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基于数据采集卡的计算机网络炉温纯滞后控制系统——客户端

 2023-03-10 09:03  

论文总字数:17589字

摘 要

计算机网络温度控制系统客户端的开发,就是针对小型电炉的控制进行设计,使系统不但能本地控制而且能实现远程控制电炉的温度。电炉有两个控制温度的加热点,三个温度的测量点,首先通过PCI-1711多功能数据采集卡进行AD/DA转换,然后把数据传送到计算机上。在软件方面,采用了MFC编程,对炉子的测量值进行采样,计算炉温,运用控制算法计算之后把输出控制量送给电炉的控制电路,实现对电炉的控制。在远程控制时,客户端响应远程控制的协议,向控制端发送数据并接收控制端的控制数据,达到通过客户端对炉子进行控制的目的,同时控制端拥有一切控制权限。本文简述了温度控制的多种方法,最后选择了PID控制以及纯滞后控制来作为验证,在硬件方面简述了硬件电路中的各模块功能、接口电路功能等,最终经过调试,让各项曲线能达到目标要求。

关键词: PCI-1711 、纯滞后控制、MFC

Abstract

Computer network temperature control system client development, is designed for the control of small electric furnace, the system can not only local control and can achieve remote control of the furnace temperature. Electric furnace has two temperature control points, three temperature measurement points, first through the PCI-1711 multi-function data acquisition card for AD / DA conversion, and then transfer the data to the computer. In the software, the use of MFC programming, the measured value of the furnace to sample, calculate the furnace temperature, the use of control algorithm after the output control output to the furnace control circuit to achieve the control of the furnace. In the remote control, the client responds to the remote control protocol, sends the data to the console and receives the control data of the control terminal, achieves the purpose of controlling the furnace through the client, and the control end has all the control right. This paper briefly describes the temperature control of a variety of methods, and finally chose the PID control and pure lag control as a verification, the hardware aspects of the hardware circuit in a brief description of the module functions, interface circuit functions, and finally through debugging, so that the Curve can meet target requirements.

Key words: PCI - 1711, pure hysteresis control, MFC

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 任务内容 1

第二章 温度控制方案简介 2

2.1 不同处理器的特点 2

2.2 常规温度控制方案简介 2

2.4 此次的控制方案 3

2.4.1.PID控制 3

2.4.2.大林控制 4

第三章 炉温控制系统的硬件平台和数据采集卡 6

3.1 炉温控制系统简介 6

3.2 炉子与计算机的接口 9

3.3 硬件接线图 11

第四章 软件设计(客户端) 12

4.1客户端的任务 12

4.2 VC 创建工程 12

4.3 程序结构简述: 13

4.4 客户端本地控制程序功能简介 16

第五章 系统使用说明和结果分析 19

5.1 硬件使用说明 19

5.2 软件使用说明 19

5.3 实验结果及分析 22

第六章 总结 25

致谢 26

参考文献(References) 27

第一章 绪论

1.1 引言

从上世纪末以来,自动控制技术的发展很快,自动控制技术已经渗透到了我们的生活、学习和生产的各个方面。自动控制技术在节约能源,改善劳动条件,保护环境卫生等方面起到了越来越大的作用。在当今的世界范围内,面向工业生产过程,微机正在测控领域得到广泛的作用。

从上世纪80年代以来,计算机技术迅猛发展,计算机在热处理中的应用也越来越多,各种类型的计算机在热处理炉温控制方面均有很好的应用。比如,Apple-Ⅱ,IBM-pc,Super等个人计算机,TP-801单板机,近期广泛使用的586,奔腾微机等,在炉温控制方面都有应用。运用计算机进行温度控制,能够通过编写的程序实现简单的用户与计算机的交流,使用户跟方便操作,而且还能够直观地打印或显示各种工艺参数,甚至可以仿真出炉温实时工艺曲线。综上所属,采用计算机控制温度,是热处理领域控制设备今后的前进方向。

随着科技的进步、技术的兴起并不断的成熟,人们对温度控制技术的要求更高了。伴随微电子计算机技术的发展,现如今温度控制技术朝着智能化,高精度化,高可靠性,系统化和多功能化的方向发展。

如今,伴随着科技发展,世界范围内的经济竞争越来越激烈,降低钢铁的成本已经与钢铁企业的生存密不可分。提高加热炉燃烧控制水平不仅可以通过节能来产生巨大的经济效益,而且可以推动我国冶金行业的自动化控制水平的提高,因此如何优化加热燃烧控制受到广泛的研究和重视。现有的控制设备也急待改造。

本次课题正是在这样的发展趋势的基础上提出的。当然,这一课题只是研究简单的炉温控制系统,与实际工业的应用有很大的差别。但这一课题不但可以初步研究设计工业生产中降低炉温控制设备成本的问题,还能够让我们更多的了解计算机控制系统,锻炼我们独立学习的能力和综合运用所学的理论知识与技能的能力。

1.2 任务内容

  1. 依照计算机控制和过程控制课程的特点、设计用PCI总线为基础的AD/DA转换卡构成的温度控制的软件控制系统,用Visual C 6.0设计相关软件;
  2. 学会PCI-1711 AD/DA控制转换卡的软件设计方法;
  3. 作出用PID和纯滞后控制的软件系统用以实验;
  4. 控制精度±2摄氏度、超调量3%;
  5. 提供客户端相应的软硬件设计的图纸和文档。

第二章 温度控制方案简介

在钢铁 、工业炉窑、电力、机械、石油化工等众多工业生产过程中,温度都是非常普及并且又十分重要的热工参数之一。在工业中以及理论应用中,存在着许多温度控制方法,下面将就几种大众化的控制方法来进行论述,最后将会取其中一两种控制算法来验证。

控制的方法能够分为以下两个方面讨论:

  1. 不同处理器的特点。
  2. 不同的控制规律与方案。

2.1 不同处理器的特点

不一样的处理器会有不同的特点和控制效果。工业上用得比较普遍的是单片机、PLC和工控机等,下面就对上面几种情况略作说明。

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