電加熱器控制系統(tǒng)都有什么優(yōu)勢

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 電加熱器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)際上的意義就是對于工業(yè)用的電加熱器的溫度進(jìn)行智能控制的手段。而溫度又是工業(yè)領(lǐng)域里最為重要的幾個模擬量參數(shù)之一。因此，對于溫度的控制也是在過程控制領(lǐng)域中的一個重要的步驟。  電加熱器作為特種工業(yè)爐，其優(yōu)點(diǎn)在于高效節(jié)能而且安全性相比于傳統(tǒng)的工業(yè)用鍋爐更高。其核心為導(dǎo)熱油以及熱油泵，也就是所謂的電加熱導(dǎo)熱油系統(tǒng)，通過它們從而提供高效的熱量。  導(dǎo)熱油在電加熱器工作系統(tǒng)中扮演著介質(zhì)這樣一個角色。加熱元件通電后產(chǎn)生熱量，熱量通過導(dǎo)熱油傳遞給用熱設(shè)備。而導(dǎo)熱油的循環(huán)是通過循環(huán)泵的工作，熱量因此被傳遞出去。  綜上所述，電加熱器在工業(yè)領(lǐng)域有著舉足輕重的地位，其特點(diǎn)大致可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)：  （1） 運(yùn)行控制完備齊全，達(dá)到自動化控制  （2） 在壓力較為低的環(huán)境中依舊可以工作，且工作溫度同樣很高 （3） 工作效率高、控制精度高 （4） 空間小，結(jié)構(gòu)簡單，安裝簡便  電加熱器自身有著如此大的優(yōu)勢，而在控制的過程當(dāng)中，較為難加以控制的當(dāng)屬于某些控制對象的時(shí)滯性以及非線性，這些原因則往往來自于加熱的過程的不同，以及加熱的對象的構(gòu)造成分上的差異，因此，而產(chǎn)生難以建立數(shù)學(xué)模型的結(jié)果。  然而，伴隨著社會的不斷進(jìn)步，工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ跍囟鹊目刂埔矘O大地不同。傳統(tǒng)老套的PID控制的策略方法顯然已經(jīng)難以適應(yīng)高新技術(shù)的浪潮的席卷。而新型的數(shù)字式PID或者更為先進(jìn)的嵌入式微控制器則可以更好地完成對于溫度的調(diào)控。  嵌入式微控制器的使用已經(jīng)越來越接近于工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展需求，使用嵌入式微控制器來調(diào)控電加熱器的溫度則是簡單且靈活，而且，嵌入式微控制器還有成本低的優(yōu)勢，構(gòu)造及操作也相對于其他的調(diào)控方式更為簡單，溫度調(diào)控的技術(shù)指標(biāo)也可以得到大幅度的提升。有了以上所敘述的優(yōu)點(diǎn)的支持，也會使得電加熱器產(chǎn)品無論是在數(shù)量上還是在質(zhì)量上同樣會有大幅度的提升。  在眾多的嵌入式微控制器中，AT89C51單片機(jī)無論是從兼容性上還是從配置上都符合要求。而且AT89C51也滿足了簡單靈活，且成本較為低廉的優(yōu)點(diǎn)。  AT89C51單片機(jī)的編程方式及語言和開發(fā)也是更為簡便。匯編語言更是可以有效且嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目刂泼恳徊焦ぷ髁鞒�。從而提高了系統(tǒng)在工作狀態(tài)下的自動化水平。溫度控制是工業(yè)領(lǐng)域的重中之重。溫度對于工業(yè)的影響也是巨大的。舉個例子來說，可能1℃溫度的偏差就有可能導(dǎo)致整個工程的崩潰。工業(yè)溫度控制在我國的發(fā)展同樣是飛速的，中國作為世界上有名的工業(yè)大國當(dāng)然不會忽視這些。只是，相比于美國、德國或者是日本這些發(fā)達(dá)國家來講，我們和他們在溫度控制領(lǐng)域上還是有著不小的差距的。  工業(yè)鍋爐的工作環(huán)境為高溫高壓，這也就意味著鍋爐內(nèi)水溫可能不止于傳統(tǒng)定義的100℃這一標(biāo)準(zhǔn)值，換言之，水溫會高于100℃�？