大型回流炉控制器设计毕业设计(编辑修改稿)

大型回流炉控制器设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

中，上计 算机的监视部，以实现可视化，提高了系统的自动化程度。 国内的大部分回流焊炉生产商均采用了这种控制方式。 监控软件 PLC 通讯单元 变频器 电机 PLC CPU 单元 PLC 控制执行单元 热电偶输入单元 各温区热电偶 各温区加热元件 12 基于微控制器的计算机控制系统采用上位机和下位机结构 图 基于微控制器的计算机控制系统采用上位机和下位机结构图 PC 负责可视化操作，如曲线，远程监控等。 下位机采用单片核心为核心，构建系统模块，包括信号采集，显示，接口控制等。 有许多微控制器的类型，如单芯片， DSP 等型号。 信号采集模块负责各种 物理参数和检测，数据采集，放大，电参数 A/D 转换：微控制器负责单片机内部程序。 数据采集是显示模块，以显示实时中。 开关负责各种输出单元，诸如继电器，频率转换器控制的输出模块。 模拟量输出模块负责对变频器的控制。 方案比较 基于没有基于计算机控制系统的微控制器 PLC 电脑控制，采用上位机和下位机结构灵活和高性价比的基础上，控制系统更加困难的微控制器，以建立良好的抗干扰性能。 在实际的设计生产过程中还需要有更高的技术要求。 我选择的是第二种设计方案。 监控软件 通讯模块 微控制器 模拟量输出模块 开关量输出模块 信号采集模块 频率测量模块 显示模块 13 3 单元模块设计 各单元模块功能 介绍及电路设计 测温电路 图 测温电路 测温主要是通过 PT100 的热电阻分度表来查阅，给电路通电后会产生一个电流，因为 0℃时电阻为 100 欧姆所以要求电路中的电流恒定为 1mA，电路图中 R7与 RP2 串联后并入一个 R8， mAvr 1/ ，通过测电压计算出对应的电阻值，最后通过 PT100 热电阻分度表来查阅温度。 PT100 介绍 PT100 是铂热敏电阻器和电阻随温度的变化。 经过 PT100 的表示它是在 0100 欧姆在 的温度，大约 100 欧姆的电阻。 其工业原理：当 PT100 在 0摄氏度，他的 100 欧姆的电阻器，其电阻会上升，其电阻的温度是均匀的。 Pt100 温度传感器为正温度系数热敏电阻传感器，主要技术参数如下： 测量范围： 200℃～ +850℃允许偏差值△℃： A 级177。 （ ＋ │ t│）， B 级177。 （ ＋ │ t│）； 14 最小置入深度：热电阻的最小置入深度≥ 200mm； 允通电流 ≤ 5mA 此外， PT100 温度传感器具有抗震动，稳定性好，精度高，压力等。 一个良好的线性铂热电阻， 0〜 100 度之间变化的优势，最大的非线性误差小于 摄氏度。 PT100 热电阻分度表 温度 ℃ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 电阻值 （ Ω ） 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 15 190 200 210 220 230 240 图 热电阻分度表 程序处理 一般在使用的 Pt100 的温度采集计划将模拟信号 AV 放大器 LM358 采集温度采样，即 A/D 转换。 A/D 处理包括两个方面，一个是 A/D 值滤波，二是 A/D 值与实际温度转换。 由于干扰或电路的噪声的存在，在采样过程将取样信号和实际信号的偏差的现象，可以出现在水平甚至信号的波动，以减少测量误差的原因和实际采样取样 18 点，然后取出的两个点，即最大和最小，剩余的 16 点平均的较大的偏差，以便得到的 A / D 转换是接近实际值。 数字滤波操作，也将 A / D 转换是常用的温度方法的第二场比赛查表法和公式法的价值，查表的方法比较麻烦，而且精度不是很高，适合 NTC 温度传感器的线性度差。 公式法比较简单，只需要确定比例系数 K和 B 的标准差，适合更好的温度传感器的转换 C语言实现线性： FT=（ ADC_data* K） B。 //转换成温度值。 （ ） 温度，也可根据实际温度和实时温度控制的目的，设计也给控制算法，例如：模糊控制， PID 控制 等。 下面是一个简要介绍了 PID 控制原理，以了解更多信息，请参阅相关的书籍。 PID 工作原理 PID（ Proportional Integral Derivative）控制工程技术成熟，控制策略被广泛使用，长期的工程实践中，已经形成了完整的控制方法和典型结构。 它不仅适用于控制系统的已知的数学模型，但也可用于工业过程，以确定也可以使用最数学模型，在许多工业过程控制取得了令人满意的结果。 由于各种来自外界的干扰继续生产，为了达到控制目的，以保持恒定的目标时，控制必须进行不断。 如果扰动使得现场控制 对象的值（以下，称为受控参数）的变化，现场测试组件将被输入发射机发送到 PID 控制器变更后收集，并且一个给定的值（以下简称为 SP）比较所述偏差值（ E 值），根据偏差的调节器我们设定控制信号的调谐参数控制法，改变调节器的开度，增加或减少的开度的调节器，以便控制对象的值的变化，并趋向于一个给定值（ SP 值） ，以达到控制的目的，事实上， PID 是比例，积分，微分运算的偏差（ E值）的本质，根据所述过程控制执行单元的计算结果。 16 温度控制 PID 算法设计 使用位置型 PID 算法，温度传感器采样输入作为输入，并且然后与该组 负偏差，然后到 PID 运算以产生输出 FOUT，然后让 FOUT 计时器控制，以控制所述加热装置。 为了缓解 PID 运算，首先， PID 结构数据类型是建立，并且 P， I，系数 D，和 PID 算法的数据类型的设定值被保存，并且在历史错误被累积和信息累积 : typedef struct PID { float SetPoint。 // 设定目标 Desired Value float Proportion。 // 比例系数 Proportional Const float Integral。 // 积分系数 Integral Const float Derivative。 // 微分系数 Derivative Const int LastError。 // 上次偏差 int SumError。 // 历史误差累计值 } PID。 PID stPID。 // 定义一个 stPID 变量 PID 运算的 C 实现代码 float PIDCalc( PID*pp, int NextPoint ) { int dError,Error。 Error=ppSetPoint*10－ NextPoint。 // 偏差，设定值减去当前采样值 ppSumError+=Error。 // 积分，历史偏差累加 dError=Error－ ppLastError。 // 当前微分，偏差相减 ppPrevError=ppLastError。 // 保存 ppLastError=Error。 return(ppProportion*Error+ppIntegral*ppSumErrorppDerivative*dError)。 } 其中 (ppProportion * Error)是比例项； (ppIntegral * ppSumError)是积分项； (ppDerivative * dError)是微分。 =========================================================================== PT100 分度表 50 度 欧姆 40 度 欧姆 17 30 度 欧姆 20 度 欧姆 10 度 欧姆 0 度 欧姆 10 度 欧姆 20 度 欧姆 30 度 欧姆 40 度 欧姆 50 度 欧姆 60 度 欧姆 70 度 欧姆 80 度 欧姆 90 度 欧姆 100 度 欧姆 110 度 欧姆 120 度 欧姆 130 度 欧姆 140 度 欧姆 150 度 欧姆 160 度 欧姆 170 度 欧姆 180 度 欧姆 190 度 欧姆 200 度 欧姆 =========================================================================== 18 加热电路 图 加热电路 双向可控硅。