自適應(yīng)加熱器

1、 自適應(yīng)加熱控制器題 目 自適應(yīng)加熱控制器 系 別 專 業(yè) 班 級 學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 2015年4月自適應(yīng)加熱控制器的設(shè)計摘要：在控制理論和技術(shù)飛躍發(fā)展的今天，自適應(yīng)控制由于其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性能好可靠性高等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用。然而在實際的工業(yè)過程中，許多被控過程機理復(fù)雜，具有高度非線性。這就要求在自適應(yīng)控制中，不僅自適應(yīng)參數(shù)的整定不依賴于對象數(shù)學(xué)模型，并且自適應(yīng)參數(shù)能在線調(diào)整，以滿足實時控制的要求。自適應(yīng)自適應(yīng)自適應(yīng)控制將是解決這一問題的有效途徑。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自學(xué)習(xí)、自組織、聯(lián)想記憶和并行處理等功能和對于復(fù)雜系統(tǒng)控制可以達到滿意效果的優(yōu)勢，提出了具有自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)能力的自適應(yīng)來構(gòu)成

2、自適應(yīng)加熱控制器的策略。這種自適應(yīng)構(gòu)成的控制器不僅結(jié)構(gòu)簡單，且能適應(yīng)環(huán)境變化，有較強的魯棒性。使自適應(yīng)自適應(yīng)控制達到最優(yōu)。其仿真結(jié)果表明：該控制器與典型的自適應(yīng)控制器相比，系統(tǒng)輸出能夠很好地跟蹤參考模型的輸出顯著提高了系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)性能。關(guān)鍵詞：自適應(yīng) 自適應(yīng)控制 自適應(yīng)Single Neuron Adaptive PID Controller Design AbstractIn: the raPID development of control theory and technology nowaday, PID control has been widely used because of

3、 its simple structure, stable performance and high reliability. However, in actual industrial processes, many complex mechanism controlled process has highly nonlinear.This requires the PID control, PID parameter setting not only do not rely on mathematical models, and the PID parameters can be adju

4、sted on line to meet the requirements of real-time control. Single neuron adaptive PID control will be an effective way to solve this problem. Using neural network self-learning, self-organization, associative memory and parallel processing features and control of complex systems can achieve satisfa

5、ctory results, this paper proposed a self-learning and adaptive capacity of single neurons to form the single neuron adaptive PID control strategy. These neurons constitute the controller not only simple in structure, and can adapt to environmental changes, have stronger robustness. Adaptive PID con

6、trol to optimal. The simulation results show that the controller, compared with the typical PID controller, the system output can track the reference model very well, the output of the system significantly improved dynamic response.Keywords: adaptive PID control neurons目錄前言1第一章 緒論31.1 課題研究背景31.2 課程設(shè)

7、計的內(nèi)容51.3 課題設(shè)計的目的和意義6第二章 電路所需器件介紹62.1 運算放大器LM35862.1.1LM358介紹62.1.2 LM358引腳圖62.1.3 LM358方框圖72.2 電壓比較器LM33972.2.1 LM339簡介72.2.2 LM339特點72.2.3 LM339引腳82.3 AT89S5282.3.1 AT89S52簡介82.3.2 AT89S52引腳82.3.3引腳功能說明92.4 6反相帶施密特觸發(fā)器CD40106112.4.1內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖管腳圖112.4.2輸入輸出真值表112.5 MF58熱敏電阻122.5.1 MF58特點122.5.2 MF58外形圖122

8、.5.3 MF58電路符號122.5.4MF58溫度-電阻對應(yīng)值12第三章 裝配及調(diào)試說明133.1 外部接線133.2 電路工作原理133.3單片機控制要求143.4 調(diào)試方法143.5 調(diào)試完成15結(jié)論16致謝17參考文獻18附錄19附錄1 電路圖 19附錄2 元器件20III前言自適應(yīng)控制器能修正自己的特性以適應(yīng)對象和擾動的動態(tài)特性的變化。自適應(yīng)控制的研究對象是具有一定程度不確定性的系統(tǒng)，這里所謂的“不確定性”是指描述被控對象及其環(huán)境的數(shù)學(xué)模型不是完全確定的，其中包含一些未知因素和隨機因素。面對這些客觀存在的各式各樣的不確定性，如何設(shè)計適當(dāng)?shù)目刂谱饔?，使得某一指定的性能指標達到并保持最優(yōu)

