但因PCR管與鋁塊不可能完全貼使之溫度均勻性較差。半導體制冷片變溫結構簡單，只需向半導體制冷片通電即可加熱，改變電壓極性即可制冷，所以變溫速度較快，但是半導體制冷片容易損壞。變溫氣流方式，即采用電熱絲進行加熱，吹入冷空氣進行制冷。通過調節功率輸出的占空比，就可以調節溫度的大小，從而可以實現對溫度的升溫、降溫和恒溫的自動控制。另一方面，由于傳遞熱量的介質為空氣，空氣可以和樣品之間實現無縫接觸，從而樣品溶液的吸熱和散熱的速度就會很快。

本研究設計并實現了一套適用于實時PCR儀的溫度控制系統。系統采用變溫氣流的方式進行加熱，使用常規PID算法進行溫度控制。升降溫速度極快，實時性強、升降溫周期短，為研制商品化的實時定量PCR儀奠定了基礎。

2.系統結構

溫度控制系統的機械結構主體是一個風腔，采用電熱絲加熱，冷空氣制冷。風腔設有進風口和出風口，風門由步進電機控制，可以任意控制風門的旋轉角度，從而達到通過風門改變腔體內的空氣流動特性，主要作用是讓冷空氣進入腔體，熱空氣從腔體流出，帶走熱量，達到制冷的作用。腔體內部安裝有橫流風機，用于加快腔體內部的空氣流動，在加熱時保持腔體內部空氣溫度的均勻，在制冷時加快空氣流動達到腔體快速降溫。腔體上設有裝樣品的蓋口，用于放置樣品。腔體內部結構示意圖如圖2所示。

溫控控制系統的硬件執行部件主要包括一個橫流風機、兩個步進電機、兩個霍爾信號傳感器、溫度采集模塊以及加熱與制冷模塊。圖3是整個溫度控制系統的具體組成框圖。

溫度控制包括制冷模塊和加熱模塊，制冷模塊主要包括兩個風門、一個風機。兩個風門分為進風門和出風門，由步進電機控制。風機的主要作用是加快內腔空氣流動，保持內腔溫度均勻一致，而在降溫過程中吹動從風門進入的冷空氣，并將風腔內的熱空氣吹出，達到空氣制冷效果。隨著冷空氣的不斷進入，熱空氣的不斷流出，樣品溫度會不斷降低。加熱模塊主要包括加熱裝置和加熱控制電路兩部分。本溫控系統采用變溫空氣加熱方式，加熱裝置選用的電熱絲的方式進行加熱，而加熱控制部分主要是對電熱絲的通斷控制，從而實現對加熱量的控制。

對電熱絲加熱功率的控制采用PWM控制技術。圖4是PWM控制示意圖，ON是一個脈沖周期內高電平持續時間，假設當單片機的I/O口為高電平時加熱模塊工作，則該PWM的占空比=ON/脈沖周期。一般情況下加熱的周期都是固定的，所以ON的大小直接決定了PWM占空比的大小，進而影響加熱器的功率。而通過模糊PID運算可以得到控制量u（k）的值，并把u（k）的值轉化為百分比，然后乘以周期時間，則可以得到ON值，從而得到該周期內加熱模塊工作的時間，實現對溫度的有效控制。

溫度采集模塊主要由溫度傳感器、溫度變送器、A/D數據采集三大部分組成。由于本溫控系統控溫范圍在50℃～100℃，屬于中低溫測溫范圍，且對溫度測量精度有較高的要求。基于熱電阻式溫度傳感器的測量精度比熱電偶式高，且線性度比熱敏電阻式好，故選用熱電阻式溫度傳感器。因熱電阻中鉑熱電阻的測量精度最高，故選用pt100作為本溫控系統的溫度傳感器。

pt100的電阻值隨溫度的變化而變化，其線性度雖然相對于其他傳感器較好，但仍為非線性，需要對其校正，并且需要將pt100的阻值變化轉變為電流信號或電壓信號，方便進行A/D數據采集。本系統采用溫度變送器進行電阻信號到電流信號的轉變，并校正pt100的阻值與溫度的非線性關系，使得采集回來的溫度數據與實際更相符。

