基于单片机的加工机温度控制系统设计

BeardRen

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
+ L$ O4 V; N6 v0 Z8 _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
1 X# o* ^, G, D; G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。
) u5 }7 q0 T! z( Y3 O, H& O关键词:温度控制;单片机;增量型PID控制; Bang-Bang控制;时间最优
4 S# u' H) [$ e0 q引言
# V: O) t2 s8 N  m" N温度控制是食品加工机械控制系统设计中的主要内
5 M5 p  V6 Y* M容之一,其性能优劣直接影响食品加工质量。控制加工温
+ H8 W5 n' Q$ U度迅速、准确地达到设定值对于改进产品质量，提高生
产效率有着十分重要的意义。
+ ?. a1 z  x$ t$ v传统的温度控制系统中主要使用常规温控器作为控
+ e7 Q; [! E) Q3 W" o3 g9 S. [制设备,致使温控系统结构复杂、可靠性差、精度低.价格
' ]9 _8 p1 L! ?# e( a5 p* w/ U高。设计高性能温控系统是食品加工机设计中亟待解决
  H; Q  o, i% H/ x4 S的主要技术问题之一。
; A; Q; B2 U1 D! x4 y* S) r( V控制系统的关键与难点在于温度控制的精度和速
8 E  [/ E3 ], d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
7 z; G0 j% j! c- L' ]) _# p" n结合,温控精度可达±0.5℃,且具有较完善的报警提示、
参数修改等功能。经现场使用验证,满足食品加工的要
( s7 l  I6 J9 d  L" h8 s求,且结构简单、成本低、易于实现。
1、系统硬件设计
" K# r' B# T  N. j5 A+ }" f温控系统的工作原理为:温度传感器的输出信号经
8 J1 i& c) x( [5 e1 m8 R调理电路处理后,在单片机的控制下.经A/D转换采入，
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PWM波的占空比,经输出电路控制加
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
" K$ p- ]) l& |2 n" n# j0~400℃,输出电流4~20mADC,IV转换电路由125Q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
% P4 Q9 i3 ^) ~成，上限截止顿率fk=10OHz。阻抗变换器采用电压串联负
反馈的同相精密放大器,放大倍数为4。由LM331 VF转换
' |. W2 H$ U& h+ f* C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
复用键，主要用于设定温度值、报警上下限值、PID参数

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BeardRen

控制系统的关键与难点在于温度控制的精度和速度

独欢

哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈
# r* \6 c& i. u' a

独欢

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