9、或者近似最優(yōu)，這就是自適應(yīng)控制所。 自適應(yīng)控制和常規(guī)的反饋控制和最優(yōu)控制一樣，也是一種基于數(shù)學(xué)模型的控制方法，所不同的只是自適應(yīng)控制所依據(jù)的關(guān)于模型和擾動的先驗知識比較少，需要在系統(tǒng)的運行過程中去不斷提取有關(guān)模型的信息，使模型逐步完善。具體地說，可以依據(jù)對象的輸入、輸出數(shù)據(jù)，不斷辨識模型參數(shù)，這個過程稱為系統(tǒng)的在線辯識。隨著生產(chǎn)過程的不斷進行，通過在線辯識，模型會變得越來越準確，越來越接近于實際。既然模型在不斷地改進，顯然，基于這種模型綜合出來的控制作用也將隨之不斷改進。在這個意義下，控制系統(tǒng)具有一定的適應(yīng)能力。比如說，當(dāng)系統(tǒng)在設(shè)計階段，由于對象特性的初始信息比較缺乏，系統(tǒng)在剛開始投

10、入運行時可能不理想，但是只要經(jīng)過一段時間的運行，通過在線辯識和控制以后，控制系統(tǒng)逐漸適應(yīng)，最終將自身調(diào)整到一個滿意的工作狀態(tài)。再比如某些控制對象，其特性可能在運行過程中要發(fā)生較大的變化，但通過在線辯識和改變控制。 常規(guī)的反饋控制系統(tǒng)對于系統(tǒng)內(nèi)部特性的變化和外部擾動的影響都具有一定的抑制能力，但是由于控制器參數(shù)是固定的，所以當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部特性變化或者外部擾動的變化幅度很大時，系統(tǒng)的性能常常會大幅度下降，甚至是不穩(wěn)定。所以對那些對象特性或擾動特性變化范圍很大，同時又要求經(jīng)常保持高性能指標的一類系統(tǒng)，采取自適應(yīng)控制是合適的。但是同時也應(yīng)當(dāng)指出，自適應(yīng)控制比常規(guī)反饋控制要復(fù)雜的多，成本也高的多，

11、因此只有在用常規(guī)反饋達不到所期望的性能時，才會考慮采用。 第一章 緒論1.1 課題研究背景 我國的加熱控制器在10多年前問世，由于受到當(dāng)時電力因素的制約，發(fā)展非常緩慢，只有幾個非鍋爐行業(yè)的廠家在生產(chǎn)。1998年以來，特別是2000年，自適應(yīng)加熱市場迅速發(fā)展。行業(yè)內(nèi)許多廠家都已經(jīng)或者正在準備生產(chǎn)自適應(yīng)加熱。由于起步晚 、規(guī)模小,加熱控制器的控制水準很低，甚至很原始。加熱控制器的控制與燃油（氣）鍋爐的控制有很大的不同。1 電流巨大，屬大電流或超大電流控制； 2 沒有現(xiàn)成的燃燒器及其程控器，鍋爐的加熱過程和控制品質(zhì)完全由自己決定； 3 比燃

12、油（氣）鍋爐的自動化程度和蓄熱要求更高，外觀要求也更現(xiàn)代、更美觀。 因此，自適應(yīng)加熱控制存在較大難度。1998年我們抓住了市場機遇，再次把工業(yè)控制技術(shù)應(yīng)用于加熱控制器控制領(lǐng)域 ，把大型電力 負荷控制的成功經(jīng)驗移植到加熱控制器的大電流控制上來，率先提出了加熱控制器的循環(huán)投切和分段模糊控制的控制模式，較好地解決了加熱控制器控制的理論和實際問題。 國內(nèi)電加熱爐的加熱形式主要有以下兩個： 1 電阻加熱式 國內(nèi)絕大多數(shù)廠家采用該方式，并選用電阻式管狀電熱元件。電阻加熱方式的電氣特點是鍋水不帶電，但在電加熱元件漏水或爆 裂時會

