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上海一恒干燥箱的PID温控系统的优化设计与分析

[导读]针对上海一恒鼓风式干燥箱存在的温控精度不高、温控波动、升温速率慢等问题,提出一种实用的PID温控系统方案,分别从硬件和软件方面对温控系统进行优化设计,采用铂热电阻检测-单片机控制的方式,以及优化的PID控制策略

干燥箱是化工、轻纺等行业生产与质检中的必备设备, 广泛用于原料、半成品、成品的回潮率检测及定量控制。目前, 在轻纺检测中比较常用和具有代表性的干燥箱为Y802型恒温烘箱[1], 采用“电接式温度计检测-继电接触器控制”方式检测温度的变化。受电阻丝热惯性的影响, 升降温都将产生较大偏差, 可达±5℃, 存在温控精度不高、不稳定等问题。李晓峰等[2]引入模糊逻辑控制规则, 使升温超调量大为减少, 控制精度提高到±0.5℃, 但出现给定值附近的周期性波动, 且响应慢。顾虎等[3]提出K型热电偶-单片机控制晶闸管导通周波的方式对上海一恒DHG-9123A鼓风干燥箱进行温控的方法, 设计的系统复杂, 成本较高。本文对干燥箱温控系统进行优化设计, 提出一种实用的PID温控系统方案。采用单片机控制, 借助智能算法优化PID控制策略, 以实现对干燥箱温度的精确控制, 提高温控系统的性能。

1 上海一恒DHG-9123A鼓风干燥箱干燥箱的温控系统总体方案对于干燥箱的温控系统, 本文从两方面进行改进: (一) 硬件设计中, 采用铂热电阻检测-单片机控制的方式; (二) 软件设计中, 引入一种优化的PID控制策略。系统包括控制模块、温度检测模块、信号处理模块、控制输出模块、显示模块、参数设定等, 如图1所示。工作原理:从键盘输入温度设定值;铂热电阻检测到干燥箱的温度值;经放大等处理后, 交给单片机STC12C5410AD比较运算, 并采用优化的PID控制策略, 输出一个触发脉冲信号, 送到控制输出模块;经电平转换、隔离放大等, 输出一个控制信号, 控制晶闸管的通断, 从而控制加热器的功率, 以实现温度的自动控制。

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