溫度傳感器出來的電流信號經過采樣電阻轉換為模擬電壓信號，再通過A/D轉換成數字信號。下位機控制芯片自帶8路A/D轉換通道，可以將溫度變送器的輸出信號直接接到下位機上，由下位機上單片機的A/D轉換為數字信號，大大簡化了系統構成。

經過A/D采集到的溫度信號在一恒定溫度下會有一定的波動，這是由于干擾所引起的，所以需要對A/D采集到的信號進行數字濾波處理。因為A/D的速度可以達到25萬次/秒，可通過多次測量，再取平均值的方法對其濾波。本系統采用對其進行100次A/D采樣，去掉最大值和最小值，再取其平均值，將之作為采樣的結果。將采樣結果通過串口通信傳送到上位機，上位機將采樣結果實時顯示，并繪制實時溫度曲線圖。溫度采集模塊組成如圖5所示。

3.軟件設計

溫度控制系統的主要任務就是實現對風腔內溫度的控制，主要通過溫控算法控溫以及向上位機發送實時采集的溫度值。為了提高升降溫速度，所以在溫度相差較大時，不進行PID控溫，只有當溫差較小時，才進行PID控溫，使溫度趨于平穩。上位機傳送給下位機的是恒溫溫度、恒溫時間以及變溫時間三個參數。恒溫溫度為三個恒溫溫度段的溫度值，恒溫時間為三個恒溫溫度段的恒溫持續時間，變溫時間為升溫和降溫的持續時間。下位機根據上位機傳送的三個參數，將溫度控制分為三個階段，分別為升溫階段，降溫階段和恒溫階段。圖6為升溫階段的控制流程圖，定時時間由上位機所發送的升溫時間參數確定，ΔT1為設定的溫度正偏差，此值一般為正的，因為這時測量的溫度會比設定的溫度低。因為開升溫時，加熱是處于全功率狀態的，為了確保溫度出現超調，需要提前對其關閉，通過設定溫度正偏差實現。所以當溫度小于溫度正偏差時，關升溫，停止加熱，進入恒溫階段。

圖7是降溫階段的控制流程圖，定時時間由上位機所發送的降溫時間參數確定，圖4.10中，ΔT2為設定的溫度偏差，此值一般為負的，因為這時測量的溫度會比設定的溫度高。

開降溫時，將進、出風門完全打開，在每次開降溫前判斷風門是否打開。若風門處于打開狀態則保持打開狀態，若處于關閉狀態則執行打開動作。開升溫與之一致。

如圖8，在恒溫階段的定時時間由恒溫持續時間決定，恒溫階段是溫度偏差比較小，這時，使用PID算法控制加熱的功率，使溫度處于穩定狀態。

4.結束語

對溫度控制系統的軟硬件進行了設計與調試，達到了設計要求。升溫速率可達到8℃/s，降溫速率可達到10℃/s。極大的提高了溫控系統的升降溫速率。

參考文獻

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篇8

關鍵詞:預制箱梁；混凝土；溫度控制

中圖分類號： TU528 文獻標識碼： A 文章編號：

前言

結合某工程案例，通過對箱梁預制混凝土溫度測量點的布設及記錄，把握溫度變化規律，對溫度進行優化控制。通過本次研究，進一步提升預制箱梁的安全性及耐久性，具有重要現實意義。

一、工程概述

某橋梁建設項目位置屬季風氣候降水量多集中在6～8月，大風多集中在3～4月。年平均溫度在13．1-13．5℃，極端最高氣溫為41．9℃，極端最低氣溫為-l7℃，最冷月平均氣溫在-4．6℃，土壤最大凍結深度0．8m。

