工业色谱仪温度测控系统的研究与设计.pdfVIP

第27卷第1期 兰州 交通大学学报 V01．27No．1 2008年2月 JournalofLanzhou Feb．2008 JiaotongUniversity 10-04 文章编号：1001—4373(2008)01-01 工业色谱仪温度测控系统的研究与设计 ‘ 李小平， 蒋兆远， 巴文厂 (兰州交通大学机电技术研究所，甘肃兰州730070) 摘要：介绍了一种基于XTRl05和RCV420信号变送和转换元件的工业色谱仪温度测控系统的研究与设计方 控制电路调节系统的加热功率，数字P1D控制算法实现精确控温，在0～448℃范围内检测精度为0．1℃．可用于 不同范围、不同领域的温度测控系统，现已成功应用于工业色谱仪的温度测控系统，对其他的温控系统设计也有一 定的参考作用． 关键词：XTRl05；RVC420Intel8254；工业色谱仪；温度控制；PID算法 中图分类号：TP202．2 文献标识码：A 温度是工业生产中最常见和最基本的工艺参数 之一，温度的测量与控制是生产过程控制的重要任 务之一．常用的温度控制原理是根据实际温度对给 定温度的偏差，自动接通或断开供给的热源能量，或 连续改变热源能量的大小，使温度稳定在给定的范 围，以满足生产工艺的需要．笔者采用XTRl05和 图1 接温度控制原理 RCV420信号变送和转换元件设计了一套应用于工 ofthe Fig．1Principletemperature 业色谱仪的温度自动控制系统，该系统应用RTD 温控原理为：传感器采集的温度信号c(￡)经变 检测电桥对加热电炉测温，检测精度为0．1℃，采用 送和转换后输入控制器，并与上位机发送的给定值 四路过零脉冲的加热功率控制，能够实现恒温控铷 进行比较，计算其偏差，控制器再对偏差按一定的 和程序控温，采用增量式PID控制算法；四路过温 PID控制算法进行运算．运算结果通过控制可控硅 检测，当炉温达到448℃时加热器强行关断；设计 在控制周期内的过零触发脉冲个数，也就是控制电 两路旋风制冷器开关控制、两路加热器正压检测控 阻炉的平均功率的大小来控制炉温[1]．硬件电路主 制以及一路机箱正压检测控制，上位机通过CAN 要由温度采集电路、功率控制电路、CAN总线通讯 通讯方式对电炉温控系统进行监控并对实时温度和 等部分组成． 报警信息进行显示．本设计电路简单，控温精度高， 2 温控电路的设计与分析 调节方便，稳定性好． 2．1 温度采集电路 1温度控制原理 工业色谱仪的温度自动控制系统的温度控制 感器，具有性能稳定，测量精度高，互换性好等优 原理如图1所示．其中，Ⅵ为外接交流电压，％为可 点[2]，在0～650℃范围内测温时，阻值计算公式为 控硅调节后的制热电压；c(￡)为温度传感器的采集 R(￡)一Ro(1十At+Bt2) 信号，经过处理后输入单片机；r(z)为温度控制给定 X 式中：A一3．96847×10-3；B=一5．84710_7； 值，通过上位机和CAN通讯输入；P(￡)为偏差值，S Ro一100Q从式中还可以