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1、目 录1前言(绪论).1 11课题的背景与意义3111 SMT概述3112无铅回流焊工艺特点4113无铅回流焊焊接工艺对设备的要求5 12 多温区无铅回流焊炉控制系统的研究现状7121多温区无铅回流焊炉的发展概况7122多温区无铅回流焊炉控制系统的研究现状713本文的主要工作与结构安排82总体方案设计92.1多温区无铅回流焊结构图92.1.1多温区无铅回流焊工作原理102.2 方案比较112.2.1基于PLC的计算机控制系统结构112.2.2基于微控制器的计算机控制系统采用上位机和下位机结构122.2.3方案比较133单元模块设计143.1各单元模块功能介绍及电路设计143.1.1测温电路14
2、3.1.2加热电路193.1.3传送带控制203.1.4风机电路263.1.5 ADUC848273.2电路参数的计算及元器件的选择283.3特殊器件的介绍283.4各单元模块的联接294软件设计304.1软件设计原理及设计所用工具304.2系统软件设计结构图及其功能304.3主要软件设计流程框图及说明325系统调试346系统功能、指标参数356.1系统能实现的功能356.2系统指标参数测试366.3系统功能及指标参数分析367结论378总结与体会399谢辞4010参考文献41附录:42附录1:电路原理图43附录2:相关PCB图44附录3:外文资料翻译451前言(绪论)11课题的背景与意义11
3、1 SMT概述 SMT是Surface Mounted Technology英文的简写,这是说,贴片元件SMC/ SMD PCB板上粘的表面粘贴技术,电子组装的方向和主流技术的未来发展方向。它已被用于在许多行业中,如移动电话,计算机,汽车电子,控制电路和通信等。SMT表面的主要生产设备是由三部分组成,丝印机,芯片机和回流焊炉。我研究第三部分,回流焊设备是最重要的焊接设备表面粘接技术。回流焊回流也称为回流,是英文的翻译的含义。回流焊是在焊盘焊料通过重新熔化盘上,这允许表面组装在销或焊料端和印刷板之间的组件来连接机器和电气设备的焊料的焊料。 世界正在越来越多的关注铅对环境的所造成的破坏和对身体健康
4、造成的危害,怎么样保护环境等,尤其是在进口IS014000导入后世界许许多国家禁止使用铅原料使用的焊接材料,这是被称为无铅焊接(Lead.free)。为了适应焊接工艺的变化,满足市场的需求,整个SMT设备无铅焊接的改善已成为SMT行业的焦点。 对于贴片机来说,无铅和铅相比,实质上没有对设备提出新的要求,但在丝网印刷机上,由于无铅和锡铅膏的物理性质有一些不同,所以设备本身提出了一些改进建议,但不存在本质的变化,然而无铅的挑战却是集中回流炉。 图1-1大型回流炉大型回流炉最主要就是由丝印(或点胶)、贴装(固化)、回流焊接三个部分构成的,而我研究的恰恰是第三部分也就是回流焊接部分。回流焊现在主要有两
5、种比较被认可的解释,第一种是通过热风机吹出热风,通过热风在温区内循环流动,形成回流保证温区内的温度为恒温;第二种是指铅锡膏受高温融化后变为液体,液体具有流动性,流动到元器件位置后,在冷却温区内再凝固的过程,我觉得这两种理解都具有一定的道理,前者阐述的是空气的流动性,后者阐述的是铅锡膏融化到再凝固的过程。112无铅回流焊工艺特点 无铅的变化主要是金属的熔点和表面张力的去除铅金属的变化,这两个方面改变后,使磁通在锡铅焊剂中的比例必须进行重新设计或重新调整。熔点温度的变化和焊剂成分的差异会导致焊接过程中的参数不同,使无铅技术将在焊接技术中发挥越来越重要的作用。 有铅锡膏(Sn63Pb37)的熔化点是
