【正文】 求 KP△ e(k) MOV 74H, R7 。 CPL A INC A MOV 3AH, A S1: MOV R5, 65H 。 LCALL CPL1 。啟動 A/D 轉(zhuǎn)換 LOOP1: JB , $ 。建立上電標志 MOV ELECTR+1, 55H MOV 20H, 00H MOV 21H, 00H MOV ERRNAME, 0FFH SJMP SETUP NOP NOP LJMP ERR SETUP: MOV TMOD, 11H 。然后，系統(tǒng)進行中斷處理程序 。正確設置其屬性 ， 正確設置組態(tài)軟件中數(shù)據(jù)變量設備通道的連接，即可實現(xiàn) 單片機 與組態(tài)軟件的通訊。 MCGS 如何實施遠程多機監(jiān)控： MCGS 提供了一套完善的網(wǎng)絡機制，可通過 TCP/IP網(wǎng)、 Modem網(wǎng)和串口網(wǎng)將多臺計算機連接在一起，構成分布式網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡間的實時數(shù)據(jù)同步、歷史數(shù)據(jù)同步和網(wǎng)絡事件的快速傳遞。支持 OPC 接口、 DDE 接口和 OLE 技術，可方便的與其他各種程序和設備互聯(lián) ； 圖 組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境的關系 MCGS 軟件的功能和特點 分析得到 ：PID 控制算法僅僅在模型匹配時能夠進行穩(wěn)定的控制 ， 其動態(tài)性能不理想 。 ： PID 最佳整定參數(shù)確定后，并不能說明它永遠都是最佳的，當由外界擾動的發(fā)生根本性的改變時，我們就必須重新根據(jù)需要再進行最佳參數(shù)的整定。 （ 2） 置過程變量前值 PVn1=過程變量現(xiàn)值 PVn 。求微分項算式為， MDn= KC* * (PVnPVn1)， 其中 MDn ：第 n 次采樣時刻微分項的值， Kc ： PID 回路增益， PVn ：第 n 次 采樣時刻的過程變量值， PVn1：第 n1次采樣時刻的過程變量值。 Mn ：第 n次采樣時刻 ， PID 回路輸出的計算值 (OUT 值 ) ， MPn ：第 n次采樣時刻的比例項 ， MIn ：第 n 次采樣時刻的積分項 ， MDn ：第 n次采樣時刻的微分項比例項 (MPn)： 1. 比例項 MP 是增益 (Kc)和偏差 (e)的乘積。飛升曲線法實測電加熱爐參數(shù) 。可以通過控制這個引腳來讀取 12 位的轉(zhuǎn)換結(jié)果。在第一個寫脈沖出現(xiàn)時 ， 寫入 ACQMOD 為 1， 開始采樣間隔。由于 MCl4499 片內(nèi)具有 BCD 譯碼器和串行接口，所以它幾乎可以與任何單片機接口相連。只要按圖連接無誤，不用調(diào)試便可工作 圖 調(diào)功電路圖 17 第 4 章 芯片介紹 單片機 AT89C51 介紹 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓 ,高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機。二極管 VD VD4 用1N4004。 鍵盤接口電路 可控硅 調(diào)功電路 16 ⒈ 電路工作原理 電路原理圖如圖 所 示。 ⑶ 顯示部分 采用 MCl4499 譯碼、驅(qū)動。這種電路大大減少 I／ O 口線，但使用芯片較多，一塊 74HC4060 芯片 對應一位 LED 數(shù)碼管，電路較復雜，耗電較大。當 RS485的 R 端的輸出為邏輯電平 1 時，光電耦合器發(fā)光 二極管不發(fā)光，光敏三極管不導通，這樣，在 RS232 輸出停止時，其 TXD 電平為 12V，電容被充電到 12V 以使其輸出也變成12V，即邏輯電平 1；當其輸出為邏輯電平 0 時，光電耦合器發(fā)光二極管發(fā)光，光敏三極管導通，這時，其輸出為 +5V，也在 RS232 邏輯電平 0 的范圍之內(nèi)，即為邏輯電平 0。 由于 PC 機默認的只帶有 RS232 接口，有兩種方法可以得到 PC 上位機的 RS485電路：（ 1）通過 RS232/RS485 轉(zhuǎn)換電路將 PC 機串口 RS232 信號轉(zhuǎn)換成 RS485 信號，對于情況比較復雜的工業(yè)環(huán)境最好 是選用防浪涌帶隔離珊的產(chǎn)品。由于發(fā)送電平與接收電平的差僅為 2V 至 3V 左右，所以其共模抑制能力差，再加上雙絞線上的分布電容，其傳送距離最大約為 15 米，最高速率為 20Kbps。