摘要：针对传统PID控制算法对温度进行控制时，其控制参数很难随环境变化进行自整定。提出一种基于神经元的PID控制算法，结合无菌包装预热系统，对神经元控制的基本结构、参数设计以及系统的软、硬件进行研究，运用数值仿真技术对预热控制系统进行仿真，结果表明，基于神经元的PID参数自整定控制效果较理想，可以将预热温度快速稳定控制在理想范围。
关键词：神经元算法；温度控制；无菌包装；数值仿真
0引言
在无菌包装设备中，温度控制系统是对无菌纸盒封口前预热温度的控制[1]。目前市场上无菌包装设备的包装材料大多是塑塑，纸塑，塑铝，这类包装材料质地较硬，直接封口，效果不理想，故需对温度精确控制，先将材料加热软化，再进行封口。温控技术是无菌砖包设备的核心技术，是影响生产工艺的重要参数，决定了产品的封口质量。本文提出一种PID参数自整定的神经元控制器，将温度作为控制对象，采用有监督的学习规则对PID控制参数进行调整，并运用Simulink实现数值仿真。

1 无菌砖包设备预热系统的总体控制方案
1.1 预热系统的硬件结构
无菌砖包设备预热系统由触摸屏，PLC，温度模块，铂电阻，固态继电器，三相加热管组成。以PLC为控制核心，通过温度模块将铂电阻采集的温度信息进行A/D转换后送入PLC输入端。PLC结合触摸屏的设定和输入的数据对采集到的温度信息进行处理，然后给蜂鸣器或固态继电器发出指令。加热管是通过控制固态继电器的导通和关断来进行控制的。
2.2 硬件系统的控制原理
图1是预热系统的自适应神经元PID温控系统控制流程图。如图所示，当无菌砖包设备开机后，系统首先对程序进行初始化，然后对无菌砖包设备热封预热处进行温度的实时测量，并将测量的数据显示于触摸屏。接着检测是否有按键输入操作对设定温度进行更改，若无按键操作，则按照默认的温度设定值，若有按键操作，则存储新输入的温度值。接着将测量的温度值与温度设定值进行比较，若在设定温度加减正负5°范围之内，程序自动返回测量温度，若测量温度低于设定温度5°以上，则对继电器进行输入信号，使加热管加热；若测量温度高于设定温度5度以上，15度以下，则停止加热，继续测量，若测量温度高于设定的安全值，则对蜂鸣器进行输入信号，进行报警，并使砖包设备停止运动。
作者：王斌，石秀东，黄巧，许金州