基于ModBus協(xié)議的數(shù)字PID控制模塊的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、PID控制器以其結(jié)構(gòu)簡單、魯棒性強(qiáng)、穩(wěn)定性好及易于操作等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制中。目前工業(yè)上的PID控制器多以專用型控制器為主，對(duì)于不同的工作環(huán)境和條件往往需要專門開發(fā)，成本高，通用性差。本文根據(jù)PID控制原理和控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，開發(fā)了一種通用數(shù)字PID控制模塊，滿足工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)的采集和控制信號(hào)的輸出。模塊采用ModBus協(xié)議與上位機(jī)通信，操作人員能夠集中對(duì)工業(yè)控制進(jìn)行管理，并根據(jù)不同的工控環(huán)境選擇PID改進(jìn)算法和設(shè)置參數(shù)，使控制達(dá)

2、到最佳效果。
　　本文首先介紹了國內(nèi)外PID控制器的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，指出在工業(yè)集成化的發(fā)展推動(dòng)下，PID控制器數(shù)字化以及具備通信功能的必然趨勢。然后對(duì)ModBus通訊協(xié)議做了詳細(xì)的介紹，包括通信原理、傳輸模式及數(shù)據(jù)校驗(yàn)。接著闡述了PID控制的原理和PID控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)了模塊的總體方案和結(jié)構(gòu)，將系統(tǒng)劃分為7個(gè)電路單元，包括單片機(jī)處理單元、信號(hào)采集單元、信號(hào)輸出單元、串口通信單元、供電單元、指示單元和下載單元。隨后詳細(xì)設(shè)計(jì)