基于智能控制技术的新型温控系统的研究

迈肯思工控
发布时间:2019-11-27

摘要: 本文主要介绍了一种基于智能控制技术的新型温控系统的硬件设计。设计了传感器铂电阻为本温度控制系统提供温度信号,经A/D转换成数字信号送入微控制器中,通过微控制器及其接口电路,实现对温度信号的显示、判断、决策及控制。最后系统输出的适当控制量可调脉冲控制可控硅电路。通过可控硅调功对被控对象电阻炉的加热,实现系统对被控对象电阻炉的温度控制,以达到系统所要求的精度。
关键字: 传感器;可控硅;温度控制;A/D

1 引言

在钢铁、机械、石油化工、电力、工业炉窑等工业生产中,温度是极为普遍又极为重要的热工参数之一。温度控制一般指对某一特定空间的温度进行控制调节,使其达到并满足工艺过程的要求。在本文中,主要研究对特定空间(电阻炉)的温度进行高精度控制。采用九点控制器算法进行温度控制,达到了很好的控制效果。

2 控制系统的硬件实现

控制系统硬件电路的组成由同步过零检测电路、温度信号检测及可控硅触发电路、时钟芯片等组成,结构框图如图1所示,以单片机机为核心,数据采集由铂电阻经补偿放大后送至A/D转换,调功部分由过零触发电路及可控硅完成。


图1 系统结构框图

3 温度传感器的设计

本系统采用PT100热电阻为测温器件,PT100热电阻是一种广泛应用的测温元件,在-50℃~600℃范围内具有其他任何温度传感器无可比拟的优势,包括高精度、稳定性好、抗干扰能力强等。由于铂热电阻的电阻值与温度成非线性关系,所以本模块需要进行非线性校正,一般的模块采用模拟电路校正,这种校正的精度不高,而且温漂等受干扰的程度也比较大。

热电阻温度传感器是利用导体或半导体的电阻率随着温度值变化而变化的原理制成的,实现了将温度变化转化为元件电阻的变化。它主要用于对温度和温度有关参数检测与控制。铂热电阻具有测温范围大、稳定性好、示值复现性高和耐氧化等特点,常被用来作为国际标准温度计。铂电阻的非线性特征按照国际电工委员会的铂热电阻技术标准,铂电阻Pt100在0℃~650℃范围内,符合TTS-90的国际分度表函数R(t)可用式(1)表示


式中 分别是t℃和0℃时的铂电阻阻值, 。很显然,上述表达式中,铂电阻阻值R0与温度t之间的关系为非线性的。

4 功率输出电路及其控制原理分析

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