宫心
（安徽理工大学安徽232001）
摘要：为解决火桶温度过高烫伤脚或者过低达不到效果等造成的影响，本文设计了基于PID的温度控制系统，首先通过热电偶传感器检测出火桶内部的温度，然后利用Labview软件对监测到的温度数据进行分析，再通过PID控制器调整各个参数来控制温度大小，使其控制准确、调节速度快和稳定性高的特点。
关键词：PID；热电偶传感器；Labview软件
1.PID控制器的设计
PID控制是由控制器和被控对象组成。本系统中PID控制器是以火桶内部温度的差值作为输人信号r（t），输出信号c（t）将和反馈信号叠加的偏差作为温度的给定值。PID的控制方法是对偏差进行比例、积分、微分的运算，最终实现控制目标。其PID调节的系统框图如下图1所示。
PID控制器包括三个校正环节：比例环节P、积分环节I、微分环节D。其作用为：
●比例环节P：决定PID控制的稳定性，响应速度等，即成比例地反映控制系统的偏差信号e（t），一旦产生偏差，控制器就会产生控制反应，以此来减少偏差。
●积分环节I：决定控制的精度，主要用于消除净差，提高系统的无差度。积分时间常数T1、T2影响积分作用的强弱，常数越大，积分作用越弱，反之越强。
●微分环节D：起预测误差的变化趋势和改善动态响应特性的作用，在系统中引入一个有效的早期修正信号，来防止偏差信号变得太大，由此可加快系统的动作速度，减少调节时间。
图1PID调节的系统框图
2.火桶温度控制系统的工作原理
为了满足火桶温度控制系统的要求，首先通过热电偶传感器检测出火桶内的温度，同时将采集的温度信号经过A/D电路转换后传给PLC，然后PLC将转换的数据信息
传给PC机，并显示出来（如图2）。当数据采集完成之后，需要对火桶内的温度进行控制，为防止温度过高或者过低，采用上述的PID控制器，PID控制器的参数设置（比例系数Kp、积分系数KI、微分系数Kd）通过Labview软件平台的系统界面完成。首先通过操作P、I、D使其初始化，在界面设定适合的火桶温度，再通过调节比例环节P、积分环节I、微分环节D来控制温度大小，使得温度值能够迅速达到给定温度值并且能够稳定在给定温度附近。
图2采集温度信号
3.结束语
由上所述，基于PID的火桶温度控制系统是通过Labview软件进行设计，改变P、I、D，从而确定PID控制器的控制参数，来提高火桶温度控制系统的稳态性能，并根据PID控制器的参数与控制系统性能之间的关系，不断调节PID的各个参数，使得火桶温度控制系统可以达到最佳的工作状态。此控制系统简单且容易操作，也易掌握。
参考文献：
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