輸出端電容 ( F)用以濾除輸出端的高頻信號，改善電路的暫態(tài)響應。 11 電源設計電路 本設計所采用的電源 如圖 所示，此電源共有四個電源，兩個正電源 +12V， +5V和兩個負電源 12V， 5V。這類材料具有性能穩(wěn)定、抗氧化能力強和測量精度高等特點。 比例調(diào)節(jié)器的輸入、輸出量之間任何時刻都存在 對應的比例關系，因此爐溫變化經(jīng)比例調(diào)節(jié)達到平衡時，爐溫不能加復到給定值時的偏差 稱“靜差 ”。在等待 T1 中斷時，將本次采樣值轉(zhuǎn)換成對應的溫度值放入顯示緩沖區(qū)，然后調(diào)用顯示子程序。過零同步脈沖是一種 50HZ 交流電壓過零時刻的脈沖，可使可控硅在交流電壓正弦波過零時觸發(fā)導通。 8 爐溫信號則通過溫度檢測及變送，變成電信號，與溫度設定值進行比較，計算溫度偏差和溫度的變化率△ e，再由智能控制算法進行推理，最終得控制量 u，可控硅輸出部分根據(jù)調(diào)節(jié)電加熱爐的輸出功率，即改變可控硅管的接通時間，使電加熱爐輸出溫度達到理想的設定值。 微機控制系統(tǒng) 是將采集到的各工作設備的工作狀況顯示要素轉(zhuǎn)換成計算機能接受的數(shù)據(jù)信息，通過預置的程序 處理對其狀態(tài)的性質(zhì)與變化程度作出分析與判斷，并對相關工作設備發(fā)出指令，維持或調(diào)整工作狀態(tài)。 PID 基本可滿足系統(tǒng)要求。當溫度沒有達到要求，控制電路利用雙向可控硅的通斷特性來決定加熱電路的通電與斷電?？刂齐娐肥怯蓡纹瑱C來處理給定信號和反饋信號，發(fā)出相應的指令來控制可控硅，是系統(tǒng)的核心。 本設計的溫度系統(tǒng)有以下要求： 1. 測溫范圍 ： 0℃ 100℃ 2． 測溫分辨力 =℃ 3. 測溫準確度： 177。尤其在工業(yè)控制、自動化儀器儀表、計算機系統(tǒng)接口、智能化外設等領域發(fā)展很快。硬件電路主要包括：加熱及控制電路部分，數(shù)據(jù)采集和模 /數(shù)（ A/D）轉(zhuǎn)換處理部 分，鍵盤和顯示器部分，單片機與各部分的接口處理部分。 單片機以其高可靠性、高性能價格比、控制方便簡單和靈活性大等優(yōu)點，在工業(yè)控制系統(tǒng)、智能化儀器儀表等諸多領域得到廣泛應用。在實時檢測和自動控制的單片機應用系統(tǒng)中，單片機往往是作為一個核心部件 來使用，僅單片機方面知識是不夠的，還應根據(jù)具體硬件結(jié)構，以及具體應用對象特點的軟件結(jié)合，以作完善。采用單片機對溫度進行控制不僅具有控制方便、簡單和靈活性大等優(yōu)點，而且可以大幅度提高被控溫度的技術指標，從而能夠大大的提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。被控制對象為一電加熱爐，輸入為加在電爐兩端的電壓，輸出為電加熱爐內(nèi)的溫度。過零同步脈沖是一種 50HZ 交流電壓過零時刻的脈沖，可使可控硅在交流電壓正弦波過零時觸發(fā)導通。其中 MC14499 用于 LED 顯示器接口， 74HC4060 用于鍵盤接口，RS232RS485 作為串行通信口， MAX197 為溫度測量電路的輸入接口，用于把連續(xù)變化的信號進行離散化。 7 第 2 章 溫度控制系統(tǒng)的概述 微機控制系統(tǒng)簡介 微機是微型處理機、微型計算機、微型計算機系統(tǒng)的統(tǒng)稱。其特性為， 電 加熱 爐的溫度調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)劑 (供電能源 )的斷續(xù)作用，改變電爐絲閉合時間 Tb與斷開時間 Tk 的比值 α,α=Tb/Tk。在給定的周期 T 內(nèi)， AT89C51 只要改變可控硅管的接通時間便可改變加熱絲的功率，從而達到調(diào)節(jié)溫度的目的。首先使 T0 計數(shù)器產(chǎn)生定時中斷，作為本系統(tǒng)的采樣周期。（如管狀加熱器為加熱元件時，可采用三位式調(diào)節(jié)實現(xiàn)加熱與保溫功率的不同） 。 根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場的運行情況，這種控溫方法，精度比較高，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，滿足生產(chǎn)的實際需要。 式中二次項系數(shù)為負，當溫度升高時， Rt 電阻值隨 著 增加稍 而 有下垂，呈現(xiàn)出非線性關系，必須進行非線性補償，如圖 溫度檢測電路以及 Pt100 的非 線性校正。