毕业设计（论文）-变频器pid恒温控制系统设计

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1、课题摘要本课题的设计是根据工业生产上和社会生活中需要恒温控制的要求，设计了一套基于PID变频调速恒温系统。PID变频恒温系统由PID变频器、风机组、加热装置、温度传感器、信号采集转换电路等构成。本系统的设计是采用变频器实现对三相鼓风机电机的转速进行变频调速，来改变对恒温箱的鼓风大小，利用温度传感器检测恒温箱的当前温度信号，恒温箱中温度发生变化，采集的信号就会发生相应的变化，在经过转换电路把所采集的信号转换成对应的PID输入控制的电流信号，从而控制变频器的输出电压和频率，进而改变鼓风机电机的转速来改

2、变供气量，最终保持系统的温度恒定。该变频恒温系统的设计成果可运用于许多实际的恒温控制系统中，并能够取得稳定可靠的运行效果和良好的节能效果。关键词变频调速恒温供气PID控制信号采集43目次431绪论11.1恒温控制的意义11.2变频恒温系统的国内外研究现状21.2.1变频调速技术的国内外发展与现状21.2.2变频恒温系统的研究与现状32PID变频恒温系统的总体方案设计43电机调速模块的分析63.1三相异步电动机的调速原理63.1.1三相异步电动机调速简介63.1.2电动机的调速指标73.1.3调速时

3、的允许负载93.2离心风机调控方式的分析、选择93.3变频器的分析和选择123.3.1变频器驱动负载特性的分析123.3.2变频器容量的计算133.3.3变频器选择注意事项144三菱变频器的简要介绍164.1三菱变频器FR-E740简介164.2三菱变频器FR-E740常规介绍174.2.1主电路接线端174.2.2控制电路接线端及端子功能介绍184.2.3操作面板及其功能介绍215温度信号处理模块的介绍235.1温度采集转换电路的设计235.2电压电流转换电路255.3温度显示电路265.3.1

4、数字电压表电路原理265.3.2ICL7107管脚排列276PID功能简介及系统的设置与调试286.1PID控制器的组成及作用296.2PID基本构成及功能概述306.3本系统设计的参数设置介绍326.4PID恒温控制系统接线图346.5系统的调试35结论……………………………………………………………………………………3643致谢……………………………………………………………………………………37参考文献………………………………………………………………………………38附录APt1000分度表………

5、………………………………………………………394343431绪论1.1恒温控制的意义在工业上，随着国民经济的发展，温度控制是工业生产过程和社会生活中经常遇到的过程控制，人们需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行监测和控制。特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足重轻的作用，其温度的控制效果直接影响着产品的质量，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。工业生产中温度控制具有单向性、时滞性、大惯性和时变性的特征，同时要实现温度控制的快速性和准确性，对于提高产品

6、质量具有很重要的现实意义。在日常生活中，人们也经常碰到需要控制温度的问题。例如，冬天做面包时，酵母菌发酵缓慢，甚至不能发酵，这时，人们常采用加热的方法提高发酵温度，但若经验不足，温度提得过高，则容易把酵母菌杀死。又如，有的地区冬天很冷，需要室内取暖，这这样的温度又不能过高，也不能太低，所以需要采用比较可靠的恒温装置。再如，有些家庭喜欢养金鱼，到了冬天，常担心温度太低而使鱼冻死。总之，类似的问题在日常生活中常常碰到。所有这些，如果采用恒温控制装置，就可以得到解决。所以设计一个较可靠的恒温控制电路，是

7、具有非常重要的价值意义的。本课题设计的是一个简单实用的恒温控制器，它可以根据使用者的实际需要，将温度设定在某一范围，当温度低于设定温度时，电路会自动控制变频器的频率使电机转速下降，风力降低，恒温箱的温度升高，当高于设定温度时，电路会自动控制变频器的频率使电机转速上升，风力增大，恒温箱的温度降低。本电路经济、可靠，对于工业生产及日常生活中需要恒温的地方，一般均能适用。对于不同场所、不同工艺、所需温度高低范围不同、精度不同，则采用的测温元件、测温方法以及对温度的控制方法也将不同；产品工艺不同、控制温度

8、的精度不同、时效不同，则对数据采集的精度和采用的控制算法也不同。因而，对温度的测控方法要多种多样。随着电子技术和微型计算机的迅速发展，微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。利用微机对温度进行测控的技术，也便随之而生，并得到日益发展和完善，越来越显示出其优越性。虽然现有的温度传感元件大多为模拟器件（如热电耦）体积大、应用复杂、而且不容易实现数字化等缺点，阻碍了应用领域的扩展。43但是这些器件相对来说比较经济，在毕业设计中不必要花那么昂贵的电子产品，在此我们采用的是市场上最