【文章內(nèi)容簡介】 中，上計 算機的監(jiān)視部，以實現(xiàn)可視化，提高了系統(tǒng)的自動化程度。 國內(nèi)的大部分回流焊爐生產(chǎn)商均采用了這種控制方式。 監(jiān)控軟件 PLC 通訊單元 變頻器 電機 PLC CPU 單元 PLC 控制執(zhí)行單元 熱電偶輸入單元 各溫區(qū)熱電偶 各溫區(qū)加熱元件 12 基于微控制器的計算機控制系統(tǒng)采用上位機和下位機結(jié)構(gòu) 圖 基于微控制器的計算機控制系統(tǒng)采用上位機和下位機結(jié)構(gòu)圖 PC 負(fù)責(zé)可視化操作，如曲線，遠(yuǎn)程監(jiān)控等。下位機采用單片核心為核心，構(gòu)建系統(tǒng)模塊，包括信號采集，顯示，接口控制等。有許多微控制器的類型，如單芯片， DSP 等型號。信號采集模塊負(fù)責(zé)各種 物理參數(shù)和檢測，數(shù)據(jù)采集，放大，電參數(shù) A/D 轉(zhuǎn)換：微控制器負(fù)責(zé)單片機內(nèi)部程序 。數(shù)據(jù)采集是顯示模塊，以顯示實時中 。開關(guān)負(fù)責(zé)各種輸出單元，諸如繼電器，頻率轉(zhuǎn)換器控制的輸出模塊 。模擬量輸出模塊負(fù)責(zé)對變頻器的控制。 方案比較 基于沒有基于計算機控制系統(tǒng)的微控制器 PLC 電腦控制，采用上位機和下位機結(jié)構(gòu)靈活和高性價比的基礎(chǔ)上，控制系統(tǒng)更加困難的微控制器，以建立良好的抗干擾性能。在實際的設(shè)計生產(chǎn)過程中還需要有更高的技術(shù)要求。我選擇的是第二種設(shè)計方案。 監(jiān)控軟件 通訊模塊 微控制器 模擬量輸出模塊 開關(guān)量輸出模塊 信號采集模塊 頻率測量模塊 顯示模塊 13 3 單元模塊設(shè)計 各單元模塊功能 介紹及電路設(shè)計 測溫電路 圖 測溫電路 測溫主要是通過 PT100 的熱電阻分度表來查閱，給電路通電后會產(chǎn)生一個電流，因為 0℃時電阻為 100 歐姆所以要求電路中的電流恒定為 1mA，電路圖中 R7與 RP2 串聯(lián)后并入一個 R8， mAvr 1/? ，通過測電壓計算出對應(yīng)的電阻值，最后通過 PT100 熱電阻分度表來查閱溫度。 PT100 介紹 PT100 是鉑熱敏電阻器和電阻隨溫度的變化。經(jīng)過 PT100 的表示它是在 0100 歐姆在 的溫度，大約 100 歐姆的電阻。其工業(yè)原理：當(dāng) PT100 在 0攝氏度，他的 100 歐姆的電阻器，其電阻會上升，其電阻的溫度是均勻的。 Pt100 溫度傳感器為正溫度系數(shù)熱敏電阻傳感器，主要技術(shù)參數(shù)如下： 測量范圍： 200℃～ +850℃允許偏差值△℃： A 級177。（ ＋ │ t│）， B 級177。（ ＋ │ t│）； 14 最小置入深度：熱電阻的最小置入深度≥ 200mm； 允通電流 ≤ 5mA 此外， PT100 溫度傳感器具有抗震動，穩(wěn)定性好，精度高，壓力等。一個良好的線性鉑熱電阻， 0? 100 度之間變化的優(yōu)勢，最大的非線性誤差小于 攝氏度。 PT100 熱電阻分度表 溫度 ℃ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 電阻值 （ Ω ） 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 15 190 200 210 220 230 240 圖 熱電阻分度表 程序處理 一般在使用的 Pt100 的溫度采集計劃將模擬信號 AV 放大器 LM358 采集溫度采樣，即 A/D 轉(zhuǎn)換。 A/D 處理包括兩個方面，一個是 A/D 值濾波，二是 A/D 值與實際溫度轉(zhuǎn)換。由于干擾或電路的噪聲的存在，在采樣過程將取樣信號和實際信號的偏差的現(xiàn)象，可以出現(xiàn)在水平甚至信號的波動，以減少測量誤差的原因和實際采樣取樣 18 點，然后取出的兩個點，即最大和最小，剩余的 16 點平均的較大的偏差，以便得到的 A / D 轉(zhuǎn)換是接近實際值。 數(shù)字濾波操作，也將 A / D 轉(zhuǎn)換是常用的溫度方法的第二場比賽查表法和公式法的價值，查表的方法比較麻煩，而且精度不是很高，適合 NTC 溫度傳感器的線性度差 。公式法比較簡單，只需要確定比例系數(shù) K和 B 的標(biāo)準(zhǔn)差，適合更好的溫度傳感器的轉(zhuǎn)換 C語言實現(xiàn)線性： FT=（ ADC_data* K） B。 //轉(zhuǎn)換成溫度值。 （ ） 溫度，也可根據(jù)實際溫度和實時溫度控制的目的，設(shè)計也給控制算法，例如：模糊控制， PID 控制 等。下面是一個簡要介紹了 PID 控制原理，以了解更多信息，請參閱相關(guān)的書籍。 PID 工作原理 PID（ Proportional Integral Derivative）控制工程技術(shù)成熟，控制策略被廣泛使用，長期的工程實踐中，已經(jīng)形成了完整的控制方法和典型結(jié)構(gòu)。它不僅適用于控制系統(tǒng)的已知的數(shù)學(xué)模型，但也可用于工業(yè)過程，以確定也可以使用最數(shù)學(xué)模型，在許多工業(yè)過程控制取得了令人滿意的結(jié)果。 由于各種來自外界的干擾繼續(xù)生產(chǎn)，為了達(dá)到控制目的，以保持恒定的目標(biāo)時，控制必須進(jìn)行不斷。如果擾動使得現(xiàn)場控制 對象的值（以下，稱為受控參數(shù)）的變化，現(xiàn)場測試組件將被輸入發(fā)射機發(fā)送到 PID 控制器變更后收集，并且一個給定的值（以下簡稱為 SP）比較所述偏差值（ E 值），根據(jù)偏差的調(diào)節(jié)器我們設(shè)定控制信號的調(diào)諧參數(shù)控制法，改變調(diào)節(jié)器的開度，增加或減少的開度的調(diào)節(jié)器，以便控制對象的值的變化，并趨向于一個給定值（ SP 值） ，以達(dá)到控制的目的，事實上， PID 是比例，積分，微分運算的偏差（ E值）的本質(zhì)，根據(jù)所述過程控制執(zhí)行單元的計算結(jié)果。 16 溫度控制 PID 算法設(shè)計 使用位置型 PID 算法，溫度傳感器采樣輸入作為輸入，并且然后與該組 負(fù)偏差，然后到 PID 運算以產(chǎn)生輸出 FOUT，然后讓 FOUT 計時器控制，以控制所述加熱裝置。為了緩解 PID 運算，首先， PID 結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)類型是建立，并且 P， I，系數(shù) D，和 PID 算法的數(shù)據(jù)類型的設(shè)定值被保存，并且在歷史錯誤被累積和信息累積 : typedef struct PID { float SetPoint。 // 設(shè)定目標(biāo) Desired Value float Proportion。 // 比例系數(shù) Proportional Const float Integral。 // 積分系數(shù) Integral Const float Derivative。 // 微分系數(shù) Derivative Const int LastError。 // 上次偏差 int SumError。 // 歷史誤差累計值 } PID。 PID stPID。 // 定義一個 stPID 變量 PID 運算的 C 實現(xiàn)代碼 float PIDCalc( PID*pp, int NextPoint ) { int dError,Error。 Error=ppSetPoint*10－ NextPoint。 // 偏差，設(shè)定值減去當(dāng)前采樣值 ppSumError+=Error。 // 積分，歷史偏差累加 dError=Error－ ppLastError。 // 當(dāng)前微分，偏差相減 ppPrevError=ppLastError。 // 保存 ppLastError=Error。 return(ppProportion*Error+ppIntegral*ppSumErrorppDerivative*dError)。 } 其中 (ppProportion * Error)是比例項； (ppIntegral * ppSumError)是積分項； (ppDerivative * dError)是微分。 =========================================================================== PT100 分度表 50 度 歐姆 40 度 歐姆 17 30 度 歐姆 20 度 歐姆 10 度 歐姆 0 度 歐姆 10 度 歐姆 20 度 歐姆 30 度 歐姆 40 度 歐姆 50 度 歐姆 60 度 歐姆 70 度 歐姆 80 度 歐姆 90 度 歐姆 100 度 歐姆 110 度 歐姆 120 度 歐姆 130 度 歐姆 140 度 歐姆 150 度 歐姆 160 度 歐姆 170 度 歐姆 180 度 歐姆 190 度 歐姆 200 度 歐姆 =========================================================================== 18 加熱電路 圖 加熱電路 雙向可控硅