二、电阻炉温控制系统的设计
一、设计目的
(1)、了解温度控制系统的特点。
(2)、研究采样周期 T 对系统特性的影响。
(3)、研究大时间常数系统 PID 控制器的参数的整定方法。
二、设计要求
温度检测范围 0℃-100℃,使炉温控制在 60℃,能够手动和自动调节炉温,
采用单片机控制,电路包括检测通道(温度检测、放大和 A/D 转换电路)、温
度控制(包括包括光耦隔离、过零检测、SCR 驱动电等外围电路)、键盘和显
示电路以及语音报温电路。
三、设计原理
系统结构图
图中 Gc(s)=Kp(1+Ki/s+Kds)
Gh(s)=(1-e-TS)/s
Gp(s)=1/(Ts+1)
以个人计算机为基础,以A/D转换器为核心,并配以适当的外围接口电
路,实现对电阻炉温度自动控制和手动控制。设计了一种过零检测电路,将P
ID控制增量转换成占空比,并由数字电路输出有一定占空比的矩形波,利用
硬件方法实现普通双向可控硅的同步过零触发从而实现功率可调的温度控制系
统。
整个炉温控制系统由两大部分组成,第一部分由计算机和 A/D&D/A 卡组
成,主要完成数据采集、PID 运算、产生控制电枢电压的控制电压;第二部分由
传感器信号放大,同步脉冲形成,以及触发脉冲放大组成。炉温控制的基本原
理:改变可控硅的导通角即改变电热炉加热丝两端的有效电压,有效电压可在
0-140V 内变化。可控硅的导通角为 0-5CH。温度传感是通过一只热敏电阻及其
放大电路组成,温度越高其输出电压越小。
外部 LED 灯的亮灭表示可控硅的导通与闭合的占空比时间,如果炉温温度