圖1梁場平面布置

二、箱梁預制養護過程中的溫度控制

選用HNT-D大體積混凝土溫度測試儀，主機與測溫線連接構成測溫系統，可根據現場需要和測溫點數量靈活配置。

主機為便攜式儀表，設有電源開關、設置面板、24路通道、插座和液晶顯示屏，可數字顯示被測溫度值，并有夜間測溫讀數照明功能。可同時測量24路溫度數據，并配有無線接收器，可實現數據無線傳輸。預埋式測溫線由插頭、導線和測溫頭 (Ф30mm×5mm的金屬管，管內前端封裝DS18B20溫度傳感器)制成，適宜測量混凝土內部溫度。每支測溫線可測一點溫度，在施工中可任意布置測溫點。

為精確測量養護過程中梁體各部位溫度情況，適時調整蒸汽量，保證梁體溫差符合技術條件要求。每孔箱梁共設11個測溫點：1～6點測混凝土芯部溫度，7，8點測混凝土表面溫度，9點測箱內溫度，10點測箱外溫度，11點測環境溫度。具體如下：①1，2點。向北方向距離端部1500mm截面腹板中芯部左右各一處；②3，4點向南方向距離端部1500mm截面腹板中芯部左右各一處；③5，6點1／2截面腹板中芯部左右各一處；④7，8點 1／4和3／4截面翼緣表層各一處；⑤9點 箱內；⑥10點翼緣下棚內；011點 棚外。現場采用計算機無線測溫系統，每5min采集一次所有測量點溫度，每半小時記錄一次。從箱梁澆筑完畢后開始，達到拆模要求時停止。

3數據收集

箱梁澆筑完畢后，開始對布置點進行測溫監控，采取計算機無線接收實時監控與現場監控相結合。做好測溫記錄，現場隨時采取應對措施，最終形成溫度變化曲線，曲線上可以讀取混凝土芯部、混凝土表面、箱內、箱外、環境等溫度，以及它們之間的溫差等，監測養護情況。

選取梁場生產的部分典型預制箱梁作為研究對象，相關基本資料如表1所示，箱梁上各監控點溫度變化曲線如圖2所示，該梁預制場地其他箱梁溫度變化規律與其基本相似。

表1 選取的預制箱梁基本資料

三、結果分析

從圖2可以得到如下規律：混凝土澆筑完成，靜停4～6h后，混凝土開始升溫；混凝土芯部溫度在澆筑完成后12～33h達到峰值。夏季較早，峰值在60～65℃；冬季較晚，峰值在50～60℃；混凝土表面溫度隨芯部溫度變化，并且低于芯部溫度0～15℃；箱內溫度低于混凝土表面溫度；箱外溫度低于箱內溫度，受蒸汽溫度與環境溫度影響；混凝土升溫階段較為急劇，降溫階段較為緩慢，降溫速率遠低于升溫速率。

四、混凝土養護

為保證已澆筑混凝土在規定齡期內達到設計強度，并防止產生收縮裂縫，必須做好養護工作。養護期間應加強混凝土的濕度和溫度控制，盡量減少混凝土表面暴露時間，及時對混凝土進行包裹，確保裹覆層不透水，本梁場采用篷布進行覆蓋，防止表面水分蒸發。梁體混凝土養護分為蒸汽養護、自然養護兩個階段。

（一）蒸汽養護

梁場蒸汽養護采用養護棚封閉、恒溫保濕機供蒸汽的養護方法。梁體混凝土灌注完畢，抹面完成后，立即覆蓋養護罩，整個過程控制在靜停時間內。

每片箱梁設專門溫度監控人員，根據測溫系統測得的數據，及時調整蒸汽控制閥門以調整溫度的升降來保證整個蒸汽養護過程的溫度控制符合規范要求。在蒸汽養護階段，蒸汽溫度應隨混凝土溫 度的過快升高而下降、隨著混凝土溫度的過快下降 而升高；夏季降低蒸汽溫度，氣溫較高時采用篷布覆蓋自然養護，冬季加強蒸汽溫度；從而保證混凝土夏季不會超過警戒溫度，冬季不會因為溫度過低而影響箱梁的強度提升。

