基于單片機的密閉容器內壓力控制系統設計

介紹一種用單片機作為控制器，實(shí)現對密閉容器內汽液混合狀態(tài)下的蒸汽壓力和爐壁溫度進(jìn)行控制的方案。該控制器采用模糊控制技術(shù)，適用于非線(xiàn)性、時(shí)變和時(shí)滯系統。實(shí)驗結果表明，它具有無(wú)超調、無(wú)靜差、魯棒性強等特點(diǎn)。

1系統的硬件組成

總體的硬件結構如圖1所示。

選用PIC16C74單片機作為主控制芯片，它有40根引腳，振蕩頻率可達20MHz，內含4KB的程序存儲器和192Bytes的RAM。內置3個(gè)定時(shí)器，2個(gè)*模塊，一個(gè)同步串行通信接口，一個(gè)5輸入通道的8位A/D轉換模塊，并提供了12個(gè)中斷源。

1.2測溫電路部分

本電路的測溫傳感元件采用電阻溫度探測器(RTD)。阻值RT與溫度T有如下對應關(guān)系：RT=R0(1+AT+BT2-100CT3+CT4)其中：R0為0℃時(shí)的阻值，A、B、C均為恒定的常數。本系統中選用Honeywell公司的HEL-700鉑金RTDs。

其電路設計為圖2所示。V0為輸出電壓，RT為溫度T時(shí)的阻值。則：V0=[(1+RT/1000)-1]*10/10=0.001RT。根據圖2電路輸出的電壓值及上式計算出此時(shí)的RT值，從而通過(guò)已知的RTD的電阻/溫度關(guān)系得出測點(diǎn)處的溫度值。也可通過(guò)在輸出電壓V0后接差動(dòng)輸入比例運算電路，實(shí)現輸出電壓值與測點(diǎn)處溫度值的一一對應關(guān)系。之后，便可直接接單片機的一路模擬輸入。

1.3測壓電路部分

測壓部分電路如圖3所示。本系統采用的壓力傳感器為Honeywell公司的SCC系列產(chǎn)品，壓力傳感器起到惠斯登橋的作用，在恒流源驅動(dòng)時(shí)可提供穩定的溫度輸出。圖3中，SCC前邊的電路提供恒流源;后邊的電路中，U3、U4、U5、U6均為集成運算放大器，利用U3、U4作為跟隨器，可以起隔離作用，避免后邊電路中的信號對前邊電路產(chǎn)生影響。R3為電位器，調節它可以進(jìn)行壓力傳感器偏置的校準，調節R7可以改變壓力傳感器輸出的電壓的放大倍數。