【正文】 %tⅢ600～1700177。1℃或177。1℃或177。℃或177?！婊?77?！婊?77?！婊?77。在論文的完成過程中，得到了很多人的熱情幫助，在他們的幫助和指導(dǎo)下，我克服了諸多困難，順利的完成了。 (3)在檢定爐溫度控制方面，綜合PID控制和模糊控制的優(yōu)點，設(shè)計了參數(shù)模糊自動整定的PID控制器。在硬件和軟件設(shè)計上采用以下多項措施，保證數(shù)據(jù)采集精度。 熱電偶檢定數(shù)據(jù)處理流程圖 控制算法程序流程圖第6章 結(jié)論 隨著計算機(jī)技術(shù)、檢測控制技術(shù)的發(fā)展和計算機(jī)硬件成本的下降，計算機(jī)控制系統(tǒng)在各種領(lǐng)域中得到了飛速的發(fā)展，以前靠人工或常規(guī)儀器儀表完成的工作逐漸被計算機(jī)控制系統(tǒng)取代。這樣，要計算出熱電偶檢測的溫度值，必須查三次分度表。 (4)檢定 當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到第一個檢定點設(shè)定值時，計算機(jī)判斷爐溫是否已達(dá)到檢定要求，如果爐溫不夠穩(wěn)定，繼續(xù)保溫。 。 (2)通信處理模塊 該模塊完成計算機(jī)與數(shù)字測量儀之間的通信處理，實現(xiàn)計算機(jī)對數(shù)字測量儀測量電量信號及量程切換，完成采樣數(shù)據(jù)的讀取。同理，可以計算出△KI、AKD的模糊控制器的查詢表，下面分別是△KP、△KI、△KD的模糊控制表。規(guī)則如果Ai且Bi，那么Ci的模糊關(guān)系可以表示為： （）在推理計算過程中可以寫成并集形式。 (3)當(dāng)|e|較小即接近于設(shè)定值時，為使系統(tǒng)有良好的穩(wěn)態(tài)性能，應(yīng)增加KP和KI的取值，為避免系統(tǒng)在設(shè)定值附近出現(xiàn)振蕩，并考慮系統(tǒng)的抗干擾性，KD的取值相當(dāng)重要。但KD過大，會使響應(yīng)過程提前制動，從而延長調(diào)節(jié)時間，而且會降低系統(tǒng)的抗干擾性能。 (2)積分作用系數(shù)KI的作用是消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。 E、EC、△KP、△KI、△KD隸屬度函數(shù)根據(jù)上面E、EC、△KP、△KI、△KD隸屬度函數(shù)，： 語言變量賦值表變量6543210123456語言變量PB000000000001PM00000000010PS00000001000ZO00000100000NS00010000000NM01000000000NB100000000000 PID參數(shù)模糊調(diào)整規(guī)則參數(shù)模糊自調(diào)整PID控制器就是找出在不同時刻PID三個參數(shù)與e和ec之間的模糊關(guān)系，在運行中不斷檢測e和ec，根據(jù)模糊控制原理來對三個參數(shù)進(jìn)行在線修改，以滿足不同的e和ec對控制參數(shù)的不同的要求，而使被控對象有良好的動、靜態(tài)性能。 ，根據(jù)模糊PID控制器結(jié)構(gòu)圖可知，PID參數(shù)的校正部分實質(zhì)是一個二維的模糊控制器。模糊控制器抗干擾能力強(qiáng)，響應(yīng)速度快。在式()中，令△e(k)=e(k)e(k1)，則有 （）在式()中，令Ki=Kp/Ti，Kd=KpKd，則有 （） 為了避免在求取控制量u(t)時對偏差求和運算，在實際應(yīng)用中通常采用增量式： △u(k)=u(k)一u(k1) ()由于 () 并且 △e(k)=e(k)e(k1) △e(k1)=e(k1)e(k2)所以有 （）摸糊控制系統(tǒng)是采用計算機(jī)控制技術(shù)構(gòu)成的一種具有反饋通道的閉環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)字模糊控制系統(tǒng)。實驗表明，在熱電偶檢定系統(tǒng)中，采用常規(guī)的PID控制算法，會產(chǎn)生較大的超調(diào)，溫度雖然最后能夠穩(wěn)定下來，但調(diào)節(jié)時間很長，很難達(dá)到用戶提出的技術(shù)指標(biāo)。 對于不同的被控對象，T、K、τ的數(shù)值有所不同，對于同一臺檢定爐，它們的值也隨爐溫的變化而改變［10］。