（二）自然養護

本梁場自然養護采用覆蓋灑水的方法，利用平均氣溫高于5℃的自然條件下，用土工布對混凝土表面加以覆蓋并灑水，使混凝土在一定的時間內保持水泥水化作用所需要的適當溫度和濕度條件。在環境溫度高于5℃時，保證梁體不致開裂的情況下，采用灑水養護；當箱梁混凝土灌注完畢，在頂板頂部覆蓋土工布，初凝后，對橋面進行灑水養護；梁體養護用水與拌制梁體混凝土用水相同；灑水次數以混凝土表面濕潤狀態為度。白天1～2h一次，晚上4h一次。

混凝土終凝后持續保濕養護時間應符合《客運專線缺陷隧道工程施工質量驗收暫行標準》中表7．4．16規定。另外，還需滿足拆模后持續養護時間≥14d的規定。在冬季和炎熱季節混凝土拆模后，若驟然降溫，則采取保溫(冬季)隔熱(夏季)措施，防止混凝土表面溫度受環境因素影響(如曝曬、氣溫驟降等)而發生劇烈變化。當環境溫度

五、箱梁混凝土裂縫控制方法

混凝土裂縫產生的原因比較復雜，有時同一處裂縫可能由多種因素同時造成。除去原材料與施工工藝造成的影響，養護不當也是造成裂縫產生的重要原因，采用有效的養護措施加以預防，可有效防止因養護不當造成的裂縫。養護時減少裂縫出現的理想條件為：溫度盡可能低、濕度盡可能大、養護時間盡可能長。

養護不當的原因及措施：①缺水引起裂縫 通過測溫系統監控混凝土芯部溫度，溫度不宜超過65℃。如溫度超過65℃，在不影響工期的前提下，而且在規范允許的情況下，養護環境盡量向理想條件靠近。澆筑完畢后，覆蓋塑料薄膜。夏季可以采用棚內自然養護。防止水分散失過快，導致棚內蒸汽不足，混凝土嚴重缺水，產生裂縫。②溫差引起裂縫 混凝土人模溫度過高，導致前期混凝土芯部溫度由于水化熱而產生的熱量過大，混凝土芯部與表層、表層與箱內的溫差過大，易產生裂縫。降低混凝土的人模溫度，降低水化熱。養護期間實時監控混凝土芯部與表層、表層與箱內的溫差，使其不超過15℃，如超過15℃，注意通風散熱，防止混凝土出現裂縫。③拆模溫度控制不當引起裂縫拆模時未采取措施保證梁體混凝土芯部與表層、表層與環境溫差不超過15℃，從而產生裂縫。應監控各部位溫度，混凝土強度滿足拆模后，注意通風散熱，只有當溫度降到符合規定時才允許拆模。

篇9

關鍵詞：高性能混凝土；溫度控制；鄭西鐵路客運專線

中圖分類號：TU528

文獻標識碼：A

文章編號：1009-2374(2009)03-0060-02

在傳統的混凝土施工工藝中，往往只重視特殊季節的溫度問題，而忽略混凝土施工全過程中的溫度控制問題。混凝土由于受溫度等特定環境和使用條件的影響，混凝土易出現裂縫、鋼筋銹蝕等耐久性不良的通病，導致構造物局部過早損壞，從而危及構造物的整體或局部安全，縮短使用年限。因此，進行混凝土施工中的溫度控制十分重要。

溫度測量的方法。測量大氣(環境)溫度時將溫度計放在通風、蔭蔽、離地面1.5m高度處的百葉箱內測量。測量暖棚內溫度時將溫度計放置在離地面50cm處，且在保溫措施最薄弱的部位，最少測四個測點。測量水、砂、石、混凝土溫度時，溫度計應采取與外界氣溫隔離措施，并留置在被測物中3min以上再讀溫度值。測量室外、棚內溫度時要避開熱源靜停3min以上再讀溫度值。

