食品倉儲溫度控制系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-08-26 03:22 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 普通型變頻器，其主要特點是變速快，結(jié)構(gòu)簡單易于維護，操作簡單，可靠性高。交流變頻器在該系統(tǒng)中主要作用是來改變執(zhí)行機構(gòu)對溫度調(diào)節(jié)的速度快慢，本系統(tǒng)對調(diào)節(jié)時間要求并不高，所以選用交流變頻器能夠達到所期望的目的，市場上普通型交流變頻器的價格并不高，對本系統(tǒng)的成本并沒有影響，所以該變頻器是滿足本系統(tǒng)的最佳變頻器。 LED顯示與鍵盤電路本系統(tǒng)采樣三位顯示作用，第一位顯示溫度的正負，第二位顯示溫度的整數(shù)位，第三位顯示的是溫度的小數(shù)位，根據(jù)規(guī)定的溫度范圍所得。LED顯示是由發(fā)光二極管組成的顯示器，是智能化測量控制儀表中簡單而又常用到的設(shè)備，常用來指示機器的狀態(tài)或其他信息。他的優(yōu)點是價格低，壽命長，對電壓電流的要求低容易實現(xiàn)等，因而在智能化控制儀表中得到了廣泛應(yīng)用。在多位LED顯示時，為了簡化電路，通常將所有位的段選線相應(yīng)的并聯(lián)在一起，由一個8位I/O口控制，形成段選線的復(fù)用。而各位的共陽極和共陰極分別由相應(yīng)的I/O口線控制，實現(xiàn)各位的分時選通。各位LED能夠顯示出與本位相應(yīng)的顯示字符，必須采用掃描顯示方式，即在某一時刻，只讓某一位的位選線處于選通狀態(tài)，同時，段選線上數(shù)出相應(yīng)的輸出碼，這樣同一時刻，3位LED中只有選通的那位顯示數(shù)值，本系統(tǒng)顯示精確到小數(shù)點后一位， 186。C時，相應(yīng)的顯示為，百位+、十位各位5。 系統(tǒng)總電路圖系統(tǒng)電路連接包括單片機，A/D轉(zhuǎn)換，傳感器，單片機，顯示電路，鍵盤電路及執(zhí)行單元，通過各引腳將各單元連接起來，其連接電路圖如下所示。 總電路圖第4章 軟件設(shè)計 單片機軟件設(shè)計本系統(tǒng)設(shè)計要求是能夠?qū)崟r的測溫并顯示所測得的溫度以及根據(jù)要調(diào)節(jié)的溫度，采用一定的算法使控制的溫度與所調(diào)節(jié)的相符。在設(shè)計該系統(tǒng)時，根據(jù)控制系統(tǒng)的實時測量，實時決策，實時控制來完成，將程序分解成模塊來處理。軟件程序所要完成的任務(wù)：（1） 利用A/D來完成對倆個通道進行選擇（2） 鍵盤掃描、識別、溫度顯示（3） 數(shù)據(jù)處理（4） 越限處理（5） PID運算 主程序：主程序只需要進行一些AT89C52本身的初始化，然后等待中斷的產(chǎn)生，初始化包括中斷允許寄存器的設(shè)置，對中斷的優(yōu)先級IP的設(shè)定，T0的初始化，等待中斷。 T0中斷服務(wù)程序：T0中斷程序是溫度控制系統(tǒng)的主體程序，用于啟動轉(zhuǎn)換，讀入采樣數(shù)據(jù)，數(shù)字慮波，越限溫度報警和越限處理，計算等。從T0中斷程序中，還需要用到一系列的子程序，如溫度采用值的子程序，數(shù)字濾波子程序限處理子程序，計算子程序，標度轉(zhuǎn)換程序和溫度顯示程序。常規(guī)PID控制是一種線性控制。被控對象積分比例微分+r（t）e（t）c（t） PID控制原理圖在制冷控制中，根據(jù)給定溫度值與實際輸出溫度值構(gòu)成控制偏差=，然后將偏差按比例、積分、微分，通過線性組合構(gòu)成控制量，控制被控對象，控制規(guī)律是：其中，是比例系數(shù)，是積分時間，是微分時間。對于制冷機來說，采用變頻器來控制，因此其PID控制規(guī)律可采用增量式差分方程：其中，K為采樣序號，是第K次時計算機輸出值，是第K次采用輸入 差值， 為第K1次采用輸出偏差值。把測得的倉儲溫度與設(shè)定值相比，便可得到二者的偏差，然后經(jīng)過PID的運算，得到控制器的輸出量，驅(qū)動變頻器改變執(zhí)行機構(gòu)功率，來改變倉儲內(nèi)部的溫度。PID參數(shù)的整定控制系統(tǒng)質(zhì)量的好壞取決于控制器與被控對象之間的特性配合是否恰當，因此PID控制器的參數(shù)應(yīng)由被控對象來空調(diào)機來確定。由于空調(diào)機是一個多參數(shù)，大慣性的對象，可將其看作延遲對象，應(yīng)滿足：其中，是空調(diào)機的時間常數(shù)，由于被控對象中有儲能環(huán)節(jié)，對于突變的輸入，其輸出不能立即復(fù)現(xiàn)，因此時間常數(shù)反映了一個系統(tǒng)自動平衡的時間長短，為空調(diào)機的延時，表示輸出量復(fù)現(xiàn)輸入量所需要的延時一段時間，為空調(diào)機的增益，反映了對象的自平衡性，s為拉普拉斯變換算子?？照{(diào)機的特性參數(shù)K、T、將隨著熱負荷的大小變化而變化，可以通過實驗反復(fù)曲線法求得。實驗如下，給壓縮機一個速度階躍，空調(diào)機的制冷量將對應(yīng)一個響應(yīng)，可以測得空調(diào)機響應(yīng)制冷的一個曲線。然后根據(jù)響應(yīng)曲線求得T、K、分別為：其中，為空調(diào)機流量的階躍變化，為空調(diào)機制冷量的變化。對應(yīng)求得： 根據(jù)執(zhí)行機構(gòu)空調(diào)機的參數(shù)得到該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為： = 又因為 所以 由增量型公式： 其中，本實驗選用傳遞函數(shù)為： G（s）= 1/（+1）*2/（+1）通常取，從圖中可得到=通常取，從圖中可得到 求得PID調(diào)節(jié)器控制參數(shù) 根據(jù)求得的數(shù)據(jù)計算偏差值，并控制偏差值5%，若偏差值5%，采用PID參數(shù)整定法將偏差值控制在5%以內(nèi)，這樣才能夠保證能夠?qū)崿F(xiàn)所要求的溫度范圍內(nèi)，即將溫度控制在5~+5攝氏度。由此看出，空調(diào)機是一個多參數(shù)相互耦合的系統(tǒng)，各種干擾導致其右強烈的非線性，因此在采用滯后一個慣性環(huán)節(jié)時，進行了線性處理，才得到了PID控制參數(shù)，PID控制算法能使空調(diào)機的參數(shù)K、T、在一定范圍內(nèi)變化，仍具有一定的適應(yīng)性，這也是很多制冷系統(tǒng)采用PID算法的原因。 系統(tǒng)設(shè)計流程圖本系統(tǒng)編程采樣單片機編程，利用所學知識來完成各部分編程，本程序設(shè)計采用?；O(shè)計思路，這種設(shè)計方法特點
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