【正文】 制周期內(nèi)儀表輸出變化 100%時(shí)測(cè)量值對(duì)應(yīng)變化的大小成反比，其數(shù)值定義如下 : P= ?100 每秒 鐘被控參數(shù)的變化值，單位是℃或 10 個(gè)定義單位 (線性輸人時(shí) )。 M 值越小，系統(tǒng)積分作用越強(qiáng)。 這樣，控制參數(shù)又減少為 3 個(gè)，由于常規(guī) PID 參數(shù)的定義只根據(jù)算法本身，其特點(diǎn)是不需要考慮被控 對(duì)象的精確模型，而改進(jìn)后的 3 個(gè)控制參數(shù)，由于同原 PID 參數(shù)概念不同，所以，定義為 MPT 控制算法，具體含義如下 : M50 為保持參數(shù)。t 為滯后時(shí)間與控制周期的比值， t1。不過從上式中可以看到，原有 PID 參數(shù)已較難確定了，又增加了一個(gè)微積分作用 ,所以 這些參數(shù)必然互相影響，使得新算法參數(shù)更難確定。針對(duì)不穩(wěn)定的非線性復(fù)雜調(diào)節(jié)對(duì)象，表內(nèi)設(shè)有自適應(yīng)調(diào)節(jié)規(guī)則，可使系統(tǒng)進(jìn)一步加快響應(yīng)速度，改善控制品質(zhì) 。當(dāng)誤差趨小時(shí)，采用改進(jìn)后的 PID 算法控制輸出。 5) RS485 接口在總線上允許連接多達(dá) 128 個(gè)收發(fā)器，即具有多站能力，可以利用 RS485 接口方便地建立控制網(wǎng)絡(luò) [9]。 它具有以下特點(diǎn) : 1) RS485 的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為 10Mbps。在串行通訊時(shí)，要求通訊雙方都采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口，使不同的設(shè)備可以方便地連接起來進(jìn)行通訊。 圖 5 智能儀表示意圖 Addr：通訊地址。輸入為液位信號(hào)時(shí)，DIH=；輸入為電阻和流量信號(hào)時(shí)， DIL=100。 儀表常用參數(shù)設(shè)置： CtrL(控制方式 )： CtrL=0，采用位式控制； CtrL=1，采用 AI 人工智能調(diào)節(jié) /PID 調(diào)節(jié)； CtrL=2,啟動(dòng)自整定參 數(shù)功能； CtrL=3，自整定結(jié)束。輸入輸出通道由AI 調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)。而且，他提供 420mA 的直流電流輸出可供電動(dòng)調(diào)節(jié)閥等執(zhí)行器直接使用，無需增加 V/I 轉(zhuǎn)換電路 或模塊。通過面板操作設(shè)置 AI 調(diào)節(jié)器的“輸入規(guī)格”，“顯示上限”，“顯示下限”和“輸出規(guī)格”等參數(shù)，就能正確讀取各種不同被測(cè)參數(shù)的樹枝和輸出所要求的不同類型控制信號(hào)，使得 AI 調(diào)節(jié)器在輸入上能直接與多種傳感器和變送器連接，而輸出能適配各種標(biāo)準(zhǔn)，各種量程的記錄儀和執(zhí)行器。 DC 外部電源供電并經(jīng)過“直 交 直”變換和整流、濾波。 圖 4 輸出型變送器方框圖 圖 4 中的放大單元包括的變送系統(tǒng)主要電路有集成運(yùn)放，功率放大和隔離輸出。每一個(gè)單元各自包括若干具體組成部分。 e. 采用了安全火花防爆措施，適用于具有爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)合的溫度或直流毫伏信號(hào)的檢測(cè)。 b. 采用單元體系設(shè)計(jì)方法，提供了通用與專用相結(jié)合的靈活而清晰的應(yīng)用模式 。該系統(tǒng)的智能儀表用于工控環(huán)境，周圍環(huán)境的溫度范圍正好符合 Si 二極管的測(cè)溫范圍?，F(xiàn)給出了 GaAs 和 Si 的 PN結(jié)的正向電壓隨溫度變化的曲線。對(duì)于理想的 PN 結(jié)二極管，可用下式表示 ????????? kTRI g?exp。下邊簡(jiǎn)述二極管的測(cè)溫原理。另外，熱電勢(shì)與溫度呈非線性關(guān)系，有的曲率也相當(dāng)大，因此要進(jìn)行軟 件的非線性處理 [3， 4]。所引起的電勢(shì)差。 ttEAB 與連接的方法和金屬線的溫度分布等細(xì)節(jié)無關(guān)，僅由熱電偶的類型及參比端溫度 t。 熱電偶測(cè)溫原理及存在問題 測(cè)定對(duì)象 A C1 B C2 溫度 t 基準(zhǔn)溫度 t0 圖 3 熱電 偶原理示意圖 熱電偶是基于賽貝克發(fā)現(xiàn)的熱電勢(shì) 效應(yīng)而制成的簡(jiǎn)易溫度計(jì)，是工業(yè)上使用最多的溫度傳感器，如圖 3，將不同種類的兩根金屬導(dǎo)線 A， B 連接起來，并保持接點(diǎn)溫度為 t。下面具體討論硬件電路 。 