【正文】 然而，基于智能儀表的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要考慮的問題還很多，因此本流量控制裝置系統(tǒng)仍然有繼續(xù)研究的空間，通過對本課題總結(jié)，還可以從以下幾個(gè)方面繼續(xù)研究 : 1. 可以引進(jìn) 模糊控制與 PID 控制相結(jié)合提高 PID 控制速度和準(zhǔn)確度。令調(diào)節(jié)器的輸出 X(t)為階躍信號(hào)，則 圖 10 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)方框圖 對象經(jīng)測量變送器后的輸出 Y（ t），如圖 11 所示。在求取等幅振蕩曲線時(shí)，應(yīng)特別注意控制閥出現(xiàn)開、關(guān)的極端狀態(tài)。 （一） 經(jīng)驗(yàn)法 若將控制系統(tǒng)按照液位、流量、溫度和壓力等參數(shù)來分類，則屬于同一類別的系統(tǒng)，其對象往往比較接近，所以無論是控制器形式還是所整定的參數(shù)均可相互參考。這種調(diào)節(jié)器的主要缺點(diǎn)是使系統(tǒng)有靜差存在。~0176。完全等同于隨機(jī)型 SSR移相觸發(fā)器。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇及連接 在輸出通道功率控制中，一般采用繼電器、可控硅等開關(guān)器件。 T 定義為某電爐以某功率開始升溫，當(dāng)其升溫速率達(dá)到最大值的 %時(shí)所需要的時(shí)間， T 值單位是 s。 參數(shù) M 值主要對調(diào)節(jié)算法中的積分作用進(jìn)行調(diào)整。兩者存在的關(guān)系如下 : 比例作用 =K(1/t) ? ? ?dtK 11??微分作用 式中， K 為系數(shù) 。系統(tǒng)具有無超調(diào)和高控制精度等特點(diǎn) 。 4) RS485 接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)，一般只需二根連線，所以 RS485 接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。 RS485 串行標(biāo)準(zhǔn)接口 串行通訊方式具有使用線路少、成本低的特點(diǎn)，在遠(yuǎn)程傳輸時(shí)被廣泛采用。 DIH：輸入上限顯示值。計(jì)算機(jī)采用 PC 機(jī)，用于運(yùn)行監(jiān)控軟件，執(zhí)行控制算法，完成控制功能。 AI 調(diào)節(jié)器即人工智能調(diào)節(jié)器，是把 CPU，存儲(chǔ)器， 顯示器，鍵盤 I/O 接口，通訊接口以及軟件集成在一起的所謂 CPU 模塊。在這里還包括一個(gè)熱電偶和熱電阻非線性校正的線性化電路，這是本電路的顯著特點(diǎn)。 DC 集中供電，變送器內(nèi)無電源，實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)的“二線制”接入方式。因此， Si 二極管可作為測量 50100℃ 溫度范圍的溫度傳感器 ，其精度為士 ℃。 (23) 其中 ,為飽和電流 ， 0I 為二極 管指數(shù)， ? 對于理想狀況等于 1，而對于實(shí)際的二極管，大約取 1 到 2 之間的值。但在實(shí)際測量中很難做到參比端溫度為 0℃，因此不能直接應(yīng)用分度表， 而要通過實(shí)測參比端的溫度，并由軟件查表處理。 tEtEtE ABABAB ?? (21) 熱電勢 ? ?。并進(jìn)行傳感器的選擇，智能儀表的原理的介紹，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇，控制算法以及參數(shù)整定。 目前我國在測控儀表研究與生產(chǎn)應(yīng)用中，總結(jié)了很多經(jīng)驗(yàn)，但國內(nèi)生產(chǎn)的溫度控制器及測溫儀表來說，總體發(fā)展水平仍然不高。 被測量 控制量 面板 CRT 鍵盤 LED/LCD GPIB RS— 232 微型打印機(jī) 圖 1 智能化測量控制儀表的基本組成 以單片機(jī)為核心的智能化測量儀表為例，如圖 1 所示，單片機(jī)是儀表的主體，對于小 型儀表來說，單片機(jī)內(nèi)部的存儲(chǔ)器滿足要求：大型儀表要進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理及復(fù)雜的控制功能，其監(jiān)控程序較大，測量數(shù)據(jù)較多，這時(shí)就需要在單片機(jī)外部擴(kuò)展片外存儲(chǔ)器。 在計(jì)算機(jī)誕生的最初年代，人們就開始利 用計(jì)算機(jī)對測量結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)， 分析，加工處理。本文以電阻爐為控制對象、智能儀表為控制工具、熱電偶為溫度傳感器、移相觸發(fā)模塊為執(zhí)行元件、 RS485 串口通信設(shè)計(jì)溫度控制系統(tǒng)。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 。隨后出現(xiàn)的以小型機(jī)為基礎(chǔ)的自動(dòng)測控系統(tǒng)就可將各種被測參數(shù)等通過模數(shù)轉(zhuǎn)換送入計(jì)算機(jī)，使測量參數(shù)得到及時(shí)的處理。被測量的模擬信號(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)。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)測控，難以控制復(fù)雜的大滯后時(shí)變溫度系統(tǒng)。下面具體討論硬件電路 。 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。另外，熱電勢與溫度呈非線性關(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]。對于理想的 PN 結(jié)二極管，可用下式表示 ????????? kTRI g?exp。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 二極管的測溫范圍。 e. 采用了安全火花防爆措施，適用于具有爆炸危險(xiǎn)場合的溫度或直流毫伏信號(hào)的檢測。 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。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。輸入輸出通道由AI 調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)。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。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。 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]。針對不穩(wěn)定的非線性復(fù)雜調(diào)節(jié)對象，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) 。t 為滯后時(shí)間與控制周期的比值， t1。 M 值越小，系統(tǒng)積分作用越強(qiáng)。引人參數(shù) T 并正確設(shè)置時(shí)，可以完全解決溫度控制的超調(diào)現(xiàn)象及振蕩現(xiàn)象，同時(shí)使控制響應(yīng)速度最佳。本系統(tǒng)采用 杭州西子固態(tài)繼電器廠 生產(chǎn)的移相 觸發(fā)模塊的 G 系列， 該產(chǎn)品在同步電壓作用下（此同步電壓還作為模塊的工作電源），經(jīng)同步相位檢測、移相、觸發(fā)，便可以用 05VDC信號(hào)自動(dòng)控制或電位器手動(dòng)控制，產(chǎn)生 150176。在應(yīng)用中只需提供 18V 的電網(wǎng)同步電壓，電極以插片連接，使用極為方便。 150176。 比例積分 (PI)調(diào)節(jié) PI 調(diào)節(jié)器的積分部分能使系統(tǒng)的類型數(shù)提高，有利于消除靜差，但它又使 PI 調(diào)T R I A C J K K+ 5 V C O N C O MAG` 電阻爐4 2 0 m A節(jié)器的相位滯后量減小，系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差，其傳遞函數(shù)為 GC(S)=KP(1 1ITS?) （ 31