塑料包装机在封口温度上的模糊控制方法
来源:
2008年09月05日 09:32
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使用单片机对塑料包装机封口温度进行控制,采用了高精度的热电偶温度测量的方法以及温度的模糊控制方法,具有温度控制精度高,控制温度平稳的特点,在实际当中取得了较好的控制效果。 引言 塑料包装机在工作时,封口温度的高低会直接影响产品质量,温度过高或过低,都会造成产品的缺陷,影响产品的美观。所以在包装机中,对封口的温度控制是十分重要的。我们在研制包装机控制的过程中,使用单片机对塑料包装机封口温度进行单独控制,为达到较好的控温效果,采用了模糊控制方法。经试验,系统具有控温精度高、控温平稳的特点,取得了较好的控制效果。 1 系统的构成 整个装置由电偶测温部分,模糊控制部分,输出控制部分及单片机系统四个部分组成,图中单片机采用Atmelr AT89C51,它有4K的FLASH程序存储器、128字节的RAM,32根I/O 口线、2个16位定时器和一个全双工的串行口。具有较强的指令系统,并有较好的开发工具的支持,足以完成对包装机的封口温度的控制任务。该控制采用热电偶作为温度测量的传感器,测得的温度参数经处理后作为模糊控制的输入量,用模糊算法得到输出的控制量,用于控制封口加热装置的加热功率来实现温度的控制。 2 温度的测量 在包装机的温度控制中,采用热电偶作为测量温度传感器。热电偶具有结构简单,测温范围大,响应快的特点,所以得到广泛的应用。但热电偶也存在输出非线性,所测的温度与热电偶的冷端温度有关等不足之处。 温度的测量由多路开关、小信号仪用放大器、A/D转换器和冷端测温电路组成。其中A/D转换电路使用具有多通道输入的串行12位:A/D转换器TLC2543。仪用放大器选用高精度的AD620N。冷端温度的测量采用AD590 作为测量传感器。 用这种方法测温,可在较宽的温度范围内得到的温度测量结果。 3 模糊控制的基本结构与算法 在测得的温度值的同时,需要有好的控制算法完成对包装机封口的温度控制。在本装置中,使用模糊控制的方法来进行控制。 3.1 模糊化 在本系统中,模糊化就是要把输入变量的值离散化,变为设定的整数论域中的元素。将要求达到的设定温度ts与通过热电偶测得的温度t 的差值E作为模糊控制的一个输入量U的变化率△E=dE/dt作为模糊控制的另一个输入量,输出量’用于控制脉冲宽度调制PWM电路的输出,PWM电路根据此值输出相应脉宽的脉冲来控制加热功率的大小。
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