在保溫層一定情況下，檢定爐溫度越高則散熱量越大，△QS與△T有線性關(guān)系： （）將()代入()則： （）令，代入()，則整理后得： （） 式中，Kl為時間常數(shù)，K2為溫度相對于散熱量的放大系數(shù)。 作為溫控對象的檢定爐，對其進(jìn)行溫度控制的實質(zhì)應(yīng)該是加熱與散熱的動態(tài)平衡。在實際系統(tǒng)中，爐溫問題是相當(dāng)復(fù)雜而又難以用數(shù)學(xué)公式精確描述的問題。為了保證系統(tǒng)硬件的可靠性，同時為了縮短開發(fā)周期，降低技術(shù)風(fēng)險，本系統(tǒng)選用總線結(jié)構(gòu)的控制機(jī)來實現(xiàn)系統(tǒng)硬件的功能。 D/A調(diào)整： (1)D/A零點調(diào)整：將D/A轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)置為0，適當(dāng)調(diào)整W10(D/A0)、W12(D/A1)使D/A輸出為0V。初始地址的選擇范圍一般為0100H～0378H之間。其模入模出信號均由卡前端的26線扁平帶纜插頭與外部信號源及設(shè)備連接。當(dāng)故障排除后，按一下過流復(fù)位按鈕，解除封鎖，設(shè)備軟啟動； (5)配有手動調(diào)節(jié)和與自動化儀表輸出信號相連的自動調(diào)節(jié)方式； (6)輸入規(guī)格：0～10V、4～20mA可選［7］。 控溫子系統(tǒng)原理框圖 主要性能特點： (1)觸發(fā)脈沖寬度≥90176。自動控制時對儀表無干擾，廣泛應(yīng)用于負(fù)載要求連續(xù)平滑調(diào)節(jié)、低電壓大電流以及控制精度要求較高或不允許大電流沖擊的單相控制系統(tǒng)。(4)線路連接。 端口地址與功能表 端口操作地址操作命令功能基地址+0讀寫A組前8路開關(guān)量輸入信號基地址+1讀寫A組后8路開關(guān)量輸入信號基地址+2寫寫B(tài)組前8路開關(guān)量輸出信號基地址+3寫寫B(tài)組后8路開關(guān)量輸出信號開關(guān)量輸入輸出信號的數(shù)據(jù)格式采用的是位方式，即一個字節(jié)中的任意一位對應(yīng)一路輸入輸出信號。應(yīng)根據(jù)主機(jī)硬件手冊給出的可用范圍以及是否插入其它功能卡來決定本卡的I/O基地址，并從基地址開始占用連續(xù)4個地址［6］。當(dāng)主機(jī)加電啟動或使用RESET開關(guān)使主機(jī)硬復(fù)位時，卡上的復(fù)位清零電路使各組輸出均為零，即驅(qū)動器三極管截止。該卡工作時，計算機(jī)送“1使驅(qū)動器三極管導(dǎo)通，計算機(jī)送“0使驅(qū)動器三極管截止。10％)≤400mA 9) 環(huán)境要求：工作溫度： 10℃～40℃ 相對濕度： 40％～80％ 存貯溫度：55℃～+85℃ 10) 外型尺寸(不含檔板)： 長高=160mm106mm()(2)工作原理：在熱電偶自動檢定系統(tǒng)中只使用了該卡的開關(guān)量輸出回路，卡上有16路開關(guān)量輸出回路可用于外部電路的開關(guān)控制，其每路最大輸出電流200mA左右，開關(guān)量輸出部分工作原理如圖所示。 5) 輸出回路供電要求：+12V～+36V 6) 最大輸出電流： ≤200mA/每路；可直接驅(qū)動繼電器。輸出部分具有上電和主機(jī)復(fù)位后自動清零功能。 (一)HH54P小型繼電器HH54P小型繼電器是引進(jìn)日本富士電機(jī)株式社全套轉(zhuǎn)悠制造技術(shù)生產(chǎn)的高可靠性繼電器，具有體積小、重量輕、開閉容量大、可靠性高、壽命長等特點，適用于交流50Hz或60Hz，電壓至240V，直流電壓至110V的控制電路，供電子設(shè)備、通訊設(shè)備、電子計算機(jī)通訊設(shè)備、自動化控制裝置等動作切換電路及擴(kuò)大控制范圍之用?？刂撇糠钟煽販?zé)犭娕肌／A接口卡、可控硅觸發(fā)器、電壓調(diào)整器和檢定爐組成；測量部分由通道掃描裝置、開關(guān)量控制接口卡、數(shù)字測試儀、標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻、標(biāo)準(zhǔn)熱電偶及被檢熱電偶組成。標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻采用四線制連接到多路切換裝置的信號輸入端，熱電偶通過補償導(dǎo)線延長接至檢定多路切換裝置其它信號輸入端。