温度控制实验指导书

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1、温度控制实验指导书一、实验原理温度源把温度信号转成电信号,模块将采集到的模拟量转化成数字量与上位机(计算机)通过232接口通讯，上位机发出相应的指令控制反馈模块对输出量进行实时控制。这样就构成了一个计算机温度控制系统。在定时(5秒)过程中通过控制加热开关的导通和闭合的时间比达到温度控制的kl的。PID控制简介PTD控制器是连续控制系统中技术成熟、应用垠为广泛的控制器，在模拟控制系统中，最常用的控制规律足PID控制。常规PID控制系统原理框图如图2所示。系统山模拟控制器和被控对彖组成。凹T巫疵对象

2、■•■■・■■■■■图2.模拟PTD控制系统的原理稚图PID是一种线性控制器，它根据给定值r(t)与实际输出y(t)构成控制偏差。e(t)=r(t)—y(t)将偏差比例(P)、积分⑴和微分(D)通过一定的线性组合构成控制量U(t)対被控对彖进行控制。它的控制规律为：u(£)=Kp・e(£)+K[c(/)d/+丄at式中:Kp为比例系数；Ki为积分时间常数;Kd为微分时间常数。将上式进行离散化处理，可得PID离散衣达式：Au(k)=Kre(k)+K/》e(j)+K〃[e仏)一e(k-i)]式中：k

3、为采样序号，代表的是笫k次采样。u(k)为第k次采样时刻的计算机输出值；e(k)为第k次釆样时刻的输入的偏差值；e(k-l)为第k-l次釆样时刻的输入的偏差值。同理可得u(k-l)的表达式：(丿)+K〃2(bl)-e(42)]用u(k)减去u(k-1),AT得/Xu的值：Au=Kp[e(k)-e(kT)]+Kie(k)+Kd[e(k)-2e(kT)+e(k-2)]KP[e(k)-e(k-l)]是比例的贡献,Kie(k)是积分的贡献,Ko[e(k)-2e(k-l)+e(k-2)]是微分的贡献。二、

4、实验目的及内容1、目的建立计算机温度控制的实践基础。综合应用所学过的传感器知识，计算机数据采集知识和控制算法，口行设计一个计算机温度控制系统，理解计算机控制系统的基本构成。2、内容可通过图1屮的路径来组建计算机温度控制方案。图1.计算机温度控制方案在本实验中，采用K型热电偶作为传感器，通过采集模块将信号输给计算机。通过在VB环境下对其进行编程，选用PID控制。三、实验仪器设备1、CSY-2000型温度源,220V交流电提供加热电源,24V直流电提供风扇电源。2、工业控制计算机。3、K型热电偶。4

5、、台湾铭纬开关电源，220V交流电输入，输出直流电压24V,电流1.5A。5、SASR-25DA施耐徳固态继电器，输入直流电压3〜32V,输出交流电压24〜380V。6、台湾泓格公司模块7018、7060、7520,24V直流供电。7、计算机及232串口线。8、导线若干。四、实验方法与步骤1、按照图中所示接线。其中，220V交流电为系统提供加热电源，开关电源将其转化为24V直流电，为模块和温度源的冷却风扇供电。K热电偶作为传感器将温度信号转化为冇用的电压信号传入7018模块。7018是一个AD转

6、换模块，它能将电压模拟量转化为机器能识别的数字量，通过DATA口与另外两个模块进行数据传输。各模块Z间采用的是485方式通讯，而计算机只有232接口，7520能将这两种方式互相转化，从而使模块和计算机Z间能够进行通讯。当信号传到计算机上时，计算机通过PTD算法对7060模块发出相应的指令。7060是一个继电器开关模块，收到指令后，控制固态继电器的闭介时间，从而控制温度源加热的时间，起到调节温度的效果。口2、温度实验一：定时，理解定时器应用语句。程序代码以及界面3、温度实验二：用通讯采集信号，结合

7、硬件系统熟悉川计算机和模块之间的通讯來采集温度信号。程序代码以及界面备工程1-■icx*oso£tVisualBasic［设计］文件a）舖辑a）视s（x）工程⑺格式（Q）调试@）运行®査询©）E»a）工風a）外授程序®窗口⑩帮肋a）◎Qbncw»II■菽囹＜8答处目•ha105豈15360X11520—工程1-For・l(Code)堺▼逍LoadARbl□-1DimmAsLongDimbufAsStrincDimyAzSingleMSComml.Output="#011"&vbCrm=Titte

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