基于基于PID算法的智能温控系统设计与实现算法的智能温控系统设计与实现
温度是工业生产中最普遍而又最关键的参数之一,其测量精度对产品的质量有直接的影响[1]。传统温控系统虽
然温度控制精度较高(误差不超过±0.5 ℃,温度不均匀性不大于1 ℃),但其电路复杂,发生温控故障时维修困难
且温度显示不直观。而将智能控制和常规PID控制方法融合在一起从而形成的实时显示智能PID控制器能很好地
解决此类问题[2]。
摘 摘 要要: 为改善温控系统性能并简化结构,以
关键词关键词: 单片机; 温度控制; 闭环控制; PID; 实时显示
温度是工业生产中最普遍而又最关键的参数之一,其测量精度对产品的质量有直接的影响[1]。传统温控系统虽然温度控
制精度较高(误差不超过±0.5 ℃,温度不均匀性不大于1 ℃),但其电路复杂,发生温控故障时维修困难且温度显示不直观。而
将智能控制和常规PID控制方法融合在一起从而形成的实时显示智能PID控制器能很好地解决此类问题[2]。
1 温度控制系统框图温度控制系统框图
温度控制系统框图如图1所示。此系统是一个典型的闭环控制系统,用于控制灯箱内的温度使其保持在恒定的温度设定
值。系统通过PT100铂热电阻采集实时温度,通过变送器及输入电路反馈实时温度信号,再与设定值对比确定偏差值;偏差值
经过PID算法运算输出,通过驱动电路和SSR控制发热装置控制温箱温度,以克服偏差,促使偏差趋近于零,实现恒温控制
[3]。
2系统硬件设计系统硬件设计
系统硬件原理图如图2所示,由电源模块、输入、输出模块、主芯片、显示模块等组成。
2.1 电源模块电路
电源模块由整流、滤波等电路以及稳压芯片组成。其中稳压芯片采用National Semiconductor的两款芯片,分别是输出电压
为5 V的三端稳压器LM7805CT和500 mA低压差稳压器LM2937。
2.2 主芯片及周边电路
主芯片选用Silicon Laboratories公司出品的C8051Fxxx单片机,它是完全集成的混合信号系统级低功耗芯片(SoC),具有与
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