一、夏季混凝土施工的溫度控制

1．在炎熱氣候條件下，混凝土的入模溫度不宜高于氣溫且不宜超過30℃。宜盡可能安排在傍晚澆筑而避開炎熱的白天，也不宜在早上澆筑以免氣溫升到最高時加劇混凝土內部溫升。

2．在炎熱季節攪拌混凝土時，盡量采用溫度低的混凝土和水化熱低的水泥，同時要降低混凝土拌合料的溫度。宜將混凝土原材料進行遮蓋，避免日光直接爆曬，并用冷卻水攪拌混凝土，或采用冷卻骨料、攪拌時加冰雪等方法降低入倉溫度，以降低混凝土攪拌溫度。

3．夏期施工時，對與混凝土接觸的模板、鋼筋等，在混凝土澆筑前采取先圍護一層蓬布的保溫措施，使其溫度控制在5～30℃范圍內。高溫時在蓬布上噴灑和澆灌冷卻水，使其溫度冷卻至30℃以下。由于夏季溫度高，水泥水化反應加快，混凝土凝結較快，施工操作時間變短，容易因搗固不良造成蜂窩、麻面等質量問題。

二、冬期混凝土施工的溫度控制

1．當晝夜平均氣溫低于5℃或最低氣溫低于-3℃時，應按冬期施工處理。混凝土的入模溫度不應低于5℃，混凝土拌和物的出罐時溫度不得低于10℃。當環境溫度低于5℃時，禁止對混凝土表面進行灑水養護。此時，可在混凝土表面噴涂養護液，并采取適當保溫措施。

2．在遇氣溫驟降的天氣或寒冷季節澆筑大體積混凝土后，應注意覆蓋保溫、加強養護。防止混凝土產生過大的溫差壓力。

3．拌制混凝土的各項材料的溫度，應滿足混凝土拌和物攪拌合成后所需要的溫度。當原材料原有溫度不能滿足需要時。應首先考慮對拌和用水加熱，仍不能滿足需要時，再考慮對集料加熱。水泥只保溫，不得加熱。各項材料需要加熱的溫度應根據計算確定，但不得超過規定。水泥不得與80℃溫度的水直接接觸。

4．冬期攪拌混凝土時，骨料不得帶有冰雪和凍結團塊。嚴格控制混凝土的配合比和坍落度。投料前，應先用熱水或蒸汽沖洗攪拌機，投料順序為骨料、水，攪拌，再加水泥攪拌，時間應較常溫時延長50％。

三、特殊施工條件下混凝土施工的溫度控制

1．在相對濕度較小、風速較大的環境條件下，可采取場地灑水、噴霧、擋風等措施，或在此時避免澆筑有較大暴露面積的構件。

2．對于嚴重腐蝕環境下采用大摻量粉煤灰的混凝土結構或構件，在完成規定的養護期限后，如條件許可，在上述養護措施基礎上仍應進一步適當延長潮濕養護時間。

3．新澆筑混凝土與鄰接的已硬化混凝土或巖土介質問的溫差不得大于15℃。

四、大體積及重要部位混凝土施工的溫度控制

1．對于橋梁、隧道或大體積混凝土結構，應在不同季節選擇有代表性結構進行試澆筑，并通過測溫或計算分析，事先確定施工過程中混凝土溫度參數的合理控制值。澆筑重要工程的混凝土時，應定時測定混凝土溫度以及環境氣溫、相對濕度、風速等參數變化及時調整養護方式。

2．混凝土的入模溫度不大于30℃。鄰接的新舊混凝土溫差不大于15℃。混凝土噴涂的養護劑與混凝土表面溫度之差不大于15℃。大體積混凝土入模后30min的最大溫升小于20℃，內部最高溫度不宜高于65℃。