13、使鍋水帶電或稱漏電。另外，受電熱元件絕緣導(dǎo)熱層的絕緣程度的影響，電熱管存在一定的泄漏電流。泄漏電流的國家標準是<0.5ma。該方式在結(jié)構(gòu)上易于疊加組合，控制靈活，更換方便。 2 電磁感應(yīng)加熱式 該方式的加熱原理是：當(dāng)電流通過加熱線圈時，就會形成電磁場,把金屬鍋殼置于電磁場之中，就會使鍋殼產(chǎn)生渦流，并導(dǎo)致其發(fā)熱，從而完成對鍋水加熱的目的。其電流愈大，發(fā)熱量愈大。電磁感應(yīng)加熱方式在工業(yè)上的應(yīng)用較早，典型的應(yīng)用就是中頻加熱爐。但是把它應(yīng)用到鍋爐上，確屬首次，很有創(chuàng)意值得關(guān)注 。目前國內(nèi)只有一家廠家生產(chǎn)這種自適應(yīng)加熱。 該方式的優(yōu)點是，與水和鍋爐

14、是非接觸式加熱，因此絕無漏電的可能性；另一個優(yōu)點是該方式須用可控硅做驅(qū)動輸出，因此具有無觸點開關(guān)的獨特優(yōu)勢；機械噪聲小，可多級或無級調(diào)節(jié)，使用壽命長。 該方式的缺點是熱效率比電阻加熱方式要稍低，約96%:。這是因為后者是直接與鍋水接觸加熱，而前者是間接加熱，況且作為功率驅(qū)動元件的可控硅元件，其本身也要消耗一定功率。 1.2加熱爐控制研究現(xiàn)狀 國內(nèi)電加熱爐控制有四個發(fā)展階段： 第一階段：手動控制、溫度儀表顯示 處于發(fā)展初期的加熱控制器控制采用溫度儀表顯示溫度，由人工手動投切，以達到逐級投切和溫度調(diào)節(jié)的目的。還有一種形式是無論功率多大，均分三個投切

15、組，二組為手動，一組用溫控表控制。第一階段手動控制方式自動化程度極低，控制效果較差。 第二階段：順序控制器或PLC程控器 ，溫度儀表參與控制 人們把人工手動投切改為用順序控制器或PLC程控器來完成逐級投切，使鍋爐控制基本能夠自動化。為了解決逐級投切的自動化，廠家在采用PLC作程控器，或開發(fā)了電子順序控制器后，不但可以實現(xiàn)逐級投切自動化，還能定時啟停鍋爐。然而由于仍然使用溫控表來進行全功率的溫度控制，動作頻繁，控制效果較差，甚至產(chǎn)生控制振蕩。 第三階段：全PLC控制 為了滿足市場對加熱控制器自動化的更高要求，有少數(shù)廠家開發(fā)了全PLC控制系統(tǒng)，全P

16、LC控制就是不但使用PLC主機，還配置了溫度輸入模塊和顯示單元（液晶顯示或觸摸屏顯示），在硬件上組成了完整的控制系統(tǒng) 。通過廠家編制的控制程序，全PLC控制可以達到全部加熱控制器的自動化要求，并具有良好的人機界面。它的缺點是成本很高，應(yīng)用面很窄，控制程序的優(yōu)劣直接與編程人員 的專業(yè)水準相關(guān)，還需要專業(yè)人員去現(xiàn)場改變現(xiàn)場設(shè)置。 第四階段：專用電腦控制 用加熱控制器專用電腦取代通用的PLC，更取代溫控表。它具有全PLC控制的全部優(yōu)點，并克服了全plc控制的全部缺點，可產(chǎn)品化，成本低，易與各種自適應(yīng)加熱配套，配備最先進和成熟的控制程序，現(xiàn)場參數(shù)可由一般操作人員

17、在現(xiàn)場進行設(shè)置和解決。因此加熱控制器專用電腦控制器已被廣泛采用。 加熱控制器加熱的調(diào)節(jié)方式和控制模型： 從電氣角度上看，加熱控制器就是一臺大功率的電力調(diào)功設(shè)備，鍋爐輸出的熱功率越高，電功率的輸出也應(yīng)越大。電功率的輸出調(diào)節(jié)分有級功率調(diào)節(jié)和無級功率調(diào)節(jié)兩種。無級功率調(diào)節(jié)用于調(diào)節(jié)精度要求較高的場合，有級功率調(diào)節(jié)用于調(diào)節(jié)精度要求較低的場合。由于對鍋爐輸出熱功率的精度要求一般都不很高，因此國內(nèi)絕大多數(shù)加熱控制器均采用有級功率調(diào)節(jié)方式2。電功率輸出的元件分為有機械觸點和無機械觸點兩大類。前者是交流接觸器，后者是可控硅，交流接觸器只能用作有級功率調(diào)節(jié)，優(yōu)點是主回路完全電氣隔離，耐過流和過

