基于8051單片機(jī)的瀝青軟化點(diǎn)控溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、·機(jī)械制造與研究·茅加峰·基于8051單片機(jī)的瀝青軟化點(diǎn)控溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于8051單片機(jī)的瀝青軟化點(diǎn)控溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)茅加峰(南京土壤儀器廠有限公司，江蘇南京210014)摘要：介紹在瀝青軟化點(diǎn)控溫系統(tǒng)中，應(yīng)用8051單片機(jī)控制一定的升溫速率，實(shí)現(xiàn)瀝青軟化點(diǎn)測(cè)定過(guò)程中對(duì)溫度的控制?？販叵到y(tǒng)中采用了PID控制理論，根據(jù)實(shí)際過(guò)程的溫度變量，調(diào)整控溫因子，使系統(tǒng)穩(wěn)定在一定的升溫速率上，滿足JTJ052—2000~公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》中T0606—2000(瀝青軟化點(diǎn)試驗(yàn)》(環(huán)球法)的要求。關(guān)鍵詞：瀝青軟化點(diǎn)；PID計(jì)算；調(diào)功因子；升溫速度。中圖分類號(hào)：TH12

2、文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號(hào)：1671．5276(2010)04-0025-02TemperatureControlSystemDesignofAsphaltSofteningPointBasedonMCS8051MAOJia—feng(NanjingSoilInstrumentFactoryCo．，Ltd．，Nanjing210014，China)Abstract：Thisarticledescribestheapplicationof8051single·chipmicrocomputerinthetemperaturecontrolsystemofbitumi

3、noussof-teningpoint，whichcontrolsthespeedratioofthetemperatureriseSOastorealizetemperaturecontrolintheprocessofbituminoussof·teningpointtest．PIDcontroltheeryisusedinthissystem，accordingtotheactualprocessofthetemperaturevariabletoadjustthetemperaturefactorandmakethesystemstabilizedat

4、acertainheatingspeedratio，tomeettherequirementsofJTJ052—2ooo(HighwayEngineeringAsphaltandBituminousMixtureTestRegulation>inT0606—2000{AsphaltSofteningPointTest~(GlobalLaw)．Keywords：asphaltsofteningpoint；PIDcalculation；regulatingPowerfactor；temperaturerisespeed偏差e(t)按比例一積分一微分的函數(shù)關(guān)系進(jìn)行線

5、性組合0引言構(gòu)成控制量u(t)，然后用u(t)去對(duì)對(duì)象進(jìn)行控制。u=(eedf+)瀝青的軟化點(diǎn)是試樣在規(guī)定尺寸的金屬環(huán)內(nèi)，上置規(guī)定尺寸和質(zhì)量的鋼球于水或甘油中，以每分鐘升高5℃的在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)PID調(diào)節(jié)需將連續(xù)系統(tǒng)的速度加熱至軟化下沉達(dá)規(guī)定距離的溫度，以℃表示(該方微分方程式轉(zhuǎn)化為離散形式，即“(k)=K{e(k)+法亦稱為“環(huán)球法”)。該方法適用于測(cè)定道路石油瀝青，煤瀝青的軟化點(diǎn)，也適用于測(cè)定液體石油瀝青經(jīng)蒸餾或乳[}盟+)]+le()一。(一?}；化瀝青破乳蒸發(fā)后殘留物的軟化點(diǎn)?；?jiǎn)為：U(k)=u(k一1)+△()；瀝青軟化點(diǎn)測(cè)定的主要指標(biāo)：1)

6、升溫速率(5±△u(k)=P(Ae(k)+le(k)+DAe())0．5)oC／min；2)自動(dòng)測(cè)量下降位置。e(k)=t(k)一t瀝青軟化點(diǎn)過(guò)去的測(cè)量方法是采用調(diào)溫電爐控制溫Ae(k)=e(k)一e(k一1)度、目測(cè)鋼球的位置的辦法，出現(xiàn)的問(wèn)題是加溫速率控制△e(k)=()一Ae(k一1)困難，軟化點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)離散性大，操作強(qiáng)度大。因此采用應(yīng)用上述公式到瀝青軟化點(diǎn)控溫系統(tǒng)8051單片機(jī)的自動(dòng)控制瀝青軟化點(diǎn)測(cè)定對(duì)解決以上問(wèn)題尤為迫切。程序中，t(k)為當(dāng)前的溫度采樣值，t。為當(dāng)前溫度的目標(biāo)要解決的主要問(wèn)題是升溫速度控制和自動(dòng)測(cè)量鋼球值，e(k一1)為前一次的溫度

7、采樣值，(k)為調(diào)功因子。位置，嘗試使用實(shí)際溫度與設(shè)定溫度的偏差控制加熱功率的方案，由于環(huán)境溫度、加熱器功率偏差等影響因素，出現(xiàn)1．2選擇調(diào)功因子的問(wèn)題是控制溫度與設(shè)定溫度的偏差過(guò)大。因此在控制溫在實(shí)現(xiàn)對(duì)水或甘油的升溫中，采用了加熱管為熱源的度的過(guò)程中，加入微分環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)改善溫度控制系統(tǒng)。方式，交流電頻率為50Hz，220V，周期為0．02S，驅(qū)動(dòng)控制元件為固態(tài)繼電器。如果在1S內(nèi)連續(xù)開(kāi)啟0．5S，則加瀝青軟化點(diǎn)設(shè)計(jì)原理熱管的實(shí)際功率為全功率的50％；如果在1S內(nèi)連續(xù)開(kāi)啟0．2S，則加熱管的實(shí)際功率為全功率的20％。u(k)為調(diào)1．1數(shù)字PID控制算法功因

8、子，如果8051單片機(jī)的控溫周期為0．