基于pid電加熱爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-全文預(yù)覽
【正文】 號(hào)。 6. 電橋的正電源必須接穩(wěn)定的參考基準(zhǔn)，因?yàn)槿绻苯覸CC的話，當(dāng)網(wǎng)壓波動(dòng)造成VCC發(fā)生波動(dòng)時(shí)，運(yùn)放輸出的信號(hào)也會(huì)發(fā)生改變，此時(shí)再到以VCC未發(fā)生波動(dòng)時(shí)建立的溫度電阻表中查表求值時(shí)就不準(zhǔn)確。 設(shè)計(jì)及調(diào)試注意點(diǎn)： 1. 同幅度調(diào)整R1和R2的電阻值可以改變電橋輸出的壓差大小； 2. 改變R5/R3的比值即可改變電壓信號(hào)的放大倍數(shù)，以便滿足設(shè)計(jì)者對(duì)溫度范圍的要求 3. 放大電路必須接成負(fù)反饋方式，否則放大電路不能正常工作 。常用的采樣電路有兩種：一為橋式測(cè)溫電路，一為恒流源式測(cè)溫電路。PT100是一種廣泛應(yīng)用的測(cè)溫元件，在50~600℃范圍內(nèi)具有其他任何溫度傳感器無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，包括高精度、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)等。低壓交流電即變壓器二次側(cè)的電壓，通過(guò)過(guò)零檢測(cè)電路檢測(cè)交流電的過(guò)零點(diǎn)，送入單片機(jī)后，由控制程序決定雙向可控硅的導(dǎo)通角，以達(dá)到控制加熱電阻功率的目的。因而在整流、濾波電路之后,還需要接穩(wěn)壓電路。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如下：看門狗報(bào)警提醒通信接口LED顯示鍵盤微型控制機(jī)AT89S52溫度檢測(cè)PT100驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)8路D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832測(cè)量變送8路A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809加熱電阻溫度 圖21 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖 圖22 系統(tǒng)電路圖本系統(tǒng)所需電源有220V交流市電、直流5V電壓和低壓交流電，故需要變壓器、整流裝置和穩(wěn)壓芯片等組成電源電路。在本控制對(duì)象電阻加熱爐功率為800W，由220V交流電供電，采用雙向可控硅進(jìn)行控制。武漢理工大學(xué)《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)基于PID電加熱爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1概述 電加熱爐隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)水平的提高，已經(jīng)在冶金、化工、機(jī)械等各類工業(yè)控制中得到了廣泛應(yīng)用，并且在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位。采用單片機(jī)進(jìn)行爐溫控制，可以提高控制質(zhì)量和自動(dòng)化水平。其對(duì)象問(wèn)溫控?cái)?shù)學(xué)模型為： 其中：時(shí)間常數(shù)Td=350秒 放大系數(shù)Kd=50 滯后時(shí)間=10秒控制算法選用改PID控制 2系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的單片機(jī)爐溫控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由單片機(jī)控制器、可控硅輸出部分、熱電偶傳感器、溫度變送器以及被控對(duì)象組成。但這樣的電壓還隨電網(wǎng)電壓波動(dòng)（一般有+10%左右的波動(dòng)）、負(fù)載和溫度的變化而變化。除此之外，220V交流市電還是加熱電阻兩端的電壓，通過(guò)控制雙向可控硅的導(dǎo)通與截止來(lái)控制加熱電阻的功率。 鉑電阻溫度傳感器是利用其電阻和溫度成一定函數(shù)關(guān)系而制成的溫度傳感器,由于其測(cè)量準(zhǔn)確度高、測(cè)量范圍大、復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性好等,被廣泛用于中溫(200℃～650℃)范圍的溫度測(cè)量中。 常用的Pt電阻接法有三線制和兩線制，其中三線制接法的優(yōu)點(diǎn)是將PT100的兩側(cè)相等的的導(dǎo)線長(zhǎng)度分別加在兩側(cè)的橋臂上，使得導(dǎo)線電阻得以消除。差動(dòng)放大電路中R3＝R R5＝R放大倍數(shù)＝R5/R3，運(yùn)放采用單一5V供電。5. 理論上，運(yùn)放輸出的電壓為輸入壓差信號(hào)放大倍數(shù)，但實(shí)際在電路工作時(shí)測(cè)量輸出電壓與輸入壓差信號(hào)并非這樣的關(guān)系，壓差信號(hào)比理論值小很多，實(shí)際輸出信號(hào)為 *(RPt100/(R1+RPt100) RVR2/(R1+RVR2)) （1） 式中電阻值以電路工作時(shí)量取的為準(zhǔn)。在驅(qū)動(dòng)電路中，由于是弱電控制強(qiáng)電，而弱電又很容易受到強(qiáng)電的干擾，影響系統(tǒng)的工作效率和實(shí)時(shí)性，甚至燒毀整個(gè)系統(tǒng)，導(dǎo)致不可挽回的后果，因此必須要加入抗干擾措施，將強(qiáng)弱電隔離。所以在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用了帶過(guò)零檢測(cè)的光電隔離器MOC3061，用來(lái)驅(qū)動(dòng)雙向可控硅并隔離控制回路和主回路。當(dāng)MOC306的輸出端6腳和4腳尖電壓稍稍過(guò)零時(shí)，光耦內(nèi)部雙向可控硅即可導(dǎo)通，提供一個(gè)觸發(fā)信號(hào)給外部晶閘管使其導(dǎo)通；、MOC3061截止，雙向可控硅始終處于截止?fàn)顟B(tài)。R25可以抑制雙向可控硅通斷時(shí)產(chǎn)生的浪涌
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