基于单片机的加工机温度控制系统设计

uqHZau

基于单片机的加工机温度控制系统设计

' P9 b% s7 s6 V- X4 I6 c$ r摘要:介绍了基 于89C52单片机的加工机温度控制系统。由于控制系统的关键与难点在于温度控制的精
; Z' D1 h4 u0 N/ l2 t& w度和速度,它直接反映了控制系统的性能。本文研究了加工机的温度特性,在分析了Bang- -Bang控制与PID控
制特点的基础上,提出增量型PID控制与Bang -Bang控制相结 合的方法,以时间最优控制策略对注塑机料筒
的温度进行控制。根据此控制策略设计的温度控制系统经验证,控制精度高、成本低、抗干扰性强。
/ g& y! Q9 f) q* z关键词:温度控制;单片机;增量型PID控制; Bang-Bang控制;时间最优
/ c1 e. V' S2 X9 r
# r  F* d* C% b引言
; A# }. t7 x: ?4 ~1 l温度控制是食品加工机械控制系统设计中的主要内
容之一，其性能优劣直接影响食品加工质量。控制加工温
度迅速、准确地达到设定值对于改进产品质量,提高生
+ v9 {: B9 [& ?产效率有着十分重要的意义。
, h% U6 l/ Z8 [传统的温度控制系统中主要使用常规温控器作为控
制设备,致使温控系统结构复杂、可靠性差、精度低、价格
( P% q' i! g& R  H高。设计高性能温控系统是食品加工机设计中亟待解决
的主要技术问题之- -。
+ n4 S2 v$ k" b! U/ A9 D& V控制系统的关键与难点在于温度控制的精度和速
7 A( M1 T1 x. |; C度,它直接反映了控制系统的性能。本文给出一种基于
89C52单片机,采用增量型PID控制与Bang - Bang控制相
0 U! v% E6 I& W" e6 \/ _结合,温控精度可达+0.5C,且具有较完善的报警提示、
3 |2 q+ M( b. B# h+ z, p& K/ Y参数修改等功能。经现场使用验证,满足食品加工的要
! f$ e5 ?/ P7 `3 T9 g求,且结构简单、成本低、易于实现。
+ Y' D/ X) v% F, R" s# i: R1、系统硬件设计
温控系统的工作原理为:温度传感器的输出信号经
调理电路处理后,在单片机的控制下，经A/D转换采人，
2 {: E  p3 I7 ^$ u: b" D与预设温度值比较得出温度偏差值,经PID算法处理得
出控制量,控制输出PW M波的占空比,经输出电路控制加
' }' y" N6 f- ?/ f热筒加热。现将主要功能电路描述如下:
温度传感器采用Pt100温度变送器,测温范围
0~400C,输出电流4~20mADC, I/V转换电路由125∩精密
电阻构成。限幅滤波器由双向稳压管和RC无源滤波器构
# F: y2 F; X5 N2 ?8 h6 J7 k' \成,上限截止频率fk=100Hz。阻抗变换器采用电压串联负
4 N9 c. S) }" w  Q反馈的同相精密放大器,放大倍数为4。由LM331 VF转换
器构成高精度、高分辨率且结构简单的A/D转换器"。
键盘电路采用4按键矩阵式键盘结构,设计了多功能
, v/ d8 v7 O% Z: f' [- x& u复用键,主要用于设定温度值、报警上下限值、PID参数
  Q2 |' J0 C  E8 d& ^9 L' ~7 b- |- V" s

游客，如果您要查看本帖隐藏内容请回复

' o. i) `1 }  c+ l  o8 H) Y

CCxiaom

基于单片机的加工机温度控制系统设计