基于PID调节的可连续改变加热速率的加热板控制系统研制

针对现有加热板控制系统存在的不能连续改变加热速率、温度上冲量大和人机交互感差等问题,研发一套基于PID调节的可连续改变加热速率的加热板控制系统。该系统基于PID调节控制加热板以恒定的速率或连续改变的速率加热,实时监控保温温度和保温时间,调整温度上冲量,以及保存数据。控制系统中上位机软件以Visual Basic 6.0语言作为开发工具,主要功能模块包括菜单栏、串口通信、温度显示、参数设置、参数显示和提醒。程序设计包括传感器校准、加热速率、保温温度、数据保存和预处理等子程序。试验分别选取牛奶、土豆泥和核桃外壳粉为代表的液体、半固体和固体材料,以常用的0.1℃/min、0.5℃/min、1℃/min、5℃/min、10℃/min加热速率,对新加热板控制系统进行测试。试验结果表明,加热板的可控加热速率范围为0.1~13.35℃/min,加热速率控制精度为±0.1℃/min,保温温度的控制精度为±0.3℃/min;在连续改变速率的加热模式下,加热板仍能精确控制温度上升的速率和最终的保温温度;智能模式下,控制系统能将最难控制的固体样品的最大温度上冲量控制在0.5℃以下,满足微生物热致死动力学研究中对温度控制精度的要求。