6、183,但是要形成一个巴士焊点就一定在焊接时有0.5um-3.5um厚度的金属化合物生成,要生成金属化合物必须是温度达到熔点以上,对于有铅焊接来说也就是195-200。线路板上的元件的最高承受温度大多数都是250。所以,对于有铅焊接来说,理想的焊接工艺温度为200一250之间。无铅焊接的无铅锡膏的熔点不一样,所以给焊接工艺带来了巨大的变化。现在常用的无铅锡膏有Sn96A905Cu35,熔点为217-221。好的无铅焊接还是必须形成O5um35um厚度的金属化合物才行,金属化合物的形成温度也必须熔点温度,就无铅焊接而言也就是230-235。然而无铅焊接并不受影响电子原器件所能承受的最高温度,因此
7、就无铅焊接而言,最理想的焊接温度是230-250之间。焊接温度范围的大幅减少给保证焊接质量提出来很高的要求,同时也给无铅焊接设备的稳定性和可靠性提出了更高的要求。还有就是设备本来就存在横向温差,再加上电子原器件的热容量差异导致加热过程中还会产生温度差异,因此在无铅回流焊工艺控制中能够改变的焊接温度的范围就很窄,这也是无铅回流焊真正的难点所在。无铅焊接和原来含铅焊接比叫,需要更高的炉内温度,而且可用来焊接的温度范围却变窄了。有铅焊接的温度范围可以从200-250,但是无铅焊接的温度范围只有230-250,无铅焊接的温度范围明显小的多。目前用的许许多多有铅回流焊炉被设计成300的温度上限,就无铅焊
8、料来说,却要需要更高的炉内温度,这中新的无铅焊接工艺一般要求回流区中的最高温度上线为350-400,这样以来,原来含铅焊接设备中的热敏感部件都要换了,要不然就采取措施防止热量向其他部件传递热量。无铅焊料与引线焊料之间的差别也是焊料和氮保护之间的差异。无铅焊料是使用一些合金混合物代替原来的铅,在这些合金的成分中使用最多的是铜。Cu是氧化物,其氧化物CU02和Cu的硬度低,如氧化铁(铁锈)。氮保护是能够避免的Cu在焊接过程中被氧化,从而保证了无铅焊料在焊接过程中焊接质量的可靠性。总而言之,回流炉是从整个无铅焊接工艺点来看产品质量的。然而,在整个SMT生产线的投资,无铅炉投资只占投资的整个SMT生产
9、线10 - 25。这是许多电子制造商到无铅化生产后,原来的回流炉替换为多区无铅回流焊炉更高的原因。因此,先进的控制方法,可实现高品质无铅焊接,需要学习现在回流炉和再设计,再使用到无铅回流焊工艺中。113无铅回流焊焊接工艺对设备的要求 多温区回流焊接是原始回流温度曲线被划分成许多不同的温度的温度区,印刷电路板均匀的通过不温暖的地区,从而实现预热,回流和冷却过程。无铅工艺的具体要求更成熟,提出多区无铅回流焊炉:温区数量的增加根据无铅焊料的特点,回流焊工艺温度要升高,但提高的程度要考虑很多因素,如:助焊剂的融化的温度和融化的时间;元器件的最高温度;焊点的金属化合物的厚度等。这样的焊接部的表面温度的变
10、化是比传统的高得多。多区无铅回流焊炉温度区比传统的回流炉号数越多,一般需要八个温度(加热区4中,回流区2,冷却区2)需要这么多理由是:(a)温区越多分的温度范围月息,控制精度也月息,能把温度曲线设定为恒温的直线的,可一更好地视线温度上升和下降速率要求。(b)每个温区只间的空隙使得各温区间存在的温度差,给PCB板带来热冲击和热应力不利影响。采用多温区的设计恰恰可以减小这种温差。由于无铅焊接的温度范围很小,因此横向温差的控制非常重要。热风的传递 多区的无铅回流焊炉的主流是普遍采用的远红外回流焊焊接,热风回流焊焊接,红外热风回流焊加热模式。另外,由于阻塞的阴影效应出现回流的发展成烤箱的红外线加热,但
11、不同颜色的红外反射吸收装置红外线加热的吸收效果是不一样的,相邻的设备,可以考虑这两种情况都会造成温度变化向无铅焊料与一个跳出风险的温度范围内,使红外加热技术在回流炉中加热模式已逐渐被淘汰相连。 在无铅焊接中,需要考略热传递效应。特别对于大热容量的远见,如果不能得到充分的散热,就会因为升温速度明显小于小热容量器件而导致横向温差。因此,要首先考虑的是加热部件转递热量到PCB组件板上的效率。链速的控制 由于产品技术和无铅生产要求的提高改进,使多区无铅回流焊炉的传输系统还需要改进。不同的传输方式和更多配置的选择,以满足要求。一般来说,有针链轨道/网带传输系统和针链导轨/中央支持传输系统。这条传送道是通
