單片機(jī)閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-文庫吧資料
2025-05-22 15:16本頁面
【正文】 以選用既有隔離又有觸發(fā)功能的 MOC304l。 采用 PID 控制算法，利用微分作超前補(bǔ)償以解決溫度的惰性問題。 1． 2． 2 電控制執(zhí)行電路的設(shè)計(jì) 該部分電路是利用 89C51 單片機(jī)對(duì)溫度器作實(shí)時(shí)控制， 由輸出來控制電爐或風(fēng)扇，電爐可以近似建立為具有滯后性質(zhì)的一階慣性環(huán)節(jié)數(shù)學(xué)模型。 )超低溫漂移高精度運(yùn)算放大器 0P07 將溫度 — 電壓信號(hào)進(jìn)行放大，便于 A／ D 進(jìn)行轉(zhuǎn)換， 輸入計(jì)算機(jī)作進(jìn)一步的處理， 以提高溫度采集電路的可靠性?？紤]到溫度信號(hào)為低電平緩變信號(hào)，對(duì) A／ D 轉(zhuǎn)換速度要求不高，為此，選用實(shí)效價(jià)廉的ADC0809，而且，還可以根 據(jù)需要擴(kuò)展測(cè)量 8 路溫度信號(hào)。 1． 2 I/O 通道的硬件電路的設(shè)計(jì) 就本系統(tǒng)來說，需要實(shí)時(shí)采集水溫?cái)?shù)據(jù)，然后經(jīng)過 A／ D 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，送入單片機(jī)中的特定單元，然后一部分送去顯示；另一部分與設(shè)定值進(jìn)行比較，通過 PID 算法得到控制量并經(jīng)由單片機(jī)輸出去控制電爐加熱或風(fēng)扇降溫。本系統(tǒng)選用的 89C51 芯片時(shí)鐘可達(dá) 12MHz，運(yùn)算速度快，控制功能完善。 如果采樣溫度小于設(shè)定溫度，則單片機(jī)的 ， 89C51 內(nèi)部導(dǎo)通，雙向可控硅控制端 G 端出現(xiàn)同步觸發(fā)脈沖，控制可控硅導(dǎo)通 ， 接通加熱器 使溫度升高； 溫度升高到設(shè)定值時(shí)，單片機(jī)的 腳自動(dòng)輸出低電平， 89C51 內(nèi)部截止，雙向可控硅斷開， 關(guān)閉加熱器，如果采樣溫度 TX大于設(shè)定溫度 T，則單片機(jī)的 腳輸出高電平 ，接通冷卻器或風(fēng)扇使溫度降低，直到兩者的溫度相同后，再讓單片機(jī)的 腳輸出低電平，關(guān)閉冷卻器或風(fēng)扇，從而使系統(tǒng)的溫度保持在所要求的溫度值上 ，達(dá)到溫度控制的目的。將采樣溫度與設(shè)定溫度進(jìn)行比較， 如果 TX≠ T，則按照設(shè)計(jì)好的 PID 算法對(duì)偏差（采樣溫度 — 設(shè)定溫度）進(jìn)行運(yùn)算、處理，得到一個(gè)調(diào)節(jié)量。硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖 1 所示。它們的邏輯關(guān)系圖如圖所示。 MOC304X 芯片是一種集成的帶有光耦合的雙向可控硅驅(qū)動(dòng)電路。輸入模塊主要完成對(duì)溫度信號(hào)的采集和轉(zhuǎn)換工作，由溫度傳感器及其與單片機(jī)的接口部分組成。所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)有以下功能： (1)溫度控制設(shè)定范圍為40~90C，最小區(qū)分度為 ，標(biāo)定溫差 ，靜態(tài)誤差 ；（ 2）實(shí)現(xiàn)控制可以升溫也可以降溫；（ 3）實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前溫度值；（ 4）按鍵控制：設(shè)置復(fù)位鍵、功能轉(zhuǎn)換鍵、加一鍵、減一鍵；（ 4）越限報(bào)警。溫度控制采用改進(jìn)的 PID 數(shù)字控制算法，顯示采用 3 位 LED 靜態(tài)顯示。 溫度控制是工業(yè)生產(chǎn)過程中經(jīng)常遇到的過程控制，有些工藝過程對(duì)其溫度的控制效果直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，因而設(shè)計(jì)一種較為理想的溫度控制系統(tǒng)是非常有價(jià)值的。盡管這種方法已經(jīng)被人們廣泛采用，但是由于控制對(duì)象的復(fù)雜及多樣性，在有些情況下未能獲得滿意的控制精度。在控制精度要求不高的情況下，人們往往采用開環(huán)控制，這種控制方式結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)。 thermoelectric couple。 PID arithmetic。t respond, but also the utilization of the puter is big for lower. Adopt the kind period too long ， also is not fit, because interference can39。 關(guān)鍵詞：單片機(jī)； PID 算法 ； 串行通訊；熱電偶； 溫度控制 Abstract This text introduced a kind of PID water temperature control system. It can choose and modify the PID parameters by SCM expediently. Moreover, via munication between the Computer and SCM, It can visually control the industry process temperature with the extensive PID arithmetic. It is an actual cooker to spreads to feel with the temperature machine will examine temperature A/ D conversion, sending into the puter inside, proceeding the parison with the initial value, having to out the deviation. Press PID calculate way to proceed the correction to this deviation, beg to should of the control measures the control can control the silicon drives the machine, regulating the heating power of the electric stove, thereby realize to the control of the cooker temperature . Therefore the cooker temperature data accuracy that collects is very importance. Make use of 89 C51s the single a machine realizes temperature intelligence control, can plete automatically the data collect, handles, buffer, convert, bining the proceeding PID puts into practice the control handles and show with the keyboard terminal, including the correction of each parameter number. But should notice in control process, adopt the kind period can39。采樣周期太長 ,也 是 不合適，因?yàn)楦蓴_無法及時(shí)消除，使調(diào) 節(jié)品質(zhì)下降。利用 89C51 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)溫度智能控制，能自動(dòng)完成數(shù)據(jù)采集 、處理 、緩沖、轉(zhuǎn)換、并進(jìn)行 PID實(shí)施控制和 鍵盤終端處理及 顯示 ，包括各參數(shù)數(shù)值的修正 。對(duì)此偏差按 PID 算法進(jìn)行修正，求得對(duì)應(yīng)的控制量控制可控硅驅(qū)動(dòng)器，調(diào)節(jié) 電爐 的加熱功率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì) 爐 溫的控制。 該 系統(tǒng)利用單片機(jī)可以方使地實(shí)現(xiàn)對(duì)PID 參數(shù)的選擇與設(shè)定；也可以通過計(jì)算機(jī)與單片機(jī)的串行通訊，實(shí)現(xiàn)工業(yè)過
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