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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# u& Z$ h3 F: ^7 a' D
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
( L% H$ ~6 u8 L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
6 a) L; I3 W. q! j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。3 e7 I" u2 |3 P4 X3 e( P
关键词:温度控制;单片机;增量型PID控制; Bang-Bang控制;时间最优
% G5 f4 L2 C$ z& Z; H& \5 e2 Z引言
" S4 U: h9 J. ~4 T% t8 F温度控制是食品加工机械控制系统设计中的主要内9 p. l4 ^1 _ h, i$ t3 K" e
容之一,其性能优劣直接影响食品加工质量。控制加工温
! E8 `' \- D2 j3 k5 c度迅速、准确地达到设定值对于改进产品质量，提高生
t' D1 ?0 q0 x: X, }4 }0 Z3 A产效率有着十分重要的意义。
- I# r9 A. \: Q8 K- c: S& E传统的温度控制系统中主要使用常规温控器作为控
" R6 f+ ]# i: t. j' t8 K制设备,致使温控系统结构复杂、可靠性差、精度低.价格3 @6 a( o3 _- C& a2 z( d
高。设计高性能温控系统是食品加工机设计中亟待解决6 E; f9 @7 N' c0 g. K
的主要技术问题之一。
4 f' j r" {7 z8 V% \9 r控制系统的关键与难点在于温度控制的精度和速 i7 J' Y* Y+ f% L9 w
度,它直接反映了控制系统的性能。本文给出一种基于+ ^+ e! B# V* s' b U. L; u3 `
89C52单片机,采用增量型PID控制与Bang-Bang控制相
1 C3 t7 p2 L9 _: [( v$ e结合,温控精度可达±0.5℃,且具有较完善的报警提示、
E6 Y( S* E/ R# Q! A& m/ _参数修改等功能。经现场使用验证,满足食品加工的要
0 B/ w0 J0 F' t3 c9 I7 {6 M求,且结构简单、成本低、易于实现。: M) Z" z; `; j0 E
1、系统硬件设计# U4 z/ ^! w7 _4 q- p
温控系统的工作原理为:温度传感器的输出信号经! _& K/ [. D0 ~& ^+ g
调理电路处理后,在单片机的控制下.经A/D转换采入，
& w+ n5 N! ~8 r. u$ k/ H( J4 V与预设温度值比较得出温度偏差值，经PID算法处理得
. Y7 a( S8 ?" F; y q7 X出控制量,控制输出PWM波的占空比,经输出电路控制加* m6 G+ w; [/ `% B% t: y3 Q. p
热筒加热。现将主要功能电路描述如下:' B8 m( M6 T: T
温度传感器采用Pt100温度变送器，测温范围( S2 x, u. ^+ o' J) w4 i
0~400℃,输出电流4~20mADC,IV转换电路由125Q精密
; q4 l3 ]0 f3 ~$ J$ V5 l4 s% b1 j电阻构成。限幅滤波器由双向稳压管和RC无源滤波器构& _/ j ^, \* N6 X
成，上限截止顿率fk=10OHz。阻抗变换器采用电压串联负
3 w) d6 I. n; v" K G9 t- a7 g反馈的同相精密放大器,放大倍数为4。由LM331 VF转换+ z: F, N; A9 K+ ?4 g% G
器构成高精度、高分辨率且结构简单的A/D转换器。
& U' E" f+ Z) F" ` b) k [键盘电路采用4按键矩阵式键盘结构,设计了多功能' s/ w. j. D! B% W' J ^5 o) w
复用键，主要用于设定温度值、报警上下限值、PID参数
. k" J( R$ J5 `8 E7 b6 d" b
% O3 w, C9 |: B, t% x: d( f1 P2 @1 U
; p- h1 Z2 f8 S4 y附加下载： |
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发表于 2020-9-9 11:20
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