12、过多区无铅回流焊炉送PCB模块板中最常见的。但是,无铅技术需要更高的工作温度,我们希望确保的能力来跟踪强度。有下表面轨道支承轴和小轨道结构的结构更高的操作温度和大尺寸的元件的轨道设计完美的热膨胀也允许平行并跟踪系统,避免PCB元件板掉落或卡住。因为多区无铅回流焊炉需要较高的加工温度必须接近于层叠体的玻璃化转变温度,在具有大量元件,电子元件板可能易于基板和关闭板变形。该中心支行吃系统(CBS)可以解决这个问题。它可以提供良好的产品支持,不需要重新考虑温度曲线的变化。风速与风量的控制 风速与风量对与控制炉温的稳定性也相当重要。加入风速发生变化,就会引起炉温产生波动。为了完成对风速还有风量的控制,风
13、扇的转东速度也要实行变频控制,达到减小电压波动对它的干扰;同时应尽量降低多温区无铅回流焊炉的抽排风量多少,因为抽排风的中央负载一般都是不稳定的,容易对炉内热风的流动产生影响。因此多温区无铅回流焊炉一般都取消了头尾部的抽风机。惰性气体保护 由于无铅焊料的流动性,可焊性,浸润性都不能和有铅焊料想提并论,特别是在当电路板焊盘采用OSP工艺(有机保护膜的裸铜板)的时候,焊盘更加容易被氧化,很容易造成焊点的润湿角太大导致焊盘露铜的现象。为了进一步提高焊点的质量, 需要在回流焊接时充进去氮气。氮气焊接可以减少熔锡的表面张力,增加他的湿润性,保护作用也可以减少预热期间造成的焊盘和引脚被氧化,使焊点更为光亮。
14、有效的冷却装置和助焊剂管理系统无铅生产的铅焊温度比有铅要高得多,这也需要对设备的冷却功能的要高。除了这些意想不到的,可控的更快的冷却速度能够使无铅焊点结构更密切,同时改善焊料接合的机械强度也是重要的。特别是在生产,如背板通信,如电路板的热容量,只有空气冷却方式,对冷却电路板一般是不会有3- 5/ S冷却要求,冷却斜率也很难达到要求这将影响焊点的可靠性。因此,无铅生产建议考虑使用循环水冷却装置,以及设备的冷却斜率应该按照这个要求,也是可以完全可控的。无铅焊膏通常有助焊剂,助焊剂残渣一般积聚在炉的内部,因此会影响传热性能,有时甚至出现在炉中。助焊剂管理系统一般由两部分组成作为过滤装置和冷凝装置。过
15、滤固体颗粒的焊剂残渣在第一有效的分离和过滤,气体冷却的热交换器的焊剂残渣的冷凝器和冷凝成液体,最终在收集盘进行集中处理。由上面的分析可见,与以往多温区相比有铅回流焊炉,在过程控制特别是在温度控制的要求更为严格。12 多温区无铅回流焊炉控制系统的研究现状 121多温区无铅回流焊炉的发展概况 回流焊炉的发展是跟随电子装联技术的发展得到发展的。就现在的电子装联技术发展方向而言,元件逐步向小型化,超小型化发展,然而电路板装联却开始向高密度方向发展。我国目前电子制造业正大规模进入无铅时代,在“列强林立的多温区无铅回流焊炉设备提供商中,原石设备供应商一旦得到一定认可。许多领先的国内设备供应商也向自己公司提
16、出了高标准、严要求。 多温区无铅回流焊炉总的发展放向是要求采用更先进的热传递方式,实现节约能源,平衡温度,更好的完成无铅组装。无铅技术对于焊接工艺产生的变化最大,在这整个SMT回流工艺技术中最难处理的地方。所有设备制造商也围绕无铅焊接工艺向设备的要求开展探索,并切不断推出了新一代多温区无铅回流焊炉来投放于市场。这些更新的设备无论从结构、控制还是到工艺都做了较大的改进。122多温区无铅回流焊炉控制系统的研究现状 多温区回流焊炉的控制系统结构发展到现在,经历了以下几种行式:(1)温度控只表组成的简单控制系统;(2)基于单片机的计算机控制系统;(3)基于微处理器的计算机控制系统;(4)基于PLC和专
