摘要： 針對工業(yè)過程控制中溫度控制的參數(shù)時變和多測控點等特點， 且要有較好的溫度準確度和穩(wěn)定度的問題， 提出了一種基于Linux 操作系統(tǒng)在ARM 嵌入式系統(tǒng)上的通用多路工業(yè)溫度控制系統(tǒng)。系統(tǒng)以ARM9 為控制器，運用分時選通進行采溫，可控硅調(diào)節(jié)方式控溫， 并采用改進型極限環(huán)法進行PID 算法參數(shù)整定。該系統(tǒng)原理簡單、體積小、易于擴展，在K 型熱電偶測溫條件下可應(yīng)用于各種測溫場合，如：熱處理、電阻爐等。將其在某高壓管道焊接熱處理過程中進行實驗，結(jié)果表明，該溫度控制穩(wěn)態(tài)誤差小于1℃，系統(tǒng)動態(tài)性能良好。

　　引言

　　溫度是工業(yè)生產(chǎn)過程中的重要測控參數(shù)， 溫度監(jiān)控系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于冶金、鋼鐵、石化、水泥、玻璃、醫(yī)藥等行業(yè)，對溫度的有效測量和控制具有重要的現(xiàn)實意義。目前市場上的溫度測控系統(tǒng)有以單片機或工控機為控制平臺的，以單片機為控制平臺，硬件方面資源和性能有限， 需要擴展的外圍電路較多， 設(shè)計復(fù)雜；以工控機為控制平臺，體積較大。若用ARM9 作為溫度測控系統(tǒng)的控制平臺則不僅速度快、性能高、功耗低、芯片集成度高，而且外圍接口豐富，還可移植嵌入式實時操作系統(tǒng)，簡化了LCD顯示、存儲、網(wǎng)絡(luò)通信等的設(shè)計開發(fā)。鑒于此種情況，本文設(shè)計了一種基于ARM9 和MAX6675 的多路溫度測控系統(tǒng)。該系統(tǒng)能實現(xiàn)24 回路的自動測溫和控溫。既可以四個回路為一頁，顯示每一回路的設(shè)定溫度值和實際溫度值， 又可由數(shù)字顯示切換為柱狀圖顯示。既可接入Internet 又能將歷史數(shù)據(jù)存入U 盤。并可利用Qt/Embedded 做GUI 圖形用戶界面，在液晶顯示器LCD 上顯示友好的圖形界面。

　　1 系統(tǒng)硬件設(shè)計

　　本文設(shè)計的溫度測控系統(tǒng)要求處理器具有很高的運行速度。ATMEL 公司的處理器AT91RM9200 是基于ARM920T 內(nèi)核的高性價比、低功耗、32 位的ARM 芯片。在時鐘頻率為180MHz 時，其運算速度可以達到200MIPS,是一款工業(yè)級芯片，可在工業(yè)環(huán)境下長期穩(wěn)定運行。

　　1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計

　　系統(tǒng)總體設(shè)計框圖如下圖1 所示：

　　系統(tǒng)以AT91RM9200 作為控制系統(tǒng)的， 擴展了兩個32M 的SDRAM 和一個2M 的Flash.SDRAM 芯片選的是16 位數(shù)據(jù)寬度的HY57V281620, 用于設(shè)置程序堆棧和存放各種變量。Flash 芯片采用的是AT49BV1614,其數(shù)據(jù)寬度為16 位，用于存放啟動代碼。RS232 串口用于與PC 機通訊連接， 支持IEEE802.3 標準的DM9161 用于接入Internet.USB 接口可接U盤或USB 鼠標等。液晶顯示器可用來顯示系統(tǒng)運行的各種狀態(tài)， 由于AT91RM9200 處理器內(nèi)部沒有集成的LCD 控制器，因而需要配備專用的顯示控制器S1D13806,才能實現(xiàn)LCD 顯示。

　　鍵盤可以對系統(tǒng)進行各項參數(shù)設(shè)置和控制系統(tǒng)的運行。系統(tǒng)通過中斷方式實現(xiàn)四個功能按鍵，它們分別是：移位鍵、加一鍵、減一鍵和確定鍵。溫度采集單元實時采集24 個回路的溫度數(shù)據(jù)，送入CPU 進行運算處理后，控制執(zhí)行單元采用可控硅調(diào)功方式改變加熱器輸出功率。下面主要針對溫度采集單元和控制執(zhí)行單元及控制算法方面進行設(shè)計與分析。

維庫PDF：基于ARM的多路溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計.rar

參考文獻:

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