單片機在溫度控制中的應用

5）撥盤(pán)定值電路

用來(lái)設定工藝溫度。由3 位撥盤(pán)和專(zhuān)用I/O擴展芯片8243組成，3 位覆蓋了實(shí)際的溫度使用范圍，通過(guò)撥盤(pán)直接設定溫度值，利用撥盤(pán)內部觸點(diǎn)的開(kāi)合，分別把個(gè)、十、百、千位上預置的溫度送入8243芯片，然后根據單片機指令，把設定值送入8031內存。

6）顯示電路

由74LS247七段譯碼器、74LS139雙二四線(xiàn)譯碼器、74LS05六倒向器各一片和四位LED顯示器組成。8031單片機把要顯示的熱電偶溫度信號通過(guò)P1.0~P1.3口送到74LS247，經(jīng)譯碼后送七段數碼顯示器，然后再由8031的P1.4~P1.5口輸出位選通信號，選通要顯示的位。四位顯示器從個(gè)位到千位依次輪番點(diǎn)亮，每位顯示時(shí)間1ms，顯示實(shí)際測量的溫度以及斷偶報警。

7）數模轉換電路

將PID運算的數字量轉換成相應的模擬量，經(jīng)放大和V/I轉換后得到0~10mA的電流連續信號作為輸出控制。

8）RS-232通訊接口

如圖3所示，將單片機作為前端機進(jìn)行數據采集或預處理，經(jīng)電平轉換電路獲得與TTL電平兼容的信號電壓，最后通過(guò)RS-232通訊接口電路將采集的數據儲存到系統機內[2]，以便今后查詢(xún)或備份。

4 控制規律的選擇與分析

1）被測對象的特征

本文熱處理爐的溫度要求在任何時(shí)間都保持定值（或在規定的誤差范圍以?xún)龋?，但由于外界影響，例如，材料的加入、電源電壓的波?dòng)等，會(huì )使爐溫有一定程度的變化。

2）控制規律的選擇

根據被測對象的特征，必須選擇一種控制規律，使爐溫有變化趨勢時(shí)而被限制，本系統采用自整定PID調節。當WDY-1溫控儀剛進(jìn)入工作狀態(tài)時(shí)，有一個(gè)飛升機會(huì )，儀器將輸出100%，使爐子溫度按較陡斜率上升到給定值的80%左右(滿(mǎn)足快速性要求)，然后根據爐子的溫度變化率、溫度偏差以及純滯后的特點(diǎn)，直接按事先放置在內存中的經(jīng)驗表格，查出對應的PID參數，從而實(shí)現控制參數的自動(dòng)整定過(guò)程，按PID運算并輸出，實(shí)現爐子溫度的自動(dòng)控制(滿(mǎn)足無(wú)靜差要求)。同時(shí)，該整定過(guò)程還省去了儀器初始整定的麻煩，使用方便。

5 結束語(yǔ)

該溫控儀從設計到應用，一直從實(shí)際出發(fā)，比如技術(shù)指標、使用環(huán)境的要求等。實(shí)踐證明，WDY-1溫控儀控制精度比較高，而且節省人力，并設有超溫和斷偶報警，有問(wèn)題立即就能發(fā)現。另外，該儀器與適當的執行器配合可與被測對象組成PID爐溫自動(dòng)調節系統[3]，通過(guò)自動(dòng)調節，輸入電爐的電壓幾乎可以無(wú)慣性地作相應的改變，使爐溫控制在設定值上。

6 參考文獻
[1]戴明楨、周建江編，微型計算機接口技術(shù)[M]，北京：航空工業(yè)出版社，1993
[2]孫育才編，單片微型計算機及其應用[M]，江蘇：東南大學(xué)出版社，1987
[3]李均宜編，爐溫儀表與熱控制[M]，北京：機械工業(yè)出版社，1981