17、用控制器的计算机控制系统。 第一种控制方式随着现在行业的发展,已经被淘汰掉了。就现在国内外所有制造商的产品资料而言,一般还是采用后面的三种控制方式。国内的大部分制造厂商一般都采用了第二种控制方式,就是说基于单片机的计算机控制系统的回流炉。这种控制方式就是工业上常用的单片机用来做数据采集单元还有控制单元,适用于所有工业应用场合。 13本文的主要工作与结构安排 这个设计主要研究的就是是多温区无铅回流焊炉的多温区自动控制系统的设计和实现。在自动控制方案的选择方面,考虑从适应无铅回流焊温度曲线划分为8个恒温去的控制要求来考虑,采用合理先进的方案、运用控制元器件,实现控制要求。为此,这个设计提出了基于单
18、片机和计算机共同控制的多温区无铅回流焊炉自懂控制系统的设计方案来设计。主要研究了多温区无铅回流焊炉是如何来实现对温度的控制,同时建立了回流焊炉的温度控制的数学模型,并且对该模型所采用的数字PID控制方法也进行了比较详细的分析,除此之外对多温区无铅回流焊炉的对于导轨宽度控制系统还有上位机监控系统的设计思路方面与软件编程也进行了说明。2总体方案设计 2.1多温区无铅回流焊结构图 图2.1无铅回流焊气体回流图 图2.2无铅回流焊结构图多温区无铅回流焊炉有点像连续式电阻炉结构,整个部分都是框架焊接结构,两边是可以拆卸下来的门板。炉膛是用不锈钢板焊接而成的,在炉膛的上方和下方还分别安装了好几个加热元件和
19、热风回流风机,上面下面的加热元件和回流风机分别采用1对1排列,形成不同的恒温区域。根据温度过程曲线分为8近似恒定的温度的区段,在炉内这些热区,可分为预热区,回流区,冷却区三个部分。根据加热和冷却区的不同数量在炉本体的长度也是不同的。每个温区都是有一个独立的控温回路控制,他们之间用金属隔板来隔离,在整个设备外壳上设计有覆有隔热层。热电偶一一从上下入炉,温度收集点尽可能靠近板PCB的位置。它可以达到快速预热,焊接速度快,预热慢,焊接速度快或恒定速度预热的加热曲线,满足不同的焊接要求。2.1.1多温区无铅回流焊工作原理 多区无铅回流焊炉的最重要的任务是将组件移动在PCB板两面为同事加热,并且可以给循
20、环风扇使热空气在回流下的传热部件的PCB焊点来实现对第一加热焊盘熔化,然后冷却固化的过程中,从而达到焊接的组件的目的。多区无铅回流焊炉采用单独的电路的温度控制和热空气流通,制备温度,使炉腔温度精确度和均匀性。当加热时,回流风扇转动,使得通过风板的许多细小喷雾热空气的流动。喷嘴喷到线路板,并且空气流被实现在加热室。这意味着该气体是强制性的。气体的流动由精确引导控制,增加传热系数并减小PCB元件板的横向温度差。多点回流技术如下图所示。 图2.3回流焊多点回流技术在回流的控制方面,精确测量温度的精确控制的关键问题是问豚,解决问题其中一种方法是提高系统的快速响应,因此,在外界干扰的情况下,立即发生反应
21、,从而快速平衡状态。回流焊接后,将印刷电路板组件必须立即冷却,从而使该焊接效果可以提高,所以在回流炉中的端部的冷却区一般有1-3个。根据所述多区无铅回流焊炉温度时到设定温度值达到常数与下传送链的恒定传输速率PCB组件拉入自动和各温度区之后。 PCB元件板在炉子操作过程中,在预热区传热主要是通过热空气对流。热风和PCB装配板的流动和垫上面,焊锡膏,在这个过程发生对流热传递。同时,由于热空气本身的热传导的,也有利用热传导的印刷电路板组件的部件和物体的内部温度之间的交换。电路板的温度升高,并且所述电路板的温度,最终由电路板的温度决定, PCB元件进入预热,使焊膏时,气体中的水分蒸发,同时,焊剂在焊膏
22、的润湿中,在焊接区域中,印刷电路板组件,元件,焊锡膏,板销垫温度迅速增加,这时焊接部分的温度会很快到达。焊锡熔化状态,PCB的模块板组件销润湿,扩散,溢出或重新流入混合焊点,实现回流。由于印刷电路板是在每个温度区域的温度的参数是PCB的吸收量,以及有多少热量被吸收。吸收热量吸收相关的时间。因此,在相同的热(设定恒温),印刷电路板组件板温度的温度区域的热变化(吸收)吸收是不一样的。总之的温度参数的时间变化时,该方法的参数可以通过改变设定温度或传输速度来获得。当使用游离清洗技术,该氮空气系统可提高炉内的焊点质量。2.2 方案比较2.2.1基于PLC的计算机控制系统结构 监控软件 PLC通讯单元 P
