【正文】 學(xué)習(xí) s7200 的工作原理。 七、 參考 文獻(xiàn) [1] 李國萍，基于 PLC 的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計 . 科技創(chuàng)新導(dǎo)報 [J].2020(7). [2] 孫靜 . 基于西門子 S7200 PLC 的溫度控制 . 通化師范學(xué)院學(xué)報 .[J].2020(12). [3] 饒仲球，劉旭輝，肖慶明 . 基于 PLC 的溫度控制器的應(yīng)用 . 科技資訊 [J].2020(21). [4] 廖常初 .S7200 PLC 編程及應(yīng)用 . 機(jī)械工業(yè)出版社 [M].2020(2). [5] 宋秀英，王偉． 采用可編程控制器 ( PLC) 的溫度、濕度檢測實驗裝置［ J］． 實驗技術(shù)與管理， 2020， 10 ( 22) : 72 － 75． [6] 王順晃 , 舒迪前 .智能控制系統(tǒng)及其應(yīng)用 [ M] .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 , 1995 . [7] Cameron A .Intelligent knowledgebased system for adaptive PID. 北京航空航天大學(xué)學(xué)報 2020 年 controller tuning[ J] . ,1986 , 27 :133 ～ 138 . [8] 羅 安 , 路甬祥 .專家 PID 控制器及應(yīng)用 [ J] .信息與控制 ,1992, 21(3):151 ～ 155 . [10] 張志強 , 王順晃 , 舒迪前 .一類新型的智能控制器及其在電加熱爐中的應(yīng)用 [ J] .自 動化學(xué)報 , 1994 , 20(5):622 ～ 627 . 選題是否合適： 是□ 否□ 課題能否實現(xiàn)： 能□ 不能□ 指導(dǎo)教師（簽字） 年 月 日 選題是否合適： 是□ 否□ 課題能否實現(xiàn)： 能□ 不能□ 審題小組組長（簽字） 年 月 日 摘 要 近幾年，隨著我國加入世貿(mào)組織，國內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量大大提高，這有賴于計量檢測技術(shù)不斷提高，計量檢定校準(zhǔn)儀器的口新月異。而國外生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)恒溫槽也大多使用溫度儀表或智能溫度表進(jìn)行控溫，沒有使用精密溫度控制與自動計量檢測相結(jié)合的技術(shù)。 本次課題設(shè)計為基于西門子 PLC 系統(tǒng)超高精度溫度檢測方法及控制方法的研究，課題研究對于精密溫度控制系統(tǒng)、自動計量檢測和標(biāo)準(zhǔn)恒溫槽綜合運用技術(shù)的發(fā)展有實際應(yīng)用，對推動計量技術(shù)學(xué)科發(fā)展具有重要學(xué)術(shù)價值和實際意義。 檢測裝置 ABSTRACT In recent years, along with China39。 detecting device 目 錄 第一章 緒論 ........................................ 1 課題的研究背景和意義 ......................... 1 國 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ............................... 1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 ............................ 2 國外研究現(xiàn)狀 ............................ 2 課題研究的主要內(nèi)容 ........................... 3 第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 ........................... 5 恒 溫槽系統(tǒng)整體概述 .......................... 5 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹 ........................... 5 系統(tǒng)控制概述 ............................ 7 恒溫槽溫度控制模型 ...................... 8 半導(dǎo)體制冷技術(shù) ............................... 8 半導(dǎo)體制冷量 ........................... 10 半導(dǎo)體制冷片的使用 ..................... 11 單相交流調(diào)壓模塊 ............................. 