【正文】 維護人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時間。 處理速度 PLC 采用掃描方式工作。從實時性要求來看，處理速度應(yīng)越快越好，如果信號持續(xù)時間小于掃描時間，則 PLC 將 掃描不到該信號，造成信號數(shù)據(jù)的丟失。 輸入輸出點數(shù)對價格有直接影響。每增加一塊輸入輸出卡件 ， 就需增加一定的費用。當點數(shù)增加到某一數(shù)值后，相應(yīng)的存儲器容量、機架、母板等也要相應(yīng)增加，因此，點數(shù)的增加對 CPU選用、存儲器容量、控制功能范圍等選擇都有影響。在估算和選用時應(yīng)充分考慮，使整個控制系統(tǒng)有較合理的性能價格比。 因此 ,據(jù)上所述應(yīng)選用 PLC 類型為 FX2N48MR： 48 點 I/O 接口，電源為 220V，存儲器為 8K。 二 、 PT00使用說明 （一） 熱電阻的工作原理 熱電阻和熱電偶的測溫原理是不一樣的 ,熱電偶是把溫度 的變化通過熱電偶轉(zhuǎn)換為熱電勢的變化來達到測溫的目的 ； 而熱電阻則是把溫度的變化通過熱電阻轉(zhuǎn)換微電阻值的變化來達到側(cè)溫的目的 。 （二） pt100溫度與阻值對照 如表 。 表 pt100 溫度與阻值對照 表 溫度 (℃) 阻值 (Ω ) 溫度 (℃) 阻值 (Ω ) 溫度 (℃) 阻值 (Ω ) 200 0 100 210 190 10 220 180 20 230 170 30 240 160 40 250 150 50 260 140 60 270 130 48 70 280 120 80 290 110 90 300 100 100 310 90 110 320 畢業(yè)論文 4 80 120 330 70 130 340 60 140 350 50 150 360 40 160 370 30 170 380 20 180 390 10 190 400 200 三 、 fx0n3A簡介 Fx0n3A 模擬特殊功能塊有兩個輸入通道和一個輸出通道 ， 輸入通道接收模擬并將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字值 ； 輸出通道采用數(shù)字值并輸出等量模擬信號 ，它 可以連接到 fx2N、 FX2NC、 HX1N、 FX0N 等系列的可編程控制器上 。它 與 PLC 數(shù)據(jù)傳輸和參數(shù)設(shè)置是通過 PLC 中的 FROM/TO 指令來實現(xiàn)的 。 FX0N3A在 PLC 擴展母線上占用 8個 I/O點可以分配給輸入輸出 。 緩沖存儲器的分配情況 如表 所示。 表 器的分配表 緩沖存取區(qū)編號 b 158 b 7 b 6 b 5 b 4 b 3 b 2 b 1 b 0 0 保留 通過 bfm17 選擇的 A/D 通道當前值輸入數(shù)據(jù) (以 8 為存儲 ) 16 在 D/A 通道上當前值輸入數(shù)據(jù) (以 8 為存儲 ) 17 保留 D/A啟動 A/D啟動 A/D選擇 15, 1831 保留 Bfm17: b0=0： 選擇模擬輸入通道 1。 b0=1： 選擇模擬通道輸入 2。 b1=01:啟動 D/A 轉(zhuǎn)換處理 。 b1=10:啟動 A/D 轉(zhuǎn)換處理 。 四 、變頻器原理及簡介 變頻器是利用電力半 導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置 。 變頻器除了可以用來改變交流電源的頻率之外，還可以用來改變交流電動機的轉(zhuǎn)速和扭矩。在該應(yīng)用環(huán)境下，最典型的變頻器結(jié)構(gòu)是三相二級電壓源變頻器。