23、LC CPU单元 变频器PLC控制执行单元 热电偶输入单元 各温区热电偶各温区加热元件 电机 图2.4基于PLC的计算机控制系统结构图 这种控制方式的主要内容有:模拟输入(热电偶输入)采集单元。回流焊接的温度区域的温度信号被收集,并且固态继电器由一专用温度控制和输出单元控制。继电器来控制加热管;利用PLC模拟输出模块,以控制逆变器,逆变器电机控制,以便控制回流焊接炉链传输速度;通信单元用于之间的PLC与PC(IPC)的。通信中,上计算机的监视部,以实现可视化,提高了系统的自动化程度。国内的大部分回流焊炉生产商均采用了这种控制方式。 2.2.2基于微控制器的计算机控制系统采用上位机和下位机结构
24、监控软件 通讯模块 模拟量输出模块 信号采集模块 微控制器 开关量输出模块 频率测量模块 显示模块图2.5基于微控制器的计算机控制系统采用上位机和下位机结构图 PC负责可视化操作,如曲线,远程监控等。下位机采用单片核心为核心,构建系统模块,包括信号采集,显示,接口控制等。有许多微控制器的类型,如单芯片,DSP等型号。信号采集模块负责各种物理参数和检测,数据采集,放大,电参数A/D转换:微控制器负责单片机内部程序;数据采集是显示模块,以显示实时中;开关负责各种输出单元,诸如继电器,频率转换器控制的输出模块;模拟量输出模块负责对变频器的控制。2.2.3方案比较 基于没有基于计算机控制系统的微控制器
25、PLC电脑控制,采用上位机和下位机结构灵活和高性价比的基础上,控制系统更加困难的微控制器,以建立良好的抗干扰性能。在实际的设计生产过程中还需要有更高的技术要求。我选择的是第二种设计方案。3单元模块设计3.1各单元模块功能介绍及电路设计3.1.1测温电路图3.1测温电路 测温主要是通过PT100的热电阻分度表来查阅,给电路通电后会产生一个电流,因为0时电阻为100欧姆所以要求电路中的电流恒定为1mA,电路图中R7与RP2串联后并入一个R8,通过测电压计算出对应的电阻值,最后通过PT100热电阻分度表来查阅温度。PT100介绍 PT100是铂热敏电阻器和电阻随温度的变化。经过PT100的表示它是在
26、0100欧姆在138.5的温度,大约100欧姆的电阻。其工业原理:当PT100在0摄氏度,他的100欧姆的电阻器,其电阻会上升,其电阻的温度是均匀的。 Pt100温度传感器为正温度系数热敏电阻传感器,主要技术参数如下:测量范围:-200+850允许偏差值:A级(0.150.002t),B级(0.300.005t);最小置入深度:热电阻的最小置入深度200mm;允通电流5mA 此外,PT100温度传感器具有抗震动,稳定性好,精度高,压力等。一个良好的线性铂热电阻,0100度之间变化的优势,最大的非线性误差小于0.5摄氏度。PT100 热电阻分度表温度 0123456789电阻值()-40-30-
27、20-10084.2788.2292.1696.09100.0083.8787.8391.7795.6999.6183.4887.4391.3795.3099.2283.0887.0490.9894.9198.8382.6986.6490.5994.5298.4482.2986.2590.1994.1298.0481.8985.8589.8093.7397.6581.5085.4689.4093.3497.2681.1085.0689.0192.9596.8780.7084.6788.6292.5596.48010203040100.00103.90107.79111.67115.54100.