系統(tǒng)所有資源都是在它的指揮管理下協(xié)調(diào)工作的，它的主要功能有： (1)提供友好的用戶界面，包括檢定參數(shù)輸入、檢定過程狀態(tài)顯示； (2)多路掃描開關(guān)通道選擇； (3)程控切換測量儀的檔位及量程，讀取采樣數(shù)字信號； (4)控溫算法軟件實現(xiàn)，輸出4～20mA的控制信號，控制檢定爐加熱電流； (5)檢定爐恒溫狀態(tài)的判斷； (6)熱電偶斷線，報警輸出及緊急斷電； 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)及工作原理 系統(tǒng)組成框圖 熱電偶自動檢定系統(tǒng)的硬件框架結(jié)構(gòu)由測量、控制和上位機(jī)三大模塊組成。D／A接口模塊選擇插在計算機(jī)的擴(kuò)展槽中專用的計算機(jī)接口板，計算機(jī)根據(jù)特定的控制算法，利用D／A接口模塊將計算出的控制量結(jié)果，轉(zhuǎn)變成4～20mA的模擬量給可控硅調(diào)壓器觸發(fā)板的控制端?？煽毓璧膶?dǎo)通時刻由可控硅電壓調(diào)整器中的觸發(fā)脈沖電路產(chǎn)生的脈沖信號決定的。本文對爐溫控制系統(tǒng)的設(shè)計思想來源于用電壓調(diào)整器控制可控硅導(dǎo)通角的原理。這樣數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣精度，完全由電量測試儀分辨率和多通道切換開關(guān)的寄生電勢大小決?！?，沒有中間環(huán)節(jié)，精度得到了進(jìn)一步提高，提高了儀表的復(fù)用率，節(jié)省硬件開支。℃，采取防波動措施后，℃℃的誤差要求［3］?！妗? (1)直接借用CPU內(nèi)部溫度傳感器，如Cygnal的CF020。在實際應(yīng)用中，常用的熱電偶冷端補償方法有冷端恒溫法、補償導(dǎo)線法、冷端溫度校正法、電橋補償法、二極管補償法、集成溫度電路補償法等。因此要采用適當(dāng)?shù)拇胧涠藴囟冗M(jìn)行補償，使熱電偶測溫準(zhǔn)確而且方便。 (3)冷端自動補償 用戶提出在檢定系統(tǒng)中不采用冰槽作為參考端恒溫器，熱電偶冷端溫度不為0℃，需要考慮進(jìn)行冷端補償。如何減少采樣子系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，保證采樣數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，是需要解決的技術(shù)難點之一。 通過進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，明確了熱電偶自動檢定系統(tǒng)所要達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)或特點。美國Hart’s NVLAP accredited Metrology Laboratory 使用比較法可以對200℃到1100℃測溫范圍的溫度計進(jìn)行自動校準(zhǔn)。設(shè)置若干溫度檢定點，當(dāng)檢定爐在某一設(shè)定溫度點穩(wěn)定后，直接測量標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和被檢熱電偶的熱電勢，并分別轉(zhuǎn)化成測量溫度值，計算出被檢熱電偶與標(biāo)準(zhǔn)熱電偶在當(dāng)前檢定點測量的熱電動勢誤差和溫度誤差，判斷被檢熱電偶是否合格。在傳統(tǒng)檢定過程中，用電位計通過手動轉(zhuǎn)換開關(guān)讀取在不同檢點的標(biāo)準(zhǔn)電偶、被檢電偶的熱電勢，然后根據(jù)檢定規(guī)程對檢定數(shù)據(jù)進(jìn)行手工統(tǒng)計處理，并把將結(jié)果填表記錄。熱電偶種類繁多、結(jié)構(gòu)多樣、測量范圍廣(40~1600℃)、性能可靠，是生產(chǎn)中最常見的溫度傳感器之一。在傳統(tǒng)的檢定過程中，用電位差計通過手動轉(zhuǎn)換開關(guān)讀取在不同檢點的標(biāo)準(zhǔn)電偶、被檢電偶的熱電勢，然后根據(jù)檢定規(guī)程對檢定數(shù)據(jù)進(jìn)行手工統(tǒng)計處理，并把結(jié)果填表記錄。另外，在長期的應(yīng)用過程中，熱電偶出現(xiàn)老化變質(zhì)的現(xiàn)象。關(guān)鍵詞：熱電偶；自動檢定；模糊控制；PID參數(shù)整定；數(shù)據(jù)采集Automatic The