基于STM32的远程温控系统设计

式中()ut为控制输入，()()()etrtct=−为误差信号，()rt为输入量，()ct为输出量。

PID控制的传输函数为：

将模糊控制与PID控制结合，根据操作经验与模糊理论，在线自整定PID控制器的3个基本控制参数，输出控制变量，利用模糊控制实时修正PID参数，提高系统的控制精度和鲁棒性，该控制器具备自适应性，系统采用的控制器结构如图3所示 [5]。

　　远程温控系统的应用

高温高压下水流体-固体相互作用在自然界、工业生产、工程技术以及科学实验中都广泛存在，无论在地球科学、物理学、化学等自然基础科学还是在应用科学、工程技术和工业生产中，水流体-固体相互作用都是极受关注的基本科学问题。各类高温高压下水流体-固体相互作用的科学问题可通过相应的实验装置分析，目前所用的实验装置的精度及自动化水平较低。采用先进的控制技术及计算机技术，控制反应器整体温度的一致性与稳定性，实现高温高压下水流体-固体相互作用温控装置的自动化，可提高实验效率及数据的精确度。

在高温高压下，水流体-固体相互作用实验存在如爆炸、溅出等事故伤人的可能。基于安全性的考虑，温度控制部分采取了本文设计的远程温控方式，实验者以远程监控的方式控制反应设备，有效地保护了实验操作人员的安全。

采样信号预处理

为防止外界干扰、野值等对系统控制的稳定性造成影响，将采集到的温度传感器信号首先通过卡尔曼滤波器进行数据的预处理。

控制界面的设计

组态软件集成了电路图形技术、人机界面技术、数据库技术、控制技术、网络与通信技术，使控制系统开发人员不必依靠某种具体的计算机语言，只需通过可视化的组态方式，就可完成监控软件设计，降低了监控画面开发难度[6]，利用组态软件可以完成监控和远程控制，其基本设计思想是：首先完成工控机与温控单元的通讯，用组态软件实现工控机的操作界面，通过设计建立良好的人机界面实现实时温度的监控和动态显示。

系统安全性设计

系统安装有电压变送器、电流变送器，可以实时监测电压、电流数值，若出现加热炉温度及电压过高、电流过大、可控硅击穿保护、系统压力异常、升温速率失控、加热炉断线、短路时，加热立即停止并报警。另外，考虑到可控硅调压器及伺服启动器电源的电压为220V，为了防止出现触电等安全事故，电源上均装有交流接触器，通过软件远程控制加热的启动和停止。

　　结论

本文设计了一种远程温控系统，应用于高温高压水流体-固体相互作用装置，取得了良好的运行效果。但由于工业环境(环境温度、电气干扰等)的不确定性，系统的抗干扰设计处理流程以及异常处理机制还可进一步的优化与改进。