該變頻器通畢業(yè)論文 5 過半導體開關(guān)和脈沖寬度調(diào)制（ PWM）來控制各相電壓。 變頻器通過網(wǎng)線與 PLC(FX2N) 485BD 通信板連線如 圖 所示。 圖 變頻器與通信板接線圖 電動機與變頻器連接方法如 圖 所示。 變頻器 U、 V、 W三端分別接 DJ26 A、 B、 C端，并把 Z、 X、 Y短接。 圖 電動機與變頻器接線圖 五 、 MCGS簡介 MCGS 系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩個部分 ， 用戶的所有組態(tài)配置過程都在組態(tài)環(huán)境中進行 。 運行環(huán)境是一個獨立的運行系統(tǒng)，它按照組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫中用戶指定的方式進行各種處理，完成用戶組態(tài)設(shè)計的目標和功能。 組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫完成了 MCGS 系統(tǒng)從組態(tài)環(huán)境向運行環(huán)境的過渡，它們之間的關(guān)系如圖 。 圖 組態(tài)環(huán)境向運行環(huán)境的過渡 由 MCGS 生成的用戶應(yīng)用系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五個部 分構(gòu)成，如圖 。 畢業(yè)論文 6 圖 MCGS 窗口 窗口是屏幕中的一塊空間，是一個“容器”，直接提供給用戶使用。在窗口內(nèi)，用戶可以放置不同的構(gòu)件，創(chuàng)建圖形對象并調(diào)整畫面的布局，組態(tài)配置不同的參數(shù)以完成不同的功能。 在 MCGS 的單機版中，每個應(yīng)用系統(tǒng)只能有一個主控窗口和一個設(shè)備窗口，但可以有多個用戶窗口和多個運行策略，實時數(shù)據(jù)庫中也可以有多個數(shù)據(jù)對象。 MCGS 用主控窗口、設(shè)備窗口和用戶窗口來構(gòu)成一個應(yīng)用系統(tǒng)的人機交互圖形界面，組態(tài)配置各種不同類型和功能的對象或構(gòu)件，同時可以對實時數(shù)據(jù)進行可視化處理。 六、 溫 度采集輔助放大電路 如圖 ，利用溫度傳感器 PT100采集室內(nèi)的溫度 ，將溫度的變化 轉(zhuǎn)換為電阻的變化，再有 變送器 進行放大 ， 轉(zhuǎn)換為模 擬 輸入電流或電壓的變化 送入后續(xù)電路中。 圖 溫度采集輔助 放大電路 七 、 溫度采集與監(jiān)控系統(tǒng) PLC設(shè)計 （一） 系統(tǒng)組成與工作過程 畢業(yè)論文 7 系統(tǒng)由傳感器 PT100、溫度模塊 FX0N3A、 PLC(FX2N)、兩臺壓縮機、報警燈等組成。 該系統(tǒng)由 利用溫度傳感器 PT100 采集室內(nèi)的溫度 ，將其 轉(zhuǎn)換為電阻的變化，再由 變送器轉(zhuǎn)化為模塊輸入電流或電壓的變化 ,然后經(jīng)過溫度模塊 FX0N3A 把采集到的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送給 PLC 主模塊，經(jīng)過 CPU 的處理然后輸出控制信號，控制兩臺壓縮機和報警燈。 （二） 系統(tǒng)工藝要求 根據(jù)空調(diào)的不同溫度能自動調(diào)節(jié)空氣壓縮機的運行。 對外界的溫度能夠?qū)崟r采集和顯示，具備一定靈敏度。 應(yīng)具備擴展功能，為以后擴充感測點做好預(yù)留空間。 （三） 控制要求 當溫度低于 25度 時，壓縮機不工作，空調(diào)不啟動；當溫度高于 30度時，啟動一臺機組 Y0，空調(diào)開始制冷；當溫度高于 36 時再啟動一臺 Y1，制冷效果加強，當溫度減低到 30度時；停止 Y0，制冷下降，降到 26 度時兩臺都停止，空調(diào)此時相當于一臺風扇，沒有制冷效果；當溫度低于 23 度時， Y2 會發(fā)出報警，并能利用上位機實現(xiàn)實時監(jiān)控，并且能夠控制下位機。 （四） 流程圖 如 圖 ， 當溫度高于 30攝氏 度時 ， 啟動 壓縮機 1，空調(diào)開始制冷 ； 當溫度高于36攝氏 度 時 ， 再啟動 壓縮機 2，制冷效果加強 ； 當溫度減低到 30攝氏 度 時， 停止 壓縮機 1，制冷下降 ； 降到 26攝氏 度 時 ,兩臺都停止，空調(diào)此時相當于一臺風扇，沒有制冷效果，只有風力 ； 當溫度低于 23度時 ， Y2會發(fā)出報警 。 （五）元器件使用說明 本系統(tǒng)需要的器件如表 所示 。 表 溫度采集與實時監(jiān)控系統(tǒng)的 元器件清單 器件名稱 三菱 FX2N FX0N3A 按鈕 MCGS 軟件 導線 通訊線 個數(shù) 1 臺 1 個 2 只 1 套 若干 1 根 (六 )輸入 /輸出 分配 輸入 /輸出 分配 情況 如表 所示 。 表 輸入 /輸出 分配 輸入 輸出 輸入元件 電路元件 作用 輸出繼電器 電路元件 作用 X0 SB1 啟動按鈕 Y0 KM1 控制壓縮機 1 X1 SB2 停止按鈕 Y1 KM2 控制壓縮機 2 Y2 HL1 報警指示燈 畢業(yè)論文 8 圖 整體流程圖 (七 )硬件連接圖 如圖 ， 當 SB1閉合時，輸入元件 X0啟動，輸出繼電器 Y0工作 ， 控制壓縮機 1；當 SB2閉合時，輸入元件 X1啟動，輸出繼電器 Y1工作 ， 控制壓縮機 2；當溫度 低于 23度時 ， Y2會發(fā)出報警 指示。 畢業(yè)論文 9 圖 (八 )主電路圖 如圖 ， 當輸出繼電器 KM1閉合時，壓縮機 1工作 ，當輸出繼電器 KM2閉合時，壓縮機 2工作。 圖 主電路圖 八、 系統(tǒng)各個部分的設(shè)計分析 (一） FX0N3A功能模塊設(shè)計 該功能模塊有兩個輸入通道 CH CH2 和一個輸出通道 ， 對其進行初始化 的 程序如圖 。 圖 初始化程序 程序說明：程序第一行用來選擇輸入通道 1,第二行用來啟動通道 1,第三行用來把畢業(yè)論文 10 采集的數(shù)據(jù)傳到主模塊 。 (二 )啟停程序設(shè)計 啟動系統(tǒng)進行溫度采集 由 啟動按鈕通過中間繼電器 KM1來控制 ，其程序圖 。 圖 啟停程序 程序說明：通過使 X0/X1 置 1來 使 系統(tǒng)啟動和停止 ， M50/M51 是組態(tài)界面上的啟動和停止按鈕 。 因為組態(tài)中的 X 通道是只讀的 ， 因此只能通過中間繼電器來控制下位機(PLC)。 （三） PLC主模塊采集處理程序 主模塊通過對功能模塊的控制 使 采集到的模擬量轉(zhuǎn)換為 PLC能夠識別的二進制碼存入數(shù)據(jù)寄存器，通過與給定值的 比較 ， 然后輸出控制信號來達到控制壓縮機的目的。程序如 圖 。 圖 PLC主模塊采集處理程序 程序說明： 通過與給定值的比較，然后輸出控制信號來達到控制壓縮機的目的。輸畢業(yè)論文 11 出繼電器 Y0工作 ， 控制壓縮機 1；輸出繼電器 Y1工作 ， 控制壓縮機 2； Y2工作，會發(fā)出報警指示。 九、 溫度采集與監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)監(jiān)控界面 由圖 該組態(tài)界面有一臺可顯示采集溫度 的 中央空調(diào)、 傳感器、 PLC模塊、報警顯示燈以及兩個壓縮機。 