18、壓能力較強、自身耗電小、發(fā)熱量也小、價格較低，缺點是有機械動作噪聲，觸點壽命較短。可控硅可以用作無級功率調(diào)節(jié)，也可用于有級功率調(diào)節(jié)，優(yōu)點是無機械動作噪聲，觸點壽命較長，缺點是主回路不能完全關(guān)斷，過電流和過電壓能力差，自身耗電較大，需要強制散熱，價格較高。因此國內(nèi)絕大多數(shù)加熱控制器采用交流接觸器作電功率輸出元件。而中頻感應(yīng)加熱鍋爐因為電路的需要，必須用可控硅作電功率輸出元件。另外小功率家用鍋爐也適合用可控硅元件。 1.3本設(shè)計的主要工作及技術(shù)路線    本設(shè)計基于PCT-型過程控制實驗裝置中的電加熱爐被控對象，要求從工 程的角度完成電加熱爐的PL

19、C系統(tǒng)的自控專業(yè)施工圖設(shè)計，通過本次設(shè)計，掌 握控制系統(tǒng)設(shè)計的流程和方法。 已知：流體介質(zhì)為水，相關(guān)數(shù)據(jù)：閥前壓力1p250KPa=；壓降p200KpaD=； 溫度t = 20°C；液體體積流量3LQ6mh=；管道直徑12D=D=15mm 。具體內(nèi) 容及要求如下： 1. 熟悉電加熱爐的工藝流程，掌握溫度、流量、液位等被控對象的特性； 2. 完成控制對象的數(shù)學(xué)建模及控制系統(tǒng)仿真，確定控制方案，優(yōu)先采用流 量變比值控制系統(tǒng)或串級控制系統(tǒng)； 3. 采用

20、PLC作為控制元件，并根據(jù)已知條件，進行相關(guān)儀器儀表的計算與 選型； 4. 繪制自控專業(yè)部分施工圖圖紙，完成畢業(yè)設(shè)計報告。   4 1.3.2本論文的技術(shù)路線 PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。作為工業(yè)控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID 調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法6。大

21、中型PLC都有PID 模塊，目前許多小型PLC 也具有此功能模塊。PID 處理一般是運行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。本文研究的是電加熱爐PLC 控制系統(tǒng)的總體方案，從技術(shù)上分析、研究設(shè)備的控制系統(tǒng)、溫度控制器、加熱用發(fā)熱元件等的選擇和確定。 本文提出一種適合電加熱爐對象特點的控制算法，并以PLC 為核心，組成電加熱爐自適應(yīng)控制系統(tǒng)，其控制精度，可靠性，穩(wěn)定性指標均遠高于常規(guī)儀表組成的系統(tǒng)。為滿足提高恒溫控制精度的實際需要，針對溫控過程的動態(tài)特點，由PLC進行非線性計算，采用變參數(shù)(

22、占空比）方式動態(tài)控制加熱電功率，使控制系統(tǒng)具有自整定和自適應(yīng)能力，達到了快速實現(xiàn)較高精度溫度控制的目的。系統(tǒng)設(shè)計時考慮了不同控制溫度對熱電偶的要求，考慮了不同電加熱功率對可控硅的要求，也考慮了PLC的通用接口，因此系統(tǒng)具有較好的通用性。第二章 電路所需器件介紹2.1 運算放大器LM3582.1.1LM358介紹LM358 內(nèi)部包括有兩個獨立的、高增益、內(nèi)部頻率補償?shù)碾p運算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運算放大器的場合。LM358 的封裝形式有塑

23、封8引線雙列直插式、貼片式和圓形金屬殼封裝等。LM358是二運放集成電路，它采用8腳雙列直插塑料封裝，其內(nèi)部包含二組形式完全相同的運算放大器，除電源共用外，二組運算放大器相互獨立。LM358具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價格低廉等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用于各種電路中。2.1.2 LM358引腳圖2.1.3 LM358方框圖2.2 電壓比較器LM3392.2.1 LM339簡介LM339集成塊內(nèi)部裝有四個獨立的電壓比較器，它采用14腳雙列直插封裝，內(nèi)部包含四組形式完全相同的電壓比較器。2.2.2 LM339特點該電壓比較器的具有:(1)失調(diào)電壓小，典型值為2mV;(2)電源電壓范圍寬

