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井式爐溫度測控系統工作原理及設計

    作為集中控制的主機(上位機)由工控機承擔。下位機則以89651單片機為核心,共有2臺單片機,1#機用于27路溫度自動檢測系統,2#機用于溫度控制系統。這樣,既利用了工控機實現人機界面和數據計算方便,又利用于單片機實時控制能力強的優點。

    自動檢測系統由89651單片機擔任,整個系統由溫度傳感器、127路多路開關、112位模/數轉換電路、1個采樣保持電路等組成。溫度通過傳感器轉變為電信號,送給變送器,變送器輸出的信號送到采樣/保持(S/ H)器電路,再經A/D轉換器轉變為數字信號送入單片機進行處理。采用并行變送器電路組成的27路測溫系統,其特點是可同時對多點溫度進行快速、精確地測量,但每一種溫度傳感器都與一個變送器連接,使得整個系統成本很高、功耗也很大.

      井式爐溫度控制系統由89 C51單片機擔任,它由1個模/數轉換電路,1個模數轉換電路等組成。由于27路熱電偶共用一個變送器,因此系統在換路過程中電路需要有,個過渡時間,適當地配置阻容值和增加每路測溫時間便能解決該問題。選用JAG4型多觸頭繼電器,以保證接觸可靠和減少接觸電阻二該測量系統成本對于前者大大下降,功耗也有很大下降二在該系統中雖然用r非線性化補償電路,但在實際中由于多種因素的影響,輸人與輸出之間的關系并非完全呈線性同時,作為溫度傳感器熱電偶其參數的分散性很大,給系統帶來很大的誤差,因此應采用定的措施進行非線性補償和消除傳感器參數的分散性給系統帶來的誤差折線法是常用的非線性補償方法。然后根據這些數據算出各段直線方程系統在實際測量時,先測出熱電偶的輸出信號f,根據「的值判別它屬于哪一段直線方程,然后根據該直線方程求出溫度值r。這樣,對于任何測得的信號以在測量量程內)根據所求的分段線性方程就可以求出相應的物理量t該系統經過測定溫度測量精度在士1℃,完全滿足設計的要求系統如不采用折線法和對每個熱電偶定標方法,而只用一段直線來擬含,其最大測量誤差達士4℃,看出,用折線法進行補償的精度要比不用折線法時高,而日.對于折線法來講,隨著段點的逐級增加,擬合精度也逐漸提高。本系統娜路測溫時間為0.2s,完成27路循環采集需Ss,能滿足工藝要求。

    溫度信號通過傳感器轉變為電信號,再經模/數轉換送給89 051單片機。一般溫控系統為一大滯后系統,純滯后可引起系統不穩定。大量的應用實踐表明,采用傳統的PID控制質量較差,難以達到滿意效果本系統用模型參考自適應法對人工氣候室的溫度進行控制。模型參考自適應控制系統的設計方法主要有兩種方法:局部參數的最優化方法和穩定J險理論方法。用局部參數最優化的方法設計出來的自適應控制系統一般具有形式簡單,便于執行的優點,但系統常常是不穩定的。在自適應控制系統中,穩定性是基本要求,不穩定的系統是無法工作的,而用穩定性理論的方法設計出來的系統就一定是穩定的。

[來源:原創] [作者:hl-dl] [日期:13-06-20]