[电子设计精品] 变频器PID恒温控制系统设计毕业论文.doc

毕业综合实践
题目: 变频器PID调节的恒温系统设计
系别: 电气电子工程系专业:电气自动化技术
班级: 自动化0802 学号:
作者:
指导老师: 专业技术职务: 教师
2011年月浙江温州
课题摘要
本课题的设计是根据工业生产上和社会生活中需要恒温控制的要求,设计了一套基于PID变频调速恒温系统。PID变频恒温系统由PID变频器、风机组、加热装置、温度传感器、信号采集转换电路等构成。
本系统的设计是采用变频器实现对三相鼓风机电机的转速进行变频调速,来改变对恒温箱的鼓风大小,利用温度传感器检测恒温箱的当前温度信号,恒温箱中温度发生变化,采集的信号就会发生相应的变化,在经过转换电路把所采集的信号转换成对应的PID输入控制的电流信号,从而控制变频器的输出电压和频率,进而改变鼓风机电机的转速来改变供气量,最终保持系统的温度恒定。该变频恒温系统的设计成果可运用于许多实际的恒温控制系统中,并能够取得稳定可靠的运行效果和良好的节能效果。
关键词变频调速恒温供气 PID控制信号采集
目次

1 绪论 1
恒温控制的意义 1
变频恒温系统的国内外研究现状 2
变频调速技术的国内外发展与现状 2
变频恒温系统的研究与现状 3
2 PID变频恒温系统的总体方案设计 4
3 电机调速模块的分析 6
三相异步电动机的调速原理 6
6
7
调速时的允许负载 9
、选择 9
12
变频器驱动负载特性的分析 12
变频器容量的计算 13
14
4 三菱变频器的简要介绍 16
三菱变频器FR-E740简介 16
三菱变频器FR-E740常规介绍 17
主电路接线端 17
控制电路接线端及端子功能介绍 18
操作面板及其功能介绍 21
5 温度信号处理模块的介绍 23
温度采集转换电路的设计 23
电压电流转换电路 25
温度显示电路 26
数字电压表电路原理 26
ICL7107管脚排列 27
6 PID功能简介及系统的设置与调试 28
PID控制器的组成及作用 29
PID基本构成及功能概述 30
本系统设计的参数设置介绍 32
PID恒温控制系统接线图 34
系统的调试 35
结论……………………………………………………………………………………36
致谢……………………………………………………………………………………37
参考文献………………………………………………………………………………38
附录A Pt1000分度表………………………………………………………………39
1 绪论
恒温控制的意义
在工业上,随着国民经济的发展,温度控制是工业生产过程和社会生活中经常遇到的过程控制,人们需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行监测和控制。特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中,具有举足重轻的作用,其温度的控制效果直接影响着产品的质量,因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。工业生产中温度控制具有单向性、时滞性、大惯性和时变性的特征,同时要实现温度控制的快速性和准确性,对于提高产品质量具有很重要的现实意义。
在日常生活中,人们也经常碰到需要控制温度的问题。例如,冬天做面包时,酵母菌发酵缓慢,甚至不能发酵,这时,人们常采用加热的方法提高发酵温度,但若经验不足,温度提得过高,则容易把酵母菌杀死。又如,有的地区冬天很冷,需要室内取暖,这这样的温度又不能过高,也不能太低,所以需要采用比较可靠的恒温装置。再如,有些家庭喜欢养金鱼,到了冬天,常担心温度太低而使鱼冻死。总之,类似的问题在日常生活中常常碰到。所有这些,如果采用恒温控制装置,就可以得到解决。所以设计一个较可靠的恒温控制电路,是具有非常重要的价值意义的。本课题设计的是一个简单实用的恒温控制器,它可以根据使用者的实际需要,将温度设定在某一范围,当温度低于设定温度时,电路会自动控制变频器的频率使电机转速下降,风力降低,恒温箱的温度升高,当高于设定温度时,电路会自动控制变频器的频率使电机转速上升,风力增大,恒温箱的温度降低。本电路经济、可靠,对于工业生产及日常生活中需要恒温的地方,一般均能适用。
对于不同场所、不同工艺、所需温度高低范围不同、精度不同,则采用的测温元件、测温方法以及对温度