在 整流部分 則 采用了由四個二極管組成的橋式整流器成品（又稱橋堆） 。典型的 RS232 信號在正負電平之間擺動，在發(fā)送數(shù)據(jù)時，發(fā)送端驅(qū)動器輸出正電平在 +5～ 15V，負電平在 5～ 15V 電平。 RS485 串行總線通信距離能夠達到幾千米再 加上總線收發(fā)器具有高靈敏度，能檢測低至 200mV 的電壓， 因此 傳輸信號 即使 在千米以外 也能夠 得到恢復。 該電路使用了三片光電耦合器 TLP5211 進行隔離，這使 PC 機與 SN75LBC184 之間完全沒有了 電的聯(lián)系，從而提高了工作的可靠性。這時應采用含有 P0、 P2 總線口的單片機，以便擴展并行口。在單片機中對其進行數(shù)字濾波后，從串行口輸出。由內(nèi)部時序分時選通 4 個數(shù)碼管，進行動態(tài)顯示掃描。電阻 R電容 C2 為吸收回路，用來吸收 SA在選擋時所產(chǎn)生的干擾脈沖，否則在 SA 選擋過程中將對電視機、音響及其他電聲器件產(chǎn)生一定的干擾 。負載 RL 為交流 220V/300W(電爐絲 )。 由于將多功能 8位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。它可分為內(nèi)部采樣模式和外部采樣模式 ， 采樣模式由控制寄存器的 D5 位決定。在一次采樣開始前 ， 可以通過單片機 19 的 8 位數(shù)據(jù)線把這些控制字寫入 MAX197 來初始化相應的參數(shù)。這種情況下，需保持其他振蕩器引腳（ RTC 和 CTC）懸空。 圖 飛升曲線 1 22 圖 飛升曲線 2 PID 算法仿真 （ 1） PID 算法的基本原理 PID 工作基本原理：由于來自外界的各種擾動不斷產(chǎn)生，要想達到現(xiàn)場控制對象值保持恒定的目的，控制作用就必須不斷的進行。求積分項算式為： MIn=Kc* (SPnPVn)+MX 其中 MIn ：第 n 次采樣時刻積分項的值 ， Kc ： PID 回路增益， T ：采樣周期 (或控制周期 )， TI：積分時間常數(shù)， SPn ：第 n 次采樣時刻的給定值， PVn ：第 n 次采樣時刻的過程變量值， MX：第 n1 采樣時刻的積分項 (積分前項 )。 PID 控制器在這方面設置了一個使能位 0 或 1， 0 指手動控制， 1 為 PID 參與調(diào)節(jié)，也就是“自動”與“ 手動”的說法。將積分時間 TI 由大到小的調(diào)整，真到系統(tǒng)再次得到 4： 1 的衰減振蕩的 PV 曲線為止。 25 圖 sS esG 10)( 16020 ???階躍響應 圖 sS esG 10)( 16022 ???階躍響應 下面觀察一下 在一個相對較小的隨機擾動下系統(tǒng)的表現(xiàn)，當給定 80 度，增益的幅值上調(diào) 10%后 ,即 sS esG 10)( 16022 ???其階躍響應圖如圖 。 MCGS 的整體結(jié)構 MCGS 軟件系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩個部分，組態(tài)環(huán)境相當于一套完整的工具軟件，用戶可以利用它設計和開發(fā)自己的應用系統(tǒng)。支持數(shù)據(jù)采集板卡、智能模塊、智能儀表、 PLC、變頻器、網(wǎng)絡設備等 700 多種國內(nèi)外眾多常用設備 ； 所謂動畫屬性，實際上是反映圖形大小、顏色、位置、可見度、閃爍性等狀態(tài)的特征參數(shù)。 MCGS 提供了豐富的功能構件，供用戶選用，通過構件配置和屬性設置兩項組態(tài)操作，生成各種功能模塊（稱為 “用戶策略 ”），使系統(tǒng)能夠按照設定的順序和條件，操作實時數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對動畫窗口的任意切換，控制系統(tǒng)的運行流程和設備的工作狀態(tài)?？梢詫?實時數(shù)據(jù)進行可視化處理。設置堆棧指針 MOV A, LECTR 32 CJNE A, 00AAH, CSTART MOV A, ELECTR+1 CJNE A, 55H, CSTART HSTART: CLR A 。 CLR TIME160K LCALL CONVTEMP 。讀取轉(zhuǎn)速給定值 MOV R4, 62H 。判別轉(zhuǎn)速偏差值 JNB S1 。取轉(zhuǎn)速偏差值 e(k) MOV R4, 6AH MOV R3, 6BH 。保存結(jié)果