24、，單電源為2-36V，雙電源電壓為±1V-±18V;(3)對比較信號源的內(nèi)阻限制較寬;(4)共模范圍很大，為0（Ucc-1.5V）Vo；(5)差動輸入電壓范圍較大，大到可以等于電源電壓；(6）輸出端電位可靈活方便地選用。因此應(yīng)用相當(dāng)廣泛。 2.3.1 AT89S52簡介AT89S52 是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有 8K 在系統(tǒng)可編程AT89S52引腳圖 DIP封裝Flash存儲器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的

25、8 位CPU 和在系統(tǒng) 可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。 AT89S52具有以下標準功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16 位 定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口， 片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工 作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。2.3.

26、2 AT89S52引腳引腳圖2.3.3引腳功能說明1.P0 口：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個TTL邏 輯電平。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。 當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下， P0不具有內(nèi)部上拉電阻。(3932腳，P0.0P0.7)。2.P1 口：P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P1 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個 TTL 邏輯電平。( 1 8 腳，P1.0P1.7)。P1.0和P1.1分別作定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入（P1.0/T2）和定時器/計數(shù)器2 的觸發(fā)輸入（P1.1/T

27、2EX）。3.P2 口：P2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動AT89S52引腳圖 PLCC封裝4 個 TTL 邏輯電平。對P2 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。 在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX DPTR） 時，P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用 8位地址（如MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。(2128腳，P2.0P2.7)。4.P3

28、口：P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P3 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個 TTL 邏輯電平。 P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用。(1017腳，P3.0P3.7)。P3.0 RXD(串行輸入口)P3.1 TXD(串行輸出口)P3.2 INTO(外中斷0)P3.3 INT1(外中斷1)P3.4 TO(定時/計數(shù)器0)P3.5 T1(定時/計數(shù)器1)P3.6 WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)P3.7 RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通)5.PSEN(29腳)：程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)AT89S52由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期

29、兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次PSEN信號。6.ALE/PROG(30腳)：地址鎖存允許/編程信號。當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。7.EA/VPP（31腳）：外部程序存儲器地址允許/編程電壓輸入端。外部訪問允許，欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H-FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被

30、編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器的指令。 8.RST/VPD(9腳)：RST是復(fù)位信號輸入端。當(dāng)振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將是單片機復(fù)位。 9.VCC VSS（40、20腳）電源輸入端。 10.XTAL1、XTAL2:(18、19腳)時鐘引腳。 XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。 XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。2.4 6反相帶施密特觸發(fā)器CD40106CD40106由6個結(jié)構(gòu)相同的輸入級具有施密特觸發(fā)功能的反相器組成，每個電路均為在兩輸入端具有施密特觸發(fā)器功能的反相器。觸發(fā)器在信號

31、的上升和下降沿的不同點開、關(guān)。上升電壓(V T+)和下降電壓(V T-)之差定義為滯后電壓。施密特觸發(fā)器在輸入波形的上升段和下降段，它的閥值電壓不同。2.4.1內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖管腳圖2.4.2輸入輸出真值表InputsOutputHLLH2.5 MF58熱敏電阻2.5.1 MF58特點MF58為負溫度系數(shù)（NTC）熱敏電阻，其特點是溫度越高其電阻值越小。特點有：(1)向引線玻璃封裝型(2)穩(wěn)定性好、可靠性高(3)阻值范圍寬：0.15000K(4)阻值及B值精度高(5)玻璃封裝，可在高溫和高濕等惡劣環(huán)境下使用(6)體積小、結(jié)構(gòu)堅固、便于自動化安裝(7)使用溫度范圍-40度+300度(1)額定功率：50

32、mW(1)熱感應(yīng)快、靈敏度高等2.5.2 MF58外形圖2.5.3 MF58電路符號2.5.4MF58溫度-電阻對應(yīng)值溫度()電阻(k)溫度()電阻(k)溫度()電阻(k)溫度()電阻(k)027.622510504.16751.933522.3308.152553.552801.6631018.19356.951603.048851.4381514.81405.843652.614901.2492012.25454.916702.227951.064第三章 裝配及調(diào)試說明3.1 外部接線通過J1接入AC12V電源，為系統(tǒng)提供工作電源；燈泡經(jīng)過導(dǎo)線連接到J2。3.2 電路工作原理烘干系統(tǒng)的電路

