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9 b3 D6 B. c1 T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! e8 z" I1 T8 b! Y1 i) Z) m" c9 b
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
4 `( L% }4 ]8 j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* T9 E, M' C. p3 N' B) I& m
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。6 S9 J2 N3 A- F- Z* ~4 g
关键词:温度控制;单片机;增量型PID控制; Bang-Bang控制;时间最优, f+ F, D5 L/ y- x& z
) n; J% W. ?/ ^
引言1 _" n A* c2 L' S
温度控制是食品加工机械控制系统设计中的主要内
8 D9 W; J6 _: ~5 E7 k* s/ @9 P. z; l容之一，其性能优劣直接影响食品加工质量。控制加工温3 N V! F' E; E% {
度迅速、准确地达到设定值对于改进产品质量,提高生! [+ J1 Q3 A: `5 g7 C1 v, l- H
产效率有着十分重要的意义。
. w8 G4 R6 ]' z h) g传统的温度控制系统中主要使用常规温控器作为控$ j4 I! L' T# `9 L2 q
制设备,致使温控系统结构复杂、可靠性差、精度低、价格& K& U# ]# g8 Q. p
高。设计高性能温控系统是食品加工机设计中亟待解决
/ v- A: I X3 ]+ N/ Y$ j& m& s的主要技术问题之- -。
' g& @/ w9 Z, @; E# n! [! T5 a" Q控制系统的关键与难点在于温度控制的精度和速
, F0 O/ o5 Q- Y6 Q度,它直接反映了控制系统的性能。本文给出一种基于% A8 l: |5 r( s/ f1 H8 y
89C52单片机,采用增量型PID控制与Bang - Bang控制相, e* j5 ? ~# p: N3 d& @
结合,温控精度可达+0.5C,且具有较完善的报警提示、3 B' O2 A/ @. }& v/ Z1 q6 G
参数修改等功能。经现场使用验证,满足食品加工的要, h5 i, }9 m2 Q) t+ D5 P3 y I: R
求,且结构简单、成本低、易于实现。0 V4 a% Q5 f/ E# k
1、系统硬件设计: v. }6 f# A# H: \
温控系统的工作原理为:温度传感器的输出信号经$ C8 m2 E# }! A( J+ w$ i3 z
调理电路处理后,在单片机的控制下，经A/D转换采人，& U3 p8 |' j: q0 ~
与预设温度值比较得出温度偏差值,经PID算法处理得
# k$ j% B% }8 t2 U8 ~% N& A出控制量,控制输出PW M波的占空比,经输出电路控制加
$ E; p) T) Z) \ x9 s热筒加热。现将主要功能电路描述如下:
/ A t7 T) P* l, J+ P温度传感器采用Pt100温度变送器,测温范围
% m% C. n% i) m0~400C,输出电流4~20mADC, I/V转换电路由125∩精密
2 C- C i0 N; z- [. m电阻构成。限幅滤波器由双向稳压管和RC无源滤波器构, f0 z6 g2 K5 V/ O* @8 p" i4 c
成,上限截止频率fk=100Hz。阻抗变换器采用电压串联负9 M$ h1 I6 ]: I
反馈的同相精密放大器,放大倍数为4。由LM331 VF转换
. z4 Z. Z7 C3 I/ |, Q/ N, l器构成高精度、高分辨率且结构简单的A/D转换器"。; d2 O# K) p4 |" [6 c9 g
键盘电路采用4按键矩阵式键盘结构,设计了多功能
8 M1 f: s# r3 r5 Z. u. n0 m' q复用键,主要用于设定温度值、报警上下限值、PID参数0 d V% Y9 c% e" t4 {
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发表于 2020-6-2 14:11
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