3．承臺等大體積混凝土內可埋設冷卻鋼管，冷卻鋼管的數量、設置方式、冷卻水的溫度及冷卻工藝在混凝土正式澆筑前必須進行模擬試驗，以確定合理的冷卻施工工藝參數。

五、澆筑過程中混凝土的溫度控制

1．混凝土的澆筑選擇在一天中氣溫適宜的時候進行，在澆筑過程中盡量減少澆筑層厚度，延長澆筑時間以便加快混凝土散熱速度。同時控制每層澆筑高度不超過30cm，這樣不但有利于振搗，又可以加快熱量散失，能有效避免產生溫度裂縫。

2．大體積混凝土可采取覆蓋措施，避免混凝土在日光下直接暴曬，也可在混凝土內埋設冷卻鋼管通水冷卻混凝土。澆筑后應立即采取噴霧養生覆蓋保溫等技術措施，并始終處于濕養護狀態，夏季高溫季節搭設遮陽棚。養護時間不宜少于28d。

六、拆模過程中混凝土的溫度控制

1．混凝土的拆模時間除需考慮拆模時的混凝土強度應滿足規定外，還應考慮拆模時混凝土的溫度(由水泥水化熱引起)不能過高，以免混凝土接觸空氣時降溫過快而開裂。混凝土內部開始降溫以前以及混凝土內部溫度最高時不得拆模。

2．在一般情況下，結構或構件芯部混凝土與表層混凝土之間的溫差、表層混凝土與環境之間的溫差大于20℃(預應力箱梁和截面較為復雜時，溫差大于15℃)時不宜拆模。大風或氣溫急劇變化時不宜拆模。在寒冷季節，若環境溫度低于0℃時不宜拆模。在炎熱和大風干燥季節，應采取逐段拆模、邊拆邊蓋的拆模工藝。

3．拆模時混凝土芯部與表層、表層與環境之間的溫差不得大于20℃(墩臺、梁體芯部混凝土與表層混凝土之間、表層混凝土與環境之間以及箱梁腹板內外側混凝土之間的溫差均不得大于15℃)。混凝土內部開始降溫前不得拆模。

4．承臺、墩身及現澆梁模板拆除時，為防止因內外溫差過大造成混凝土開裂，必須事先對混凝土內部溫度與環境溫度進行測試，只有當混凝土內部溫度與環境溫度之差低于15℃時，方可進行模板拆除。

七、養護期間混凝土的溫度控制

1．混凝土養護期間，混凝土內部最高溫度不宜超過65℃，混凝土內部溫度與表面溫度之差、表面溫度與環境溫度之差不宜大于20℃(墩臺、梁體混凝土不宜大于15℃)，養護用水溫度與混凝土表面溫度之差不得大于15℃。混凝土養護主要是保持適當的溫度和濕度條件。保溫能減少混凝土表面的熱擴散，降低混凝土表層的溫差，防止表面裂縫。

2．混凝土的養護包括自然養護和蒸汽養護。混凝土養護期間，應重點加強混凝土的濕度和溫度控制，盡量減少表面混凝土的暴露時間，及時對混凝土暴露面進行緊密覆蓋(可采用篷布、塑料布等進行覆蓋)，防止表面水分蒸發。暴露面保護層混凝土初凝前，應卷起覆蓋物，用抹子搓壓表面至少二遍，使之平整后再次覆蓋，此時應注意覆蓋物不要直接接觸混凝土表面，直至混凝土初凝為止。

3．混凝土的蒸汽養護可分靜停、升溫、恒溫、降溫四個階段。靜停期間應保持環境溫度不低于5℃，混凝土灌筑結束4～6h后方可升溫，升溫速度不得大于10℃/h，恒溫期間混凝土內部溫度不宜超過60℃，最高不得大于65℃。恒溫養護時間應根據構件脫模強度的要求、混凝土配合比情況以及環境條件等通過試驗確定，降溫速度不得大于10/℃h。

