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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% ~& \# h6 @, K' `! ~/ i
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
P6 W6 ~3 \8 [6 p3 T9 }6 V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! @ Y8 Z# O3 U2 @* h$ v5 z% f8 z1 f
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。
/ m% Z7 f+ U0 l9 G' }5 ^4 Y关键词:温度控制;单片机;增量型PID控制; Bang-Bang控制;时间最优
. H0 A, Q1 i3 e7 Z引言7 j0 ^: n- a! |. J% z$ ]- ^& W
温度控制是食品加工机械控制系统设计中的主要内- }# V5 z7 M6 B' Z! B
容之一,其性能优劣直接影响食品加工质量。控制加工温
* o: h6 P' `3 O8 p度迅速、准确地达到设定值对于改进产品质量，提高生, S! j: Y4 z/ I
产效率有着十分重要的意义。
& M& n* ?8 h6 o& x3 |+ R1 F( \传统的温度控制系统中主要使用常规温控器作为控
% a0 n# u" K. G9 [制设备,致使温控系统结构复杂、可靠性差、精度低.价格" [ t* _, A# l5 R$ B3 a4 Z [ W
高。设计高性能温控系统是食品加工机设计中亟待解决
, @$ R2 r' a; `. v/ M$ t( Z8 |$ W2 l的主要技术问题之一。
5 K& z! K' o7 s+ z8 z控制系统的关键与难点在于温度控制的精度和速( c+ N+ _! n- _! ]8 _4 S
度,它直接反映了控制系统的性能。本文给出一种基于8 j3 K, d& D; d2 A. R
89C52单片机,采用增量型PID控制与Bang-Bang控制相
- X# G4 P- W) ?, D% @& z f: C, J结合,温控精度可达±0.5℃,且具有较完善的报警提示、# A& x; Q0 U" ~5 t. \
参数修改等功能。经现场使用验证,满足食品加工的要4 w) S& J5 ~: \+ D% V5 [
求,且结构简单、成本低、易于实现。0 K' i1 N* V% \5 ]: n i! v2 J
1、系统硬件设计
7 ^0 y- I/ U1 W l温控系统的工作原理为:温度传感器的输出信号经
! q. j# N8 }9 Y* l调理电路处理后,在单片机的控制下.经A/D转换采入， y2 a1 j5 r3 y% d- K. [% \
与预设温度值比较得出温度偏差值，经PID算法处理得4 v) k) B. E2 | S# ~8 Y/ c
出控制量,控制输出PWM波的占空比,经输出电路控制加- O5 ^6 }- n/ ?$ |9 a0 e
热筒加热。现将主要功能电路描述如下:3 t, r8 X+ m$ _/ u
温度传感器采用Pt100温度变送器，测温范围
% v, J* Q# T3 w0~400℃,输出电流4~20mADC,IV转换电路由125Q精密) p5 v' N7 U+ x* B9 \% W8 b! T
电阻构成。限幅滤波器由双向稳压管和RC无源滤波器构5 ^% {$ g( L+ P( r& q/ a
成，上限截止顿率fk=10OHz。阻抗变换器采用电压串联负; F2 z R6 |4 w4 _- E x& P
反馈的同相精密放大器,放大倍数为4。由LM331 VF转换' a, `# [6 l! l+ D& O3 J* c7 b3 s8 U
器构成高精度、高分辨率且结构简单的A/D转换器。& N7 `7 ~3 n0 h& i
键盘电路采用4按键矩阵式键盘结构,设计了多功能
# P7 F, q- u$ p复用键，主要用于设定温度值、报警上下限值、PID参数6 }4 c( z( t; }+ \6 W& {
* P3 N7 M: A0 j9 n) i4 [
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发表于 2020-9-9 11:20
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