利用ATmega16設計電熱鍋爐溫度控制器的方法

圖6 通信接口電路

系統軟件研制

系統軟件主要采用了PID控制實(shí)現,全部軟件都是用C語(yǔ)言編寫(xiě)的,軟件流程圖如圖7,由一些功能模塊組成。

圖7 主程序

初始化模塊完成I/O的設置、數據存儲器分配(包括A/D采樣的結果、輸入按鍵的鍵碼、程序標志等) 、定時(shí)器、A/ D的設置并開(kāi)中斷;循環(huán)掃描模塊檢測是否有鍵盤(pán)輸入、A/D轉換完成否、是否定時(shí)中斷等判別任務(wù)。若有則轉跳至相應的子程序或中斷程序;中斷處理模塊依據狀態(tài)完成定時(shí)計數、A/D采樣、鍵盤(pán)掃描等任務(wù);顯示驅動(dòng)模塊依據狀態(tài)完成溫度或系數的顯示;鍵盤(pán)處理模塊檢測鍵碼并進(jìn)入相應處理程序;定時(shí)中斷模塊完成定時(shí)計數,定時(shí)間隔約為1s,為系數的設置提供數碼;溫度控制模塊依據測得的數據和預置數的差確定控制信號的輸出。

在實(shí)驗裝置中的應用

用ATMEGA16單片機實(shí)現的智能溫度控制器,主要有如下功能：

(1)能對電熱鍋爐進(jìn)行升溫、恒溫的控制;

(2)系統能方便地設定指定溫度和恒溫時(shí)間。系統工作時(shí)能循環(huán)顯示工作時(shí)間、實(shí)際鍋爐溫度,給定溫度,可隨時(shí)進(jìn)入或退出系統;

(3)系統應具有溫度超限、防干燒報警功能,當延遲1分鐘后,則自動(dòng)斷電退出工作狀態(tài);

(4)系統應具有二位式控制和PID控制功能,系統應具有與PC機的通信功能;

(5)系統應具有較強的抗干擾能力。

將研發(fā)的智能溫度控制器應用于浙大中控的AE2000B型過(guò)程控制實(shí)驗裝置中,具有穩定性好、精度高、抗干擾能力強等特點(diǎn),滿(mǎn)足實(shí)驗所需的各項指標的要求,達到了預期的效果。

結束語(yǔ)

通過(guò)實(shí)踐運行表明,所設計的系統能夠可靠、穩定、無(wú)擾動(dòng)地完成手動(dòng)、自動(dòng)切換的功能,并且在系統出現超溫、超壓、缺水以及漏電等緊急情況時(shí)能報警并自動(dòng)切斷系統。以PID算法為核心的控制器能很好地滿(mǎn)足系統的穩定性和精度要求,并且具有開(kāi)發(fā)周期短、成本低、性能高、功能易擴大的優(yōu)點(diǎn)。