恒温控制装置系统国内外研究现状和发展趋势

现代社会时代和科技在共同的不断进步,开发的程序人员不需要对计算机编程知识了解的很透彻,因为LabVIEW是根据图形编程的一个环境,比较容易操作。


1、国内外现状

张业明、王帅、李博和陈永安对于恒温控制装置的系统研究,是主要以 Matlab为核心控制,整个系统的硬件设计首先通过24 V电源使整个系统硬件运行起来,用热点电偶温度传感器对加热炉进行温度采集,将温度信号转换为标准的0-5V的电压信号,并通过USB-485接口发送从YL5010-485多功能数据采集卡发送到PC机进行温度控制[2]。PID温度控制系统,主要通过PID控制器算法的操作,将设置温度设置为60摄氏度,通过PID控制算法,可以控制Matlab编程的温度。

孙文的设计]Silicon Labs C8051 F060被用作前端采集芯片来执行模拟信号采集和预处理[1]。然后用意法半导体的STM32 F207作为主要的控制芯片,通过以太网接口电路收集信号传输。对于数据采集,模拟信号主要由A/D转换器信号调整,然后数字信号被发送到计算机上,进行后续信号处理,再到显示装置,如果系统需要外部模拟量控制,可以通过计算机将数字信号传送到 D/A转换器,再把所需的模拟信号转化为控制设备的控制命令。

龚瑞昆等主要通过对炉温控制电路的设计和PCI数据采集系统硬件的设计控制炉温[3]。通过以 PCI总线数据采集技术为核心,采用周波控制器和固态继电器的组合,再通过碳棒改变其的平均功率达到控温效果,经过热电偶作为温度传感器处理信号,电位信号通过PCI数据采集系统,最后通过PCI温度数据采集和控制系统编程,采用相应算法对采集数据处理,通过驱动模块,接着输出到执行机构,最终实现控制炉温的效果。

胡宇轩把STC微控制器作为重心,与温度传感器结合实现温度控制。DS18 B20温度传感器中的高温度系数振荡器和低温度系数振荡器的温度相互补偿以获得测量温度[4]。对于整个温度系统,首先设定初始化时间,然后写入和读取DS18 B20温度传感器来执行存储操作指令。数据传输后,显示完成,然后控制转换速度,结合Keil软件完成智能电子温控的设计。

刘有利将使用USB作为数据采集的接口[5]。接收指令控制和A\D采样控制,使CY7 C68013与CPLD进行通信,然后设计USB设备驱动程序,用于数据采集、分层驱动、LabVIEW主机应用程序的设计及编写框图,硬件和驱动程序通信通过API函数条用实现,进而完成所采集的数据显示。

罗瑞雪将温控系统主要分为数据采集、数据传输和数据处理三类[6]。温度传感器AD590,湿度传感器MP-508 B,TGS4160传感器所得到的信息通过 STM32 F103主控制器将 wifi模块传送给 PC机,再结合对于检测模块数据采集、 wifi模块数据传送和主控制模块之间的传送指令的程序编写,进而可以远程实时控制并进行调节温室环境。

刘邦和赵乃辉在除泡机内加热管通过电机使热空气温度均匀分布将原来单点热电偶设计成多通道温度采集模块,采用DS18 B20温度传感器,在高温高压环境下能够采集多路的数据,并且通过WiFi无线传送到PC机[7]。对PC机进行 LabVIEW软件编写,进行数据接收、数据计算、数据分析和数据显示,经过控制算法计算后传送到 PLC控制系统完成输出控制,实现在10°C到80°C多通道温度控制系统。

高翔将控制炉温,利用热电阻温度传感器Pt100铂电阻温度测量,温度传感器将接收检测信号并将其传输到人工智能调节器[8]。在比较后,通过 I/ O连接, PID运算到达调压模块控制电压循环往复,完成串级控制系统,再通过 Forcecontrol6.1设计程序创建合适的人机界面,较好地达到温度控制的目的。

陈龙等对参考腔进行严密温度控制,六个铝板通过加热膜加热通过六个温度传感器 AD592,进行信号调理,然后,通过数据采集卡将数据收集到PC上,通过设计的LabVIEW程序进行PID控制操作,并进行数据显示和数据保存,然后 PC机产生信号给晶闸管是否需要加热,实现参考腔温度控制研究[9]。