采用STM32的遠程溫控系統(tǒng)設計

　　式中()ut為控制輸入，()()()etrtct=−為誤差信號，()rt為輸入量，()ct為輸出量。

　　PID控制的傳輸函數(shù)為：

　　將模糊控制與PID控制結合，根據(jù)操作經驗與模糊理論，在線自整定PID控制器的3個基本控制參數(shù)，輸出控制變量，利用模糊控制實時修正PID參數(shù)，提高系統(tǒng)的控制精度和魯棒性，該控制器具備自適應性，系統(tǒng)采用的控制器結構如圖3所示 [5]。

　　遠程溫控系統(tǒng)的應用

　　高溫高壓下水流體-固體相互作用在自然界、工業(yè)生產、工程技術以及科學實驗中都廣泛存在，無論在地球科學、物理學、化學等自然基礎科學還是在應用科學、工程技術和工業(yè)生產中，水流體-固體相互作用都是極受關注的基本科學問題。各類高溫高壓下水流體-固體相互作用的科學問題可通過相應的實驗裝置分析，目前所用的實驗裝置的精度及自動化水平較低。采用先進的控制技術及計算機技術，控制反應器整體溫度的一致性與穩(wěn)定性，實現(xiàn)高溫高壓下水流體-固體相互作用溫控裝置的自動化，可提高實驗效率及數(shù)據(jù)的精確度。

　　在高溫高壓下，水流體-固體相互作用實驗存在如爆炸、濺出等事故傷人的可能?；诎踩缘目紤]，溫度控制部分采取了本文設計的遠程溫控方式，實驗者以遠程監(jiān)控的方式控制反應設備，有效地保護了實驗操作人員的安全。

　　采樣信號預處理

　　為防止外界干擾、野值等對系統(tǒng)控制的穩(wěn)定性造成影響，將采集到的溫度傳感器信號首先通過卡爾曼濾波器進行數(shù)據(jù)的預處理。

　　控制界面的設計

　　組態(tài)軟件集成了電路圖形技術、人機界面技術、數(shù)據(jù)庫技術、控制技術、網絡與通信技術，使控制系統(tǒng)開發(fā)人員不必依靠某種具體的計算機語言，只需通過可視化的組態(tài)方式，就可完成監(jiān)控軟件設計，降低了監(jiān)控畫面開發(fā)難度[6]，利用組態(tài)軟件可以完成監(jiān)控和遠程控制，其基本設計思想是：首先完成工控機與溫控單元的通訊，用組態(tài)軟件實現(xiàn)工控機的操作界面，通過設計建立良好的人機界面實現(xiàn)實時溫度的監(jiān)控和動態(tài)顯示。

　　系統(tǒng)安全性設計

　　系統(tǒng)安裝有電壓變送器、電流變送器，可以實時監(jiān)測電壓、電流數(shù)值，若出現(xiàn)加熱爐溫度及電壓過高、電流過大、可控硅擊穿保護、系統(tǒng)壓力異常、升溫速率失控、加熱爐斷線、短路時，加熱立即停止并報警。另外，考慮到可控硅調壓器及伺服啟動器電源的電壓為220V，為了防止出現(xiàn)觸電等安全事故，電源上均裝有交流接觸器，通過軟件遠程控制加熱的啟動和停止。

　　結論

　　本文設計了一種遠程溫控系統(tǒng)，應用于高溫高壓水流體-固體相互作用裝置，取得了良好的運行效果。但由于工業(yè)環(huán)境(環(huán)境溫度、電氣干擾等)的不確定性，系統(tǒng)的抗干擾設計處理流程以及異常處理機制還可進一步的優(yōu)化與改進。