12 交流 調(diào)壓模塊的控制 ...................... 14 本章小結(jié) .................................... 16 第三章 溫度控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 ................... 17 恒溫控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 ....................... 17 系統(tǒng)檢測元件選型 ............................ 17 高精度熱電阻的溫度阻值特性 ............. 17 系統(tǒng)測溫元件的確定 ..................... 18 模擬量模塊 ................................. 19 第四章 S7200 PLC 與上位機(jī)的通信 ................. 20 S7200 PLC 與上位機(jī)的通信方式 ............... 20 自由口通訊工作模式的定義 ................... 20 接收指令（ RCV） ...................... 20 發(fā)送指令（ XMT） ....................... 21 S7200 PLC 通信程序設(shè)計 ..................... 21 第五章 PLC 控制 ................................... 23 PLC 的選 型 .................................. 23 S7200 主要功能及特點 ....................... 23 文本顯示器 TD200 具有以下用途 ................ 24 PLC 的 I/O 資源配置 .......................... 25 PLC 其他資源配置 ............................ 25 自控系統(tǒng) PLC 程序設(shè)計 ....................... 25 PLC 功能模塊程序設(shè)計 ........................ 26 第六章 總結(jié) ....................................... 28 參考文獻(xiàn) ........................................... 29 外文資料 中文翻譯 致 謝 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第一章 緒論 課題的研究背景和意義 海洋資源對沿海國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及國家建設(shè)有著重要意義。 恒溫槽是一種為各類溫度計、標(biāo)準(zhǔn)電池以及標(biāo)準(zhǔn)電阻的檢定與校準(zhǔn)提供恒溫實驗環(huán)境的設(shè)備 [1]。因此設(shè)計研究溫場均勻性和波動性達(dá)標(biāo)的海水恒溫槽是非常有必要的。 ℃ 以上時，才能被用來校準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)為177。恒溫槽內(nèi)的設(shè)定溫度的連續(xù)保持時間至少應(yīng)為15min。 因此，對國內(nèi)外恒溫槽研究現(xiàn)狀的分析對比，應(yīng)該從恒溫槽的溫場穩(wěn)定性與均勻性上出發(fā)和落腳。同時為保證溫場的均勻性，采用了磁力耦合攪拌技術(shù)。 表 11 其他恒溫槽主要性能指標(biāo) 波動度 ≤ 177。此裝置的實際使用，可以降低計量檢定人員的工作強度，提高計量機(jī)構(gòu)的工作效率，更好的為與恒溫槽相關(guān)的企業(yè)事業(yè)單位服務(wù)，具有很好的經(jīng)濟(jì)與社會雙重效益。 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 在溫度的測量方面，福祿克的產(chǎn)品中使用了性能良好的鉑電阻 PRT 用于實現(xiàn)對恒溫槽的溫度控制；另外還使用了其它溫度傳感器用于實現(xiàn)自保護(hù)功能。 美國 fluke的 7000系列中低溫恒溫槽具有良好性能的一個重要原因在于其熱端口技術(shù)。 德國勞達(dá)公司在世界各地內(nèi)供應(yīng)準(zhǔn)確的液體恒溫系統(tǒng)，勞達(dá)產(chǎn)品控溫精確，溫度波動＜ ℃ ，溫度范圍為 150℃ ~+400℃ 。 ℃ 。主要的研究內(nèi)容包括以下幾個方面： （ 1） 恒溫槽控制系統(tǒng)的整體設(shè)計，包括控制原理、加熱 \制冷執(zhí) 行機(jī)構(gòu)的選型； （ 2） 恒溫槽控制器硬件電路和溫度測量電路的原理設(shè)計與實現(xiàn)； （ 3） 恒溫槽控制算法的選擇與改進(jìn)； （ 4） 控制系統(tǒng)相關(guān)的軟件設(shè)計與編制，包括測溫驅(qū)動程序、控制程序、通信程序、人機(jī)界面設(shè)計等。