关于积分分离PID温度控制系统的实习.doc

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1、关于积分分离PID温度控制系统的实习（实训）报告1.实习容及要求用AC6611和C++Builder制作一个积分分离PID温度控制系统，温度控制装置的要求如下：（1）温度控制围：0-100℃（2）温度变送信号：4-20mA，串接500欧姆电阻，转化为2-10V电压。（3）温度控制信号：0-5V（4）电源：24VDC，从PLC装置引入电源2.AC6611多功能过程通道卡2.1功能特点与技术指标AC6611是一款廉价通用的A/D、D/A板，AD工作在查询方式，采用PCI总线支持即插即用、无需地址跳线。AC6611具有16路单端模拟输入、32路开关量（16路输入及16路输出

2、），一路12位D/A。AC6611采用大规模可编程门阵列设计。（1）A/D转换指标：A/D转换器：120KHZ12位A/DADS7816；保持器；A/D芯片置采样保持器；工作方式：软件查询；通道数：16路单端输入；输入阻抗：1M欧姆；最大输入耐压电压：<+12V/-5.5V；双极性输入围：5V；单极性输入幅度：5V、10V；连接器：DB25（孔式）。（2）D/A转换指标：通道数：1路分辨率：12位精度：0.2%最大输出电流：5毫安输出零点误差：<±10mV输出围：10伏、-±10伏，使用跳线器进行选择输出建立时间小于：50微秒连接器：DB25（孔）（1）开关量输入/输

3、出指标：输入通道数：16路（2个8位）输出通道数：16路（2个8位）电平：TTL电平（兼容3伏逻辑）连接器：40脚扁电缆插座开关量输出复位后输出：低电平“0”输出高电压>2.5V，低电压<0.5V最大输出电流：8mV输入电流：<0.1mA输入高电压门限：>2V,低电压：<0.8V输入耐压：高电平：8V，低电平：-0.4V2.2应用方法及步骤以Windows2000/XP的安装为例：（1）关闭计算机的电源;（2）将AC6611板卡插入PCI槽中；（3）打开计算机电源，启动Windows2000/XP；（4）Windows2000/XP将会显示找到新硬件，可按找到新硬件向

4、导进行下一步；（5）选择搜索适用与我的设备的驱动程序（推荐），下一步；（6）选择驱动所在目录，进行安装（ac6611driver）；（7）按找到新硬件向导的提示进行下一步；（8）Windows2000/XP将显示完成添加/删除硬件向导，单击完成即可完成安装过程（9）AC6611测试程序的使用：3.方案设计3.1加热器的过程特性工作原理就是把一个匝数较多的初级线圈和一个匝数较少的次级线圈装在同一个铁芯上。输入与输出的电压比等于线圈匝数之比，同时能量保持不变。因此，次级线圈在低电压的条件下产生大电流。对于感应加热器来说，轴承是一个短路的次级线圈，在较低交流电压的条件下

5、通过大电流，因而产生很大的热量。加热器本身及磁轭则保持常温。由于这种加热方法能感应出电流，因此轴承会被磁化。重要的是要确保以后给轴承消磁，使之在操作过程中不会吸住金属磁屑。FAG感应加热器都有自动消磁功能。3.2加热器温度控制系统的实现方案温度控制的框图如下：这是一个典型的闭环控制系统，用于控制加热温区的温度（PV）保持在恒定的温度设定值(SV)。系统通过温度采集单元反馈回来的实时温度信号（PV）获取偏差值（EV），偏差经过PID调节器运算输出，控制发热管的发热功率，以克服偏差，促使偏差趋近于零。其调节过程如下：温度控制的功率输出采用脉宽调制的方法。固态继电器SSR的

6、输出端为脉宽可调的电压。当SSR的触发角触发时，电源电压通过SSR的输出端加到发热管的两端。温度控制的两个阶段：温度控制系统是一个惯性较大的系统，也就是说，当给温区开始加热之后，并不能立即观察到温区温度的明显上升。另外，热电偶对温度的检测，与实际的温区温度相比较，也存在一定的滞后效应。因此我们分为2个阶段：（1）PID调节前阶段在这个阶段，因为温区的温度距离设定值还很远，为了加快加热速度，SSR与发热管处于满负荷输出状态，只有当温度上升速度超过控制参数，SSR才关闭输出。在这个阶段，要么占空比K=0.SSR关闭；要么占空比K=100%。SSR全速输出。PID调节器不起

7、作用。（2）PID调节阶段在这个阶段，PID调节器调节输出，根据偏差值计算占空比，保证偏差（EV）趋近于零，即使系统受到外部干扰时，也能使系统回到平衡状态。3.3AC6611和加热器接线图设计3.4控制程序的方案设计和模块划分驱动程序，选择通道，采样，A/D、D/A转换，算法的设计。主要分为以下几个模块：数据采集和转换模块PID算法的程序设计模块画图模块4.数据采集与输出程序设计4.1AC6611数据采集与温度换算程序AC6611_AD(hDevice,4,&adc);//采集数值0-4095floatadcf=adc*10.0/4095;//转换为