33、主要由：溫度檢測放大電路、溫度比較電路、交流過零檢測電路、單片機控制電路、LED數(shù)碼顯示電路、可控硅觸發(fā)電路、電源電路和加熱器（用燈泡模擬加熱器）所組成。其工作原理如下：溫度檢測電路：溫度檢測電路主要由RT1（NTC負溫度系數(shù)）熱敏電阻、U1A組成的同相放大器和U1B組成的緩沖器所組成。當(dāng)RT1測量環(huán)境溫度越高，熱敏電阻的電阻值越低，溫度輸出電壓TP-A點的電壓值越低。溫度電壓比較電路：由電壓比較器LM339和外圍電阻構(gòu)成的電壓比較電路，電阻R15、R32、 R31、R19串聯(lián)分壓為3個比較電路提供基準參考電壓，當(dāng)TP-A點的電壓低于某個比較器的參考電壓時，此比較器輸出低電平。交流過零檢測電路

34、，當(dāng)交流電過零時，光耦初級輸入電壓為零，次級截止，Q4集電極輸出高電平，該信號通過具備反相功能的施密特觸發(fā)器對其整形，輸出低電平。單片機控制電路：當(dāng)單片機檢測到過零脈沖后，根據(jù)電壓比較電路的輸入信號確定延時多少ms觸發(fā)可控硅，并且驅(qū)動LED顯示器顯示出狀態(tài)值，詳見單片機控制要求?？煽毓栌|發(fā)電路：由電子開關(guān)輸出的信號通過Q3放大后驅(qū)動光耦U7，U7次級導(dǎo)通后，電流經(jīng)過R17和U7觸發(fā)可控硅導(dǎo)通。電源電路：電源電路主要由D2、C11組成的整流濾波電路和串聯(lián)式穩(wěn)壓電源組成。3.3單片機控制要求S1鍵為停止鍵，按下“S1”鍵，系統(tǒng)停止工作。S2鍵為啟動鍵，按下“S2”鍵，系統(tǒng)開始工作。系統(tǒng)處于停止狀態(tài)

35、時，STOP(停止)指示燈點亮，系統(tǒng)處于啟動狀態(tài)時，RUN(運行)指示燈點亮。當(dāng)系統(tǒng)啟動時，單片機根據(jù)由比較電路輸入的參數(shù)，分為4種不同的工作模式：快速加熱模式、普通加熱模式、恒溫加熱模式和停止加熱模式?？焖偌訜幔寒?dāng)溫度低于30時，系統(tǒng)處于快速加熱模式，此時LED顯示器顯示“01”，單片機檢測到過零脈沖后延時1ms觸發(fā)可控硅。普通加熱模式：當(dāng)溫度在3035之間時，系統(tǒng)處于普通加熱模式，此時LED顯示器顯示“02”，單片機檢測到過零脈沖后延時4ms觸發(fā)可控硅。恒溫加熱模式：當(dāng)溫度在3540之間時，系統(tǒng)處于恒溫加熱模式，此時LED顯示器顯示“03”，單片機檢測到過零脈沖后延時8ms觸發(fā)可控硅。停止

36、加熱模式：當(dāng)溫度高于40，系統(tǒng)處于停止加熱模式，此時LED顯示器顯示“-”，單片機不觸發(fā)可控硅。3.4 調(diào)試方法在調(diào)試電路時應(yīng)首先使電源電路正常工作，即使+5V正常；(1)電源電路調(diào)試：接通AC12V交流電源，調(diào)節(jié)RP1使C10兩端的電壓為5V。(2)溫度檢測放大電路調(diào)試：RT1和R21組成串聯(lián)分壓電路，當(dāng)環(huán)境溫度改變時RT1兩端的電壓改變，此信號經(jīng)過由U1A組成的放大電路放大，再經(jīng)過由U1B緩沖輸出；不同的溫度U1B輸出不同的電壓，當(dāng)溫度為30時TP-A點的電壓約為1.98V，溫度為35時TP-A點電壓約為1.73V，溫度為40時TP-A點電壓約為1.5V。(3)電壓比較電路：該電路由3個結(jié)構(gòu)相同的