啤酒發(fā)酵計算機(jī)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計-閱讀頁
2024-08-18 00:37本頁面
【正文】 測量值進(jìn)行判斷是否超過限值，利用發(fā)光二極管指示工作狀態(tài)和超限報警信號。根據(jù)采集的數(shù)據(jù)與設(shè)定值的誤差進(jìn)行FuzzyPID運(yùn)算，計算出閥門的開度，從而輸出相應(yīng)的控制量。 按鍵處理模塊:在發(fā)酵的最初階段，需要對發(fā)酵過程中的溫度按照控制工藝要求進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)定，需要輸入3層溫度隨時間的變化關(guān)系，參數(shù)設(shè)定權(quán)限的密碼系統(tǒng)的PID參數(shù)。 顯示模塊:根據(jù)采樣所得的結(jié)果，要求對采樣結(jié)果進(jìn)行實時顯示，以及輸入?yún)?shù)的顯示，對當(dāng)前輸入位進(jìn)行閃爍顯示，對操作進(jìn)行提示。4. 開 始關(guān)中斷讀出DOWN有關(guān)數(shù)據(jù)區(qū)清零DOWN=1?閱讀數(shù)據(jù)主程序RDBYT參數(shù)初始化1CPU自診斷DOWN=0讀24C02開關(guān)中斷，T0中斷，串行口中斷開INT1和T1中斷DOWN=1讀24C021S計時到調(diào)用顯示主程序案件查詢？調(diào)用按鍵處理子程序控制信號輸出圖41主程序流程圖主程序的具體要求簡述如下:①定義系統(tǒng)運(yùn)行過程中所需要的變量，以及顯示器需要的段碼。③完成系統(tǒng)的自檢。⑤在各模塊調(diào)用過程中，實現(xiàn)調(diào)用過程的現(xiàn)場保護(hù)，以確保子程序運(yùn)行完成返回主程序時能夠正確執(zhí)行。4. 采樣模塊主要包括模數(shù)轉(zhuǎn)換控制和數(shù)字濾波兩個部分。于是，在本系統(tǒng)的具體實施中采用了并行口線的位控方式，用軟件來仿真SPI的時序。其缺點(diǎn)是程序相對比較復(fù)雜，目_運(yùn)行速度有所限制。在數(shù)字濾波中使用較多的是算術(shù)平均值法和中值法。具體流程如圖42所示，連續(xù)采集50次同一通道的溫度值，去掉其中10個最大值和10個最小值，然后計算中間的30個數(shù)據(jù)的平均值。 圖42數(shù)字濾波流程圖五、 控制算法模糊PID本文仿真所采用的數(shù)學(xué)模型由參考文獻(xiàn)[15]所提供，即罐高度為8m，直徑為5 m時的露天發(fā)酵罐。在發(fā)酵罐內(nèi)部的上、中、下三段設(shè)置有三段蛇形管，相應(yīng)地設(shè)立上、中、下三個測溫點(diǎn)和三個電磁閥。其具體公式為:仿真主程序如圖51所示圖51仿真主程序圖 Simulate main program仿真結(jié)果圖52發(fā)酵前期仿真溫度曲線 Simulate temperature curve in the prophase ferment發(fā)酵前期，以上、中部溫度為被控量，發(fā)酵罐的壓力等其它工況正常的情況下仿真結(jié)果如圖53所示。發(fā)酵后期，以中、下部溫度為被控制量，其仿真結(jié)果如圖53所示。這時，為了加快酵母的沉淀而不使其懸浮，應(yīng)使罐內(nèi)發(fā)酵液上面熱下面冷，即下部溫度要低于中、上部溫度，由發(fā)酵后期仿真結(jié)果圖53可以看出，中、下溫差約為30℃，可以滿足工藝要求，另由發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)決定了其內(nèi)中、上部具有相同的溫度場，所以在發(fā)酵后期，上部閥門采取與中部閥門相同的控制策略。六、實驗結(jié)果本論文在硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計上，以AT89S52單片機(jī)為核心，單片機(jī)外圍配備相應(yīng)的硬件電路，從而組成了以單片機(jī)為核心的啤酒發(fā)酵罐溫度控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)硬件電路簡單、軟件豐富，調(diào)試、修改方便，可以方便地實現(xiàn)現(xiàn)代化控制規(guī)律和多種功能，為實驗室設(shè)備的升級換代提供了方便。在控制策略上，由于本啤酒發(fā)酵溫控系統(tǒng)的非線性、強(qiáng)禍合、結(jié)構(gòu)參數(shù)變化范圍較大的特點(diǎn)，如果采用常規(guī)的PID經(jīng)典控制理論，那么就會使整個系統(tǒng)的參數(shù)整定困難、工況適應(yīng)能力低。七、心得體會、遇到問題解決問題課程設(shè)計是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的機(jī)會，通過這次比較完整的一個程序的設(shè)計，我擺脫了單純的理論知識學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實際設(shè)計的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)知識，解決實際問題的能力，同時也提高我查閱文獻(xiàn)資料、對程序整體的把握等其他能力水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗得到了豐富。各種組件的運(yùn)用，各種算法的應(yīng)用，各種控件的利用我都是隨著設(shè)計的不斷深入而不斷熟悉并逐步
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