4．蒸汽養護結束后，應及時采取措施，繼續對混凝土進行保溫保濕自然養護。自然養護時間不得少于相關規定。

5．混凝土養護期間應注意采取保溫措施，防止混凝土表面溫度受環境因素影響(如曝曬、氣溫驟降等)而發生劇烈變化。

6．混凝土養護期間，應對有代表性的結構進行溫度監控，定時測定混凝土芯部溫度、表層溫度以及環境的氣溫、相對濕度、風速等參數，并根據混凝土溫度和環境參數的變化情況及時調整養護制度，嚴格控制混凝土的內外溫差滿足要求。

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關鍵詞：連續退火爐；溫度；控制

對現目前的軋鋼企業而言，連續退火爐是連續退火生產線上重要的設備之一，其溫度的穩定會直接影響到冷軋帶鋼的質量、成本以及產量。通過對連續退火爐溫度控制系統的研究，能夠提升生產率，改善產品質量，節約能源。因此，探討連續退火爐溫度控制系統有著重要的意義。

1連續退火爐溫度控制系統

在整個退火爐控制系統中，連續退火爐的加熱段以及均熱段是其關鍵所在，同時也是控制的重難點。在加熱段，帶鋼被迅速加熱到退火溫度，在均熱段則保持在退火溫度。但無論是加熱段，還是均熱段，都是選擇輻射管加熱，讓爐內上下穿行的帶鋼溫度能夠平整的上升。為了滿足加熱的平衡性以及均勻性要求，確保加熱溫度，直接將加熱段劃分為八個爐區，然后利用八個爐溫調節器進行調節，在均熱段有兩個爐區，利用兩個調節器進行調節［1］。雖然加熱段與均熱段工業不同，但是因為相同的控制系統結構，所以，控制策略也相同。退火爐本身是恒值溫度加以控制，利用隔板直接將八個爐區以及均熱段兩個爐區直接隔開，因為濕度偏移范圍較小，所以，其爐區之間的濕度耦合是恒定的。在處理中只需要考慮到設計一個區的溫度控制。

1.1系統介紹

對于連續退火爐的爐溫控制，其具體的結構見圖1所示。圖中，ysp表示的是退火爐的爐溫設定值；ypv表示的是退火爐爐溫實際值；Fa表示的控制流量實際值；Fg表示的是燃料流量實際值。在穩態的時候，連續退火爐的溫度控制實質上就是兩個并聯副回路的串級調節系統。其中，主回路是溫度控制回路，副回路為空氣流量回路與燃料流量回路的并聯。雙交叉限幅主要是對系統動態特性加以改善，在一定范圍內，讓動態過程中的系統空氣與燃料都滿足最佳值。在爐溫控制系統之中，爐溫調節器輸出，一路是為了成為燃料流量調節器的流量設定值。另外一路則是乘以空燃比，然后作為空氣流量調節器的流量設定值。這樣一來，帶鋼規格變化的時候，其需求的溫度也會變化，影響系統的有效控制，不過雙交叉限幅能夠提供相對理想的控制策略，讓空燃比始終保持在穩定的最佳值。