28、39104.29108.18112.06115.93100.78104.68108.57112.45116.31101.17105.07108.96112.83116.70101.56105.46109.35113.22117.08101.95105.85109.73113.61117.47102.34106.24110.12114.00117.86102.73106.63110.51114.38118.24103.12107.02110.90114.77118.63103.51107.40111.29115.15119.015060708090119.40123.24127.08130.90
29、134.71119.78123.63127.46131.28135.09120.17124.01127.84131.66135.47120.55124.39128.22132.04135.85120.94124.78128.61132.42136.23121.32125.16128.99132.80136.61121.71125.54129.37133.18136.99122.09125.93129.75133.57137.37122.47126.31130.13133.95137.75122.86126.69130.52134.33138.13100110120130140138.51142
30、.29146.07149.83153.58138.88142.67146.44150.21153.96139.26143.05146.82150.58154.33139.64143.43147.20150.96154.71140.02143.80147.57151.33155.08140.40144.18147.95151.71155.46140.78144.56148.33152.08155.83141.16144.94148.70152.46156.20141.54145.31149.08152.83156.58141.91145.69149.46153.21156.95150160170
31、180190157.33161.05164.77168.48172.17157.70161.43165.14168.85172.54158.07161.80165.51169.22172.91158.45162.17165.89169.59173.28158.82162.54166.26169.96173.65159.19162.91166.63170.33174.02159.56163.29167.00170.70174.38159.94163.66167.37171.07174.75160.31164.03167.74171.43175.12160.68164.40168.11171.80
32、175.49200210220230240175.86179.53183.19186.84190.47176.22179.89183.55187.20190.84176.59180.26183.92187.56191.20176.96180.63184.28187.93191.56177.33180.99184.65188.29191.92177.69181.36185.01188.66192.29178.06181.72185.38189.02192.65178.43182.09185.74189.38193.01178.79182.46186.11189.75193.37179.16182
33、.82186.47190.11193.74图3.2热电阻分度表程序处理 一般在使用的Pt100的温度采集计划将模拟信号AV放大器LM358采集温度采样,即A/D转换。 A/D处理包括两个方面,一个是A/D值滤波,二是A/D值与实际温度转换。由于干扰或电路的噪声的存在,在采样过程将取样信号和实际信号的偏差的现象,可以出现在水平甚至信号的波动,以减少测量误差的原因和实际采样取样18点,然后取出的两个点,即最大和最小,剩余的16点平均的较大的偏差,以便得到的A / D转换是接近实际值。数字滤波操作,也将A / D转换是常用的温度方法的第二场比赛查表法和公式法的价值,查表的方法比较麻烦,而且精度不是很
34、高,适合NTC温度传感器的线性度差;公式法比较简单,只需要确定比例系数K和B的标准差,适合更好的温度传感器的转换C语言实现线性:FT=(ADC_data* K) - B; /转换成温度值。 (3.1.1) 温度,也可根据实际温度和实时温度控制的目的,设计也给控制算法,例如:模糊控制,PID控制等。下面是一个简要介绍了PID控制原理,以了解更多信息,请参阅相关的书籍。PID工作原理PID(ProportionalIntegralDerivative)控制工程技术成熟,控制策略被广泛使用,长期的工程实践中,已经形成了完整的控制方法和典型结构。它不仅适用于控制系统的已知的数学模型,但也可用于工业过程