3）儀表控制用關(guān)鍵技術(shù)，相關(guān)算法及控制軟件方面的研究較國(guó)外落后 。成熟產(chǎn)品主要以“點(diǎn)位”控制及常規(guī)的 PID 控制器為主，只能適應(yīng)一般溫度系統(tǒng)測(cè)控，難以控制復(fù)雜的大滯后時(shí)變溫度系統(tǒng)。完善監(jiān)控程序中 的功能模塊，可使智能化儀表運(yùn)行穩(wěn)定，功能全面，確?？刂凭?。被測(cè)量的模擬信號(hào)經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換后，通過輸入通道進(jìn)入單片機(jī)內(nèi)部；單片機(jī)根據(jù)鍵盤輸入的各種指令執(zhí)行各個(gè)任務(wù)。一方面，由于各種通用標(biāo)準(zhǔn)總線接口的出現(xiàn)，解決了儀表與儀表 之間，儀表與計(jì)算機(jī)之間的統(tǒng)一連接問題，改善了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能與可靠性，促使以計(jì)算機(jī)為中心，由多臺(tái)可程控儀表的成套裝置大量涌現(xiàn)；另一方面，微電子技術(shù)的發(fā)展與微機(jī)的問世，使儀表由原來從屬于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的被動(dòng)地位逐步發(fā)展成與微機(jī)結(jié)合，相互滲透，并形成了儀表微機(jī)化的趨勢(shì)。隨后出現(xiàn)的以小型機(jī)為基礎(chǔ)的自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)就可將各種被測(cè)參數(shù)等通過模數(shù)轉(zhuǎn)換送入計(jì)算機(jī)，使測(cè)量參數(shù)得到及時(shí)的處理。 隨著計(jì)算機(jī)，通訊技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，工業(yè)儀表的功能越來越強(qiáng)大。依據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，全面 設(shè)計(jì) 了 溫度變送單元、 智能儀表的原理、 移相觸發(fā)模塊等 硬件 系統(tǒng) 模塊 ， 為了使調(diào)節(jié)器 達(dá)到很好的控制效果 ， 本文 控制規(guī)律 選擇 PID 控制方式 。目 錄 摘要及關(guān)鍵詞 ........................................................... 1 1 緒論 .................................................................. 1 基于智能儀表的溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)背景 ...................................... 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ...................................................... 2 2 溫度控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ................................................ 3 溫度控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方法 .......................................... 3 傳感器變送器的選擇及連接 ............................................ 4 儀表的選擇及連接 .................................................... 7 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇及連接 ............................................... 11 3 溫度控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ............................................... 12 控制規(guī)律 ........................................................ 12 調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定方法 ............................................... 13 4 總結(jié)與展望 .......................................................... 16 參考文獻(xiàn)