1.2模型分析

控制系統的響應特性完全由組成系統的控制器動態特性以及被控對象的特性決定的。退火爐本身屬于分布參數系統，其本身存在無窮多個微分容積。一般來說，溫度控制回路中的各個時間常數都無法有效辨識，并且各個容積之間，存在彼此的作用，同時，由于時滯的存在，導致回路的性能無法進行準確的估計。但是，容積之間的相互作用會導致各自的容積時間常數有所改變，讓大的時間常數進一步增大，小的時間常數進一步減少，其中，較大的能夠發揮其主導作用。在控制系統中，連續退火爐的爐溫始終保持在完全燃燒的狀態下，通過燃氣流量的調節來加以控制。就爐膛溫度來說，燃氣流量增加，爐膛溫度上升，將其燃氣流量減小，爐膛溫度下降。連續退火爐的爐體是由隔熱材料與保溫材料鑄成，爐內溫度升高，爐內的氣體就可以進行對流傳熱，爐體在吸收一部分熱量之后，就會自行的升高其溫度，在這一個過程中，爐體在蓄熱，所以，導致爐膛溫度變化相對滯后［2］。這一溫度控制系統，因為其本身的時變、多參數以及非線性，再加上爐體本身的尺寸較大，質量大，存在一定慣性，因此，爐溫變化量針對加熱介質的傳遞函數，可表達為：通過現場的測定，可以獲取具體的參數值，將連續退火爐加熱段的傳遞函數具體的表示出來。

2連續退火爐溫度控制系統具體分析

2.1硬件配置

自動化電氣系統設計包含了生產管理機、基礎自動化級以及過程控制級。其中，基礎自動化系統主要包含了自動化儀表系統、工藝順序邏輯控制以及電氣傳動等。對于自動化系統的協調控制以及完整統一，需要由基礎自動化系統與過程控制計算機的相互統一來形成［3］。退火爐溫度控制系統的硬件配置如圖2所示。

2.2退火爐加熱段爐溫控制

在爐溫控制系統之中，通過過程自動化級，爐溫設定值會傳送給基礎自動化級。對于系統運行溫度，爐溫回路的控制系統屬于定值。但是隨著帶鋼規格的變化，其退火爐的爐溫設定值也會出現相應的調整，空氣以及燃氣的流量也會隨之出現改變，進而對燃燒的穩定性造成影響，只有確保空氣流量與燃氣配比本身的穩定性，才能夠做到充分的燃燒。針對輸出的空氣流量，可以選擇PID控制器加以控制，將燃氣流量的實際值作為參考進行簡單的計算與分析，并且將空氣流量的設定值上下波動的幅度控制在計算值范圍之內，以確保無論是在過渡情況下，還是在穩態情況下，其空燃比都能夠保持良好的穩定性。PI控制器主要是控制燃氣流量，一般都不需要微分的作用。如果有微分作用加入，微小的爐溫控制器輸出變化就會導致控制閥出現大幅度的變化，對控制效果產生影響。控制閥其本身是受到氣壓信號影響的氣開閥，其開度的大小會直接受制于膜頭輸入壓力大小的影響。壓差測量變送處于回路之中，其檢測是利用孔板前后的燃氣壓差來進行的，之后再利用伯努利方程，就可以計算燃氣的流量值［4］。控制系統能夠滿足爐內各個段溫度值的設定，控制系統的控制閥門開度以及爐內溫度的實際值以及設定值之間存在的偏差作為依據，以調節燃料的實際流量，最終確保爐內的實際值能夠與設定值之間保持一致。

3結語

隨著連續退火爐技術的不斷發展，尤其是軋鋼企業，對于退火質量尤為重視，但是連續退火爐本身的大滯后性，一直都是國內廠家比較煩心的一個問題。在國內，相對成熟的退火爐模型能夠成功得到應用的很少，國產的連續退火爐控制系統依舊選擇的是傳統的PID控制器，在爐溫穩定的前提下，能夠達到±3℃的控制精度，但在出現爐況波動時，其系統調節的時間較長，并且帶溫的波動較大，影響了帶鋼退火性能的合格率，增加了企業的成本，浪費資源，減少效益。所以，今后還需要注重連續退火爐控制系統的研發，尤其是連續退火爐溫度控制系統。

參考文獻

[1]竇曉堯.淺析連續退火爐的帶鋼溫度穩定性控制[J].通信電源技術，2016（04）：287-288.

[2]胥平.冷軋連續退火爐溫度控制系統設計與研究[J].電子技術與軟件工程，2016（09）：137-141.

[3]王琦.淺析連續退火爐的溫度控制[J].信息系統工程，2015（08）：113.