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基于STC12C5A60S2的马弗炉温度控制器设计

发布时间:2020-06-30 16:06:40 阅读: 来源:喷涂机厂家

马弗炉是高性能机电一体化的新一代智能产品,适用于煤炭、电力、化工、冶金等行业和部门进行工业分析。马弗炉温度控制器设计以单片机STC12C5A60S2作为控制中心,采用PID控制算法和自适应控制技术,自动调整预加热温度,并可以存储记忆,确保试验顺利完成,自动化程度高。

本文引用地址:总体设计方案1.马弗炉主要技术指标测温范围:0~1000℃测温精度:±3℃控温精度:±10℃(在250~1000℃范围内)升温时间:(室温~920℃)≤30min电源:AC220V±22V@50Hz±1Hz功率:3.5kW具有快速灰化和缓慢灰化、挥发分、罗加指数、黏结指数等四个专用加热程序;另外,温度控制器有一个自选程序,通过按键可选择所需设定的温度和保温时间。

2.设计思路马弗炉温度控制器设计采用PID算法来控制PWM的占空比,由PWM信号控制IGBT的通断,使用时钟专用芯片DS1302进行定时控制,从而实现在不同时段对炉温的控制。

3.系统结构马弗炉温度控制器由单片机STC12C5A60S2,热电偶放大器与数字转换器MAX6675,时钟芯片DS1302,I级精度K形热电偶,键盘及显示系统组成,系统结构如图1所示。

图1 系统结构框图

PID简介1.基本概念①基本偏差e(t):表示当前测量值与设定目标之间的偏差。设定目标是被减数,结果可以是正或负,正数表示还没有达到,负数表示已经超过了设定值,这是面向比例项用的一个变动数据。

②累计偏差∑e(t)=e(t)+e(t-1) +…+e(t-n):这是我们每一次测量得到偏差值的总和,是代数和,要考虑正负号运算的。这是面向积分项用的一个变动数据。

③基本偏差的相对量e(t)-e(t-1):用本次的基本偏差减去上一次的基本偏差,用于考察当前控制对象的趋势,作为快速反应的重要依据,这是面向微分项用的一个变动数据。

④三个基本参数Kp、Ki、Kd:这是做好一个控制器的关键常数,分别称为比例常数、积分常数和微分常数。不同的控制对象需要选取不同的值,经过现场调试才能获得较好的效果。

2.三个基本参数Kp、Ki、Kd实际控制中的作用①比例环节:即时成比例地反应控制系统的偏差信号e(t),偏差一旦产生,调节器立即产生控制作用以减小偏差。比例作用大,可以加快调节,减少误差,但过大比例会使系统稳定性下降。

②积分环节:主要用于消除静差,提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分时间常数Ti。Ti越大,积分作用越弱,反之则越强。

③微分环节:能反应偏差信号的变化趋势(变化速率),并能在偏差信号的值变得过大之前,在系统中引入一个有效的早期修正信号,从而加快系统的动作速度,减小调节时间。

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