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基于STM32的远程温控系统设计

作者:陈东升,高俊侠,胡科堂时间:2012-02-13来源:电子产品世界

  引言

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/128904.htm

  是工业控制的主要对象之一,常用的温控数学模型是一阶惯性加上纯滞后环节,但其随着加热对象和环境条件的不同,会存在着较大的差异。因为温控对象这种较为普遍的含有纯滞后环节的特点,容易引起系统超调和持续的振荡,对象的参数会发生幅度较大的变化。因此无法采用传统的控制方法(如常规的控制)对温度进行有效的控制,而智能控制不需要对象的精确数学模型就可以对系统实施控制。多采用由单片机系统来实现温度控制,其缺点是远程控制系统复杂,可靠性差,特别是当控制点较多、距离较远时,采取总线方式的通讯出错概率较高,影响到温度的控制精度。

  目前,多家厂商(如日本导电、岛通)均推出精度可达0.1级的基于算法的智能型温控仪表,然而这些公司对其核心技术并不公开,同时也不开放用于系统改进的接口或者代码。本文的设计基于STM32硬件单元,采用一种温控单元与计算机相结合的主从式远程温度控制模式。利用工控机进行参数整定后通过网络控制温控单元的输出,温控单元输出控制信号调整可控硅的开角,从而达到改变加热功率的目的。本文采用仪表与计算机相结合的主从控制模式,软、硬件部分分别独立工作,便于系统的升级改造,可以有效地提高控制策略的灵活性。

  本文所研究的基于组态软件实现的模糊PID算法智能温度远程监控系统,能较好地解决温度的远程控制问题,且系统结构非常简单,温度控制精度高。

  系统总体方案设计

  温度控制系统用于控制电加热炉内的温度,热源为高温电阻丝,采用可控硅电压调整器来进行电加热炉的温度调整,此调整器是通过控制可控硅的导通角而调整输出电压、改变加热体的发热功率、从而达到控制电加热炉温度的目的。

  如图1所示,加热炉实时的温度由温控单元采集热电偶转变为电压信号,经温控单元整理后,通过TCP/IP协议将打包后的温度数据传送至工控机端,将此温度的采样值与设定值比较,采取相应的控制算法计算出实时的PID参数,通过网络控制温控单元,温控单元输出4~20mA电流信号至可控硅调压器,对可控硅的导通角的开度进行控制,调整加热炉的温度。采用本方案设计的系统具有结构简单,易于实现的特点。

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关键词: 温度控制 PID

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