数据采集电路、键盘显示电路、控制执行电路。
1主机电路的设计主机选用ATMEL公司的51系列单片机AT89S51来实现利用单片机软件编程灵活、自由度大的特点力求用软件完善各种控制算法和逻辑控制。本系统选用的AT89S51芯片时钟可达12MHz运算速度快控制功能完善。其内部具有128字节RAM而且内部含有4KB的flashROM不需要外扩展存储器可使系统整体结构更为简单、实用。2I／0通道的硬件电路的设计／就本系统来说需要实时采集水温数据然后经过A／D转换为数字信号送入单片机中的特定单元然后一部分送去显示另一部分与设定值进行比较通过PID算法得到控制量并经由单片机输出去控制电热锅炉加热或降温。
③1数据采集电路的设计数据采集电路主要由AD5900P0774LS373AD574A等组成。由于控制精度要求为01度而考虑到测量干扰和数据处理误差则温度传感器和AD转化器的精度应更高才能保证控制精度的实现这个精度可处粗略定为01度。故温度传感器需要能够区分01度而对于AD转换器由于测量范围为4090度以01度作为响应的AD区分度要求则AD需要区分904001500个数字量显然需要10位以上的AD转换器。为此选用高精度的12位AD574A。为了达到测量高精度的要求选用温度传感器AD590AD590具有较高精度和重复性重复性优于0．1℃其良好的非线形可以保证优于0．1℃的测量精度利用其重复性较好的特点通过非线形补偿可以达到01℃测量精度超低温漂移高精度运算放大器0P07将温度一电压信号进行放大便于A／D进行转换以提高温度采集电路的可靠性。模拟电路硬件部分见图6。图6温度电压转换电路
f2电控制执行电路的设计由输出来控制电炉电炉可以近似建立为具有滞后性质的一阶惯性环节数学模型。其传递函数形式为：
可控硅可以认为是线形环节实现对水温的控制。单片机输出与电炉功率分别属于弱电与强电部分需要进行隔离处理这里采用光耦元件TLP521在控制部分进行光电隔离此外采用变压器隔离实现弱强电的电源隔离。
单片机PWM输出电平为0时光耦元件导通从而使三极管形成有效偏置而导通通过整流桥的电压经过集电极电阻以及射集反向偏压有7V左右的电压加在双向可控硅控制端从而使可控硅导通交流通路形成电阻炉工作反之单片机输出电平为0时光耦元件不能导通三极管不能形成有效偏置而截止可控硅控制端电压几乎为零可控硅截止从而截断交流通路电炉停止工作。此外还有越限报警当温度低于下限时发光二极管亮高上限时蜂鸣器叫。控制执行部分的r