采用STM32的遠程溫控系統設計

　　式中()ut為控制輸入，()()()etrtct=−為誤差信號，()rt為輸入量，()ct為輸出量。

　　PID控制的傳輸函數為：

　　將模糊控制與PID控制結合，根據操作經(jīng)驗與模糊理論，在線(xiàn)自整定PID控制器的3個(gè)基本控制參數，輸出控制變量，利用模糊控制實(shí)時(shí)修正PID參數，提高系統的控制精度和魯棒性，該控制器具備自適應性，系統采用的控制器結構如圖3所示 [5]。

　　遠程溫控系統的應用

　　高溫高壓下水流體-固體相互作用在自然界、工業(yè)生產(chǎn)、工程技術(shù)以及科學(xué)實(shí)驗中都廣泛存在，無(wú)論在地球科學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等自然基礎科學(xué)還是在應用科學(xué)、工程技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)中，水流體-固體相互作用都是極受關(guān)注的基本科學(xué)問(wèn)題。各類(lèi)高溫高壓下水流體-固體相互作用的科學(xué)問(wèn)題可通過(guò)相應的實(shí)驗裝置分析，目前所用的實(shí)驗裝置的精度及自動(dòng)化水平較低。采用先進(jìn)的控制技術(shù)及計算機技術(shù)，控制反應器整體溫度的一致性與穩定性，實(shí)現高溫高壓下水流體-固體相互作用溫控裝置的自動(dòng)化，可提高實(shí)驗效率及數據的精確度。

　　在高溫高壓下，水流體-固體相互作用實(shí)驗存在如爆炸、濺出等事故傷人的可能?；诎踩缘目紤]，溫度控制部分采取了本文設計的遠程溫控方式，實(shí)驗者以遠程監控的方式控制反應設備，有效地保護了實(shí)驗操作人員的安全。

　　采樣信號預處理

　　為防止外界干擾、野值等對系統控制的穩定性造成影響，將采集到的溫度傳感器信號首先通過(guò)卡爾曼濾波器進(jìn)行數據的預處理。

　　控制界面的設計

　　組態(tài)軟件集成了電路圖形技術(shù)、人機界面技術(shù)、數據庫技術(shù)、控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )與通信技術(shù)，使控制系統開(kāi)發(fā)人員不必依靠某種具體的計算機語(yǔ)言，只需通過(guò)可視化的組態(tài)方式，就可完成監控軟件設計，降低了監控畫(huà)面開(kāi)發(fā)難度[6]，利用組態(tài)軟件可以完成監控和遠程控制，其基本設計思想是：首先完成工控機與溫控單元的通訊，用組態(tài)軟件實(shí)現工控機的操作界面，通過(guò)設計建立良好的人機界面實(shí)現實(shí)時(shí)溫度的監控和動(dòng)態(tài)顯示。

　　系統安全性設計

　　系統安裝有電壓變送器、電流變送器，可以實(shí)時(shí)監測電壓、電流數值，若出現加熱爐溫度及電壓過(guò)高、電流過(guò)大、可控硅擊穿保護、系統壓力異常、升溫速率失控、加熱爐斷線(xiàn)、短路時(shí)，加熱立即停止并報警。另外，考慮到可控硅調壓器及伺服啟動(dòng)器電源的電壓為220V，為了防止出現觸電等安全事故，電源上均裝有交流接觸器，通過(guò)軟件遠程控制加熱的啟動(dòng)和停止。

　　結論

　　本文設計了一種遠程溫控系統，應用于高溫高壓水流體-固體相互作用裝置，取得了良好的運行效果。但由于工業(yè)環(huán)境(環(huán)境溫度、電氣干擾等)的不確定性，系統的抗干擾設計處理流程以及異常處理機制還可進(jìn)一步的優(yōu)化與改進(jìn)。