068基于虛擬儀器的電熱水器溫度控制系統(tǒng)—調(diào)壓方案-文庫吧資料
2025-05-11 22:46本頁面
【正文】 控制采集的當前溫度信號去逼近設定溫度值，達到控制溫度的目的。PID控制系統(tǒng)運行前，應先整定PID參數(shù)使之大小適度。 數(shù)據(jù)采集程序框圖（二）PID運算部分的設計，本設計選擇用公式節(jié)點編寫PID運算部分，且選擇式（24）引進積分分離的增量型PID控制算式。 ，程序框圖如附錄B所示。當PID運算偏差E（k）小于積分分離值時，KL=1，引進積分作用，以消除系統(tǒng)靜差。由于加入積分調(diào)節(jié)作用后會使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，動態(tài)響應變慢，所以在實際應用中往往采用積分分離以提高響應速度。本文也采用PID控制。本系統(tǒng)軟件設計主要有兩大模塊組成：溫度信號采集模塊、PID控制模塊。PCI6221型數(shù)據(jù)采集卡支持單極性和雙極性兩種模擬信號的輸入，信號輸入范圍分別為10V—+10V和0V—20V。此外，它還完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和存儲。在導通期間V0端輸出低電平，只有在交流電源過零的瞬間，2個二極管均截止，V0端輸出高電平，因此V0端得到周期為10ms的脈沖信號。本設計采用2個光電耦合實現(xiàn)過零控制。，其中RL為電阻絲，MOC3041為光耦，Z0409MF為可控硅，數(shù)據(jù)采集卡為NI公司的PCI6221數(shù)據(jù)采集卡，DGND為數(shù)據(jù)采集卡的接地端。在本設計中可以通過式（）把導通角α轉(zhuǎn)換成控制時間T1，式（）中，U0 為PID運算輸出的電壓值，Um為PID輸出的最大值。，在交流電源U1的的正半周和負半周，分別對VT1和VT2的開通角α進行控制就可以調(diào)節(jié)輸出電壓。 。本設計選擇的是調(diào)壓方案。r1，r 2，r 3即為引線電阻。（2） 選用高精度低漂移運算放大器OP07構(gòu)成運算放大電路。信號調(diào)理的作用是對溫度傳感器的輸出信號進行濾波和放大以滿足數(shù)據(jù)采集卡A/D輸入端電氣參數(shù)要求。溫度測量及調(diào)理電路主要由溫度傳感器和信號調(diào)理兩部分組成，用于對電熱水器溫度的檢測及信號調(diào)理。 電熱水器溫度控制系統(tǒng)整體方框圖基于虛擬儀器的電熱水器溫度控制系統(tǒng)的硬件電路圖如附錄A所示，本圖主要包括溫度測量及調(diào)理電路，溫度控制電路，一個過零檢測電路。第二章 基于虛擬儀器的電熱水器溫度控制系統(tǒng)的設計本文研究的基于虛擬儀器的電熱水器溫度控制系統(tǒng)主要是實現(xiàn)對電熱水器溫度的數(shù)據(jù)采集與自動控制。所謂虛擬儀器(Virtual Instrument)，實際上就是一種基于計算機的融功能強大的應用軟件、高性能的模塊化硬件及驅(qū)動軟件于一體的自動化測試儀器系統(tǒng)。目前市面上的電熱水器的智能溫度控制系統(tǒng)主要有兩種：一種是基于單片機，還有一種是基于虛擬儀器。隨著人們生活質(zhì)量的提高，人們對電熱水器的要求逐漸趨于智能化和數(shù)字化。熱電阻Pt100采集到的熱水溫度信號通過調(diào)理電路轉(zhuǎn)換為能被PCI6221數(shù)據(jù)采集卡接受的010V的電壓信號，然后通過板卡PCI6221的模擬輸入端AI0輸入到計算機，去控制可控硅的通斷，繼而控制
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