該 圖 表明 中央空調(diào)未采集溫度，所有器 件都處于初始狀態(tài)，等待 溫度 的 采集。 圖 初始狀態(tài)監(jiān)控畫面 由 圖 的 監(jiān)控畫面可以看出 ， 此時中央空調(diào)的溫度為 攝氏度 ，該溫度 大于 30攝氏度 ， 小于 36 攝氏度， 所以 ， 此時啟動壓縮機 1， 其指示燈 變綠 ， 開始運行 。 圖 壓縮機 1 啟動監(jiān)控畫面 畢業(yè)論文 12 由圖 的監(jiān)控畫面可以看出此時中央空調(diào)的溫度為 攝氏度，該溫度大于 36攝氏度，所以，此時啟動壓縮機 2，其指示燈變綠，兩臺壓縮機均開始運行。 圖 壓縮機 2啟動監(jiān)控畫面 由 圖 的 監(jiān)控畫面可以看出此時中央空調(diào)的溫度為 攝氏度 ，該溫度 小于23 攝氏度 ， 所以此時啟動報警 y2。 圖 報警燈報警監(jiān)控畫面 畢業(yè)論文 13 總 結(jié) 通過此次對 基于 PLC的室內(nèi)空調(diào)溫度控制設(shè)計 的畢業(yè)論文設(shè)計，感覺受益匪淺。雖然此次設(shè)計要考慮的問題比較多，但是我從來沒有退縮過，遇到問題我會主動向老師和同學請教。畢業(yè)設(shè)計幫助我了解大學里到底學的怎么樣，這是對我大學幾年的一個系統(tǒng)的知識檢驗。 通過本次 基于 PLC 的室內(nèi)空調(diào)溫度控制設(shè)計 ，對其指令也有了深一層次的理解，通過對 PLC 程序的設(shè)計過程，我對編程的設(shè)計思想和流程也有了進一步的理解。只要清楚設(shè)計的流程，編程起來會非常方便。 該課題的設(shè)計基本是根據(jù) PLC 及一些電氣的相關(guān)知識來完成的，可以看出在工業(yè)生產(chǎn)過程中 ， 自動化控制的應(yīng)用是多么的廣泛?？紤]到可編程控制的諸多優(yōu)勢 ， 以及方便調(diào)試與修改，本設(shè)計選用了此方法來實現(xiàn)控制。 PLC 的程序設(shè)計是 PLC 應(yīng)用的最關(guān)鍵問題，也是整個電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的核心。當拿到一個課題時首先要對它進行系統(tǒng)分析，熟悉系統(tǒng)控制對象確定控制范圍，然后制定控制方案，進行 PLC 選型，接著對硬件和軟件進行設(shè)計，所有這些確定后才能開始真正的設(shè)計。程序的編制一定要和硬件的設(shè)置對應(yīng)起來，否則就算編程正確也不能正確輸出。就一個課題而 言 ， 它的要求只是個大概的控制情況，而在設(shè)計中一些具體的細節(jié)類控制方案要靠自己去完善，有時候為了方便觀看運行后的效果可以添加一些輔助元件，如指示燈之類的輸出元件。如果有能力的話可以拓寬設(shè)計范圍，開闊想象力 ， 對原有的課題提出更高的要求 使 其實現(xiàn)更多的功能，并通過努力去將它的控制方案制定出來，設(shè)計好硬件和軟件的設(shè)置，讓系統(tǒng)更加完美。整個設(shè)計過程實際是對我們所學知識的綜合考核，更是對自我的提升過程。 畢業(yè)論文 14 附錄 一 完整梯形圖 畢業(yè)論文 15 畢業(yè)論文 16 畢業(yè)論文 17 畢業(yè)論文 18 附錄二 指令表 0 LD X001 1 OR M51 2 OR M8034 3 ANI X000 4 OUT M8034 6 LD X000 7 OR M0 8 OR M50 9 ANI M51 10 OUT M0 11 LD M0 12 TO K0 K17 H0 K1 21 TO K0 K17 H2 K1 30 FROM K0 K0 D0 K1 39