35、,以确定也可以使用最数学模型,在许多工业过程控制取得了令人满意的结果。 由于各种来自外界的干扰继续生产,为了达到控制目的,以保持恒定的目标时,控制必须进行不断。如果扰动使得现场控制对象的值(以下,称为受控参数)的变化,现场测试组件将被输入发射机发送到PID控制器变更后收集,并且一个给定的值(以下简称为SP)比较所述偏差值(E值),根据偏差的调节器我们设定控制信号的调谐参数控制法,改变调节器的开度,增加或减少的开度的调节器,以便控制对象的值的变化,并趋向于一个给定值(SP值) ,以达到控制的目的,事实上,PID是比例,积分,微分运算的偏差(E值)的本质,根据所述过程控制执行单元的计算结果。温度控
36、制PID算法设计 使用位置型PID算法,温度传感器采样输入作为输入,并且然后与该组负偏差,然后到PID运算以产生输出FOUT,然后让FOUT计时器控制,以控制所述加热装置。为了缓解PID运算,首先,PID结构数据类型是建立,并且P,I,系数D,和PID算法的数据类型的设定值被保存,并且在历史错误被累积和信息累积:typedefstructPIDfloatSetPoint; /设定目标DesiredValuefloatProportion; /比例系数ProportionalConstfloatIntegral; /积分系数IntegralConstfloatDerivative;/微分系数De
37、rivativeConstintLastError; /上次偏差intSumError; /历史误差累计值PID;PIDstPID;/定义一个stPID变量PID运算的C实现代码floatPIDCalc(PID*pp, int NextPoint)intdError,Error;Error=pp-SetPoint*10NextPoint;/偏差,设定值减去当前采样值pp-SumError+=Error;/积分,历史偏差累加dError=Errorpp-LastError;/当前微分,偏差相减pp-PrevError=pp-LastError;/保存pp-LastError=Error;retu
38、rn(pp-Proportion*Error+pp-Integral*pp-SumError-pp-Derivative*dError);其中(pp-Proportion*Error)是比例项;(pp-Integral*pp-SumError)是积分项;(pp-Derivative*dError)是微分。=PT100分度表 -50度80.31欧姆 -40度84.27欧姆 -30度88.22欧姆 -20度92.16欧姆 -10度96.09欧姆 0度100.00欧姆 10度103.90欧姆 20度107.79欧姆 30度111.67欧姆 40度115.54欧姆 50度119.40欧姆 60度123
39、.24欧姆 70度127.08欧姆 80度130.90欧姆 90度134.71欧姆 100度138.51欧姆 110度142.29欧姆 120度146.07欧姆 130度149.83欧姆 140度153.58欧姆 150度157.33欧姆 160度161.05欧姆 170度164.77欧姆 180度168.48欧姆 190度172.17欧姆 200度175.86欧姆=3.1.2加热电路 图3.3加热电路 双向可控硅实际是两个单向可控硅并联在一起形成的,从上往下看,它实际上就是一个PNP型的和一个NPN型的单向可控硅并联的,当处于正旋波上半轴时给一个脉冲,上面T2的电压高于下面T1的电压,G是基
40、点,此时双向可控硅导通,当处于正旋波下半轴时,由于火线和零线的缘故,T1和G都变为0 V,此时的T2变为-220 V,给一个脉冲后,T2和G分压,分压后的电压变为110 V,此时T1的电压高于G点,也高于T2点的电压,此时双向可控硅也将导通。 图3.4双向可控硅TRIAC的触发特性: 由于TRIAC为控制极控制的双向可控硅,控制极电压VG极性与阳极间之电压VT1T2四种组合分别如下: (1) . VT1T2为正, VG为正。 (2) . VT1T2为正, VG为负。 (3) . VT1T2为负, VG为正。 (4) . VT1T2为负, VG为负。一般在对称的情况下(图1和4或2和3),以使正
41、和负半周对称的结果,最方便的控制方法,是1至4的控制,最好使用由于控制信号和VT1T2单极。 图3.5 TRIAC之V-I特性曲线如该图所示为双向可控硅VI特性曲线,图中和可控硅VI曲线比较,请参阅可控硅特性曲线和SCR类似,只是可控硅正,负电压可导通,因此与的第一象限,第三象限曲线曲线是相似的,所以可控硅可视为并行双向可控硅T1-T2两个SCR反应相击穿电压也不同,可能会看到电压的正和负半周都可以使三端双向可控硅导通,方法和SCR可控硅关同一,那就是尽量两极之间的电流减少到维持电流切断低于双向可控硅。双向可控硅原理可控硅是P1N1P2N2四层三端子结构组件,一共有三个PN结,原理分析,把它作为一个PNP晶体管和一个NPN管,阳极的正向电压,BG1和BG2管是放大。此时,如果对G输入从正触发信号控制,BG2将流经BG2 IB2,由2ib2放大,它的集电极电流IC2=测试。3.1.3传送带控制 电源时间继电器调速变阻器 过流继电器 接触器 电 机 图3.6控制电机系统框图 图3.7控制电机电路图采用交流电机通过变频器控制电机的转速,从而达到控制传送带的速度,最终实现PCB板在每个恒温区中的时间。交流电机的原理电机是用于将电能
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