電加熱器控制系統都有什么優(yōu)勢

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 電加熱器控制系統設計實(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(gè)模擬量參數之一。因此，對于溫度的控制也是在過(guò)程控制領(lǐng)域中的一個(gè)重要的步驟。  電加熱器作為特種工業(yè)爐，其優(yōu)點(diǎn)在于高效節能而且安全性相比于傳統的工業(yè)用鍋爐更高。其核心為導熱油以及熱油泵，也就是所謂的電加熱導熱油系統，通過(guò)它們從而提供高效的熱量。  導熱油在電加熱器工作系統中扮演著(zhù)介質(zhì)這樣一個(gè)角色。加熱元件通電后產(chǎn)生熱量，熱量通過(guò)導熱油傳遞給用熱設備。而導熱油的循環(huán)是通過(guò)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(zhù)舉足輕重的地位，其特點(diǎn)大致可以總結為以下幾點(diǎn)：  （1） 運行控制完備齊全，達到自動(dòng)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，結構簡(jiǎn)單，安裝簡(jiǎn)便  電加熱器自身有著(zhù)如此大的優(yōu)勢，而在控制的過(guò)程當中，較為難加以控制的當屬于某些控制對象的時(shí)滯性以及非線(xiàn)性，這些原因則往往來(lái)自于加熱的過(guò)程的不同，以及加熱的對象的構造成分上的差異，因此，而產(chǎn)生難以建立數學(xué)模型的結果。  然而，伴隨著(zhù)社會(huì )的不斷進(jìn)步，工業(yè)領(lǐng)域對于溫度的控制也極大地不同。傳統老套的PID控制的策略方法顯然已經(jīng)難以適應高新技術(shù)的浪潮的席卷。而新型的數字式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控。  嵌入式微控制器的使用已經(jīng)越來(lái)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(lái)調控電加熱器的溫度則是簡(jiǎn)單且靈活，而且，嵌入式微控制器還有成本低的優(yōu)勢，構造及操作也相對于其他的調控方式更為簡(jiǎn)單，溫度調控的技術(shù)指標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(huì )使得電加熱器產(chǎn)品無(wú)論是在數量上還是在質(zhì)量上同樣會(huì )有大幅度的提升。  在眾多的嵌入式微控制器中，AT89C51單片機無(wú)論是從兼容性上還是從配置上都符合要求。而且AT89C51也滿(mǎn)足了簡(jiǎn)單靈活，且成本較為低廉的優(yōu)點(diǎn)。  AT89C51單片機的編程方式及語(yǔ)言和開(kāi)發(fā)也是更為簡(jiǎn)便。匯編語(yǔ)言更是可以有效且嚴謹的控制每一步工作流程。從而提高了系統在工作狀態(tài)下的自動(dòng)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(gè)例子來(lái)說(shuō)，可能1℃溫度的偏差就有可能導致整個(gè)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)大國當然不會(huì )忽視這些。只是，相比于美國、德國或者是日本這些發(fā)達國家來(lái)講，我們和他們在溫度控制領(lǐng)域上還是有著(zhù)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(zhù)鍋爐內水溫可能不止于傳統定義的100℃這一標準值，換言之，水溫會(huì )高于100℃�？赏�往有些時(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(zhù)我們在工業(yè)領(lǐng)域對于與鍋爐水溫的調節是在一個(gè)范圍內所變化的，而這個(gè)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。當最為常規的PID控制遇上了點(diǎn)位控制，也就構造出了一個(gè)較為成熟的溫度控制系統。但是它們只能適應一般溫度系統控制，對于智能化水平更高的溫控平臺亦或者是自適應控制儀表，我們國內的技術(shù)還不是十分的成熟，能夠形成商品化并且應用廣泛的控制儀表還是較少的。我國經(jīng)濟的發(fā)展尤其是在近幾年是飛速的。早些年前，隨著(zhù)中國加入世界貿易組織（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(kāi)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(huì )的發(fā)展，時(shí)代的進(jìn)步，我國的科技騰飛向上。近年來(lái)，嵌入式微控制器的發(fā)展也是十分的迅速，各個(gè)企業(yè)逐漸放棄了龐大的控制器集群，一個(gè)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用已經(jīng)滲透到了大到航空航天，小到軟件開(kāi)發(fā)的各個(gè)行業(yè)當中去。傳統的溫度采集方法過(guò)于繁瑣不說(shuō)，更重要的是浪費時(shí)間資源和人力資源。而且精度還無(wú)法保證滿(mǎn)足需求，嵌入式微控制器的出現和介入使得溫度數據的挖掘、采集以及數據的處理問(wèn)題能夠得到很好的解決辦法。在之前我們已經(jīng)提到過(guò)，溫度是工業(yè)領(lǐng)域中的一個(gè)非常非常重要的被控參數。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，對數據采集的精度和采用的控制方法也不相同。傳統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)是溫度測量結果不準確，上下波動(dòng)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(lái)達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(lái)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(jiǎn)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。本系統要求有數據處理，顯示功能等,被控對象為一階慣性環(huán)節和一階積分環(huán)節的組合，慣性時(shí)間常數為2s，開(kāi)環(huán)增益k=10，溫度控制范圍為50～150℃。[1]   之前提到過(guò)的嵌入式微控制器又被簡(jiǎn)稱(chēng)為“單片機”。在今天的工業(yè)領(lǐng)域中常用的品牌有西門(mén)子、摩托羅拉等等。型號多見(jiàn)為AT89C51或者是STM32等等。本設計采用51單片機為基礎。  51單片機兼容因特爾8031指令系統，而且高度集成、形狀簡(jiǎn)便以及應用廣泛。

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