赏行⿻r(shí)候我們又不需要那么高的溫度，較為低一些的溫度同樣可以達(dá)到我們所需要的效果。幾十度甚至于更低的溫度。這也就意味著我們在工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ谂c鍋爐水溫的調(diào)節(jié)是在一個范圍內(nèi)所變化的，而這個范圍又是確定的，往往在工業(yè)上，由于高壓的環(huán)境，鍋爐水溫被控制在50-150℃這之間。  PID控制是工業(yè)溫度控制的靈魂，而點(diǎn)位控制又是溫度控制的重點(diǎn)所在。當(dāng)最為常規(guī)的PID控制遇上了點(diǎn)位控制，也就構(gòu)造出了一個較為成熟的溫度控制系統(tǒng)。但是它們只能適應(yīng)一般溫度系統(tǒng)控制，對于智能化水平更高的溫控平臺亦或者是自適應(yīng)控制儀表，我們國內(nèi)的技術(shù)還不是十分的成熟，能夠形成商品化并且應(yīng)用廣泛的控制儀表還是較少的。我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展尤其是在近幾年是飛速的。早些年前，隨著中國加入世界貿(mào)易組織（WTO）之后，我國政府及企業(yè)對此都是非常的重視，也重組了相關(guān)的，一些國家和企業(yè)的研發(fā)中心也相繼被建立，開展出創(chuàng)新性的研究。由此，我國的儀表工業(yè)也得到了飛速的發(fā)展。  由于社會的發(fā)展，時(shí)代的進(jìn)步，我國的科技騰飛向上。近年來，嵌入式微控制器的發(fā)展也是十分的迅速，各個企業(yè)逐漸放棄了龐大的控制器集群，一個以微型控制器為主的革命浪潮正在逐步發(fā)展壯大，嵌入式微控制器的應(yīng)用已經(jīng)滲透到了大到航空航天，小到軟件開發(fā)的各個行業(yè)當(dāng)中去。傳統(tǒng)的溫度采集方法過于繁瑣不說，更重要的是浪費(fèi)時(shí)間資源和人力資源。而且精度還無法保證滿足需求，嵌入式微控制器的出現(xiàn)和介入使得溫度數(shù)據(jù)的挖掘、采集以及數(shù)據(jù)的處理問題能夠得到很好的解決辦法。在之前我們已經(jīng)提到過，溫度是工業(yè)領(lǐng)域中的一個非常非常重要的被控參數(shù)。但是我們有多種測量溫度的方法，對于測量溫度的元器件的選擇也是多樣的，由于產(chǎn)品工藝的各不相同，控制溫度的精度也不相同，對數(shù)據(jù)采集的精度和采用的控制方法也不相同。傳統(tǒng)老舊的溫度控制技術(shù)顯然已經(jīng)被高速發(fā)展的科技浪潮所淘汰。例如：表面溫度接觸器，其****的缺點(diǎn)是溫度測量結(jié)果不準(zhǔn)確，上下波動的范圍較大，其工作原理大致為控制接觸器的通斷時(shí)間比例被控制，從而來達(dá)到加熱功率被改變的最終目的，但是其通斷的頻率是非常低的，原因是儀表本身的誤差和交流接觸器的壽命。近幾年來快速發(fā)展了多種先進(jìn)的溫度控制方式，如：PID控制，模糊控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及遺傳算法控制等。這些控制技術(shù)大大的提高了控制精度，不但使控制變得簡便，而且使產(chǎn)品的質(zhì)量更好，降低了產(chǎn)品的成本，提高了生產(chǎn)效率。本系統(tǒng)要求有數(shù)據(jù)處理，顯示功能等,被控對象為一階慣性環(huán)節(jié)和一階積分環(huán)節(jié)的組合，慣性時(shí)間常數(shù)為2s，開環(huán)增益k=10，溫度控制范圍為50～150℃。[1]   之前提到過的嵌入式微控制器又被簡稱為“單片機(jī)”。在今天的工業(yè)領(lǐng)域中常用的品牌有西門子、摩托羅拉等等。型號多見為AT89C51或者是STM32等等。本設(shè)計(jì)采用51單片機(jī)為基礎(chǔ)。  51單片機(jī)兼容因特爾8031指令系統(tǒng)，而且高度集成、形狀簡便以及應(yīng)用廣泛。

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