℃ 穩(wěn)定時間 ＞ 15min 控溫范圍 0℃ ~35℃ 控溫精度 ≤ ℃ 過渡時間 ＜ 30min 在恒溫槽控制系統(tǒng)的設(shè)計中有以下幾點創(chuàng)新性： （ 1） 恒溫槽的溫度調(diào)節(jié)分別使用了可精 確控制的加熱與制冷單元，與固定冷環(huán)境而單一調(diào)節(jié)加熱量的設(shè)計方法相比，調(diào)節(jié)更加快速靈活且準(zhǔn)確；與通過切換電壓方向轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體加熱 /制冷狀態(tài)的設(shè)計方法相比，受熱慣性的影響小，同時延長了半導(dǎo)體制冷片的使用壽命。 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 恒溫槽 系統(tǒng)整體概述 本文所設(shè)計的恒溫槽屬海洋儀器溫鹽檢定設(shè)備的一部分，用于對海洋儀器中的溫度傳感器進(jìn)行檢定與校準(zhǔn)。 ℃ ，保持時間至少在 15min，而對溫度的精度要求相對較低（＜ 177。圖 22 所示為管路循環(huán)結(jié)構(gòu)中的部分裝置的實物圖。 恒溫槽的上端裝有四支電熱器，其中有三支快速加熱器，每支功率為 2020W，一支微調(diào)加熱器，功率為 1000W。恒溫槽內(nèi)部部分構(gòu)造如圖 23所示?？焖倏刂品绞綄儆陂_環(huán)控制，能夠使得槽溫快速上升或下降 ，而無系統(tǒng)振蕩現(xiàn)象。 微調(diào)控制快速控制制冷加熱恒溫槽溫度變送控溫點T 0 T 圖 24 系統(tǒng)控制框圖 圖 25 為系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)圖，圖中顯示了控制器與測量單元、各執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及通信部分的關(guān)系。假設(shè)在溫度微調(diào)之前，水槽內(nèi)溫度為；在微調(diào)過程中，水槽內(nèi)溫度變?yōu)椋凰蹆?nèi)的海水總質(zhì)量為 M，比熱為 C，水槽的傳熱系數(shù)為 H，傳熱面積為 A；單位時間內(nèi)加熱器產(chǎn)生的熱量為，半導(dǎo)體 制冷片產(chǎn)生的冷量為，根據(jù)熱力學(xué)知識 [7]，有 CH TTHAdt TTdMC ????? )()( 0101 (21) 設(shè)，與控制作用成比例關(guān)系，即； 于是可以得到水槽溫度的增量微分方程 uKTdtTdT ????? (22) 式中，為溫度差；為水槽溫度的時間常數(shù)；為水槽溫度的傳遞系數(shù)。 半導(dǎo)體制冷原理 半導(dǎo)體制冷的理論基礎(chǔ)起源于 19 世紀(jì)，然而直到上世紀(jì) 70 年代才有真正的天津大學(xué)仁愛學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 半導(dǎo)體制冷器問世 [10]。當(dāng)直流電通過由兩種不同的導(dǎo)電材料構(gòu)成的回路時，在這兩種材料的結(jié)點上會出現(xiàn)吸熱或放熱的現(xiàn)象，這就是著名的帕爾貼效應(yīng)（ Peltier Effect） [11]。在回路中電流從 N 型材料流向 P型半導(dǎo)體材料時，結(jié)點處溫度會下降并出現(xiàn)吸熱現(xiàn)象，這種類型的結(jié)點被稱之為冷端；同理，電流從 P 型材料流向 N 型半導(dǎo)體材料時，結(jié)點處溫度會升高并出現(xiàn)放熱現(xiàn)象，這種類型的結(jié)點被稱之為熱端 [13]。 N P N P N P N P直流電源冷端熱端金屬導(dǎo)體 絕緣陶瓷 圖 26 帕爾特效應(yīng) 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 半導(dǎo)體制冷量 在半導(dǎo)體回路發(fā)生帕爾貼效應(yīng)的同時，回路中還會產(chǎn)生其他的效應(yīng)，比如湯姆遜效應(yīng)、焦耳效應(yīng)、傅里葉效應(yīng)，這些伴隨效應(yīng)的產(chǎn)生也會影響到半導(dǎo)體制冷片的制冷效率 [15]。 湯姆遜系數(shù)描述的是一種導(dǎo)體材料的性質(zhì)，當(dāng)導(dǎo)體中電流流向與溫度梯度方向相同時， ＞ 0，導(dǎo)體出現(xiàn)吸熱現(xiàn)象；反之則＜ 0，導(dǎo)體出現(xiàn)放熱現(xiàn)象 [18]。其計算公式如下所示： TKTTtkSQ chK ???? )( (210) 式中， ——表示通過給定截面的熱量； ——表示截面的面積； ——表示高溫溫度； ——表示低溫溫度； ——表示時間范圍； ——表示比例系數(shù)。綜上所述，流向冷端的總熱量是影響半導(dǎo)體制冷效果的最主要原因。因此，半導(dǎo)體制片的制冷效率是較低的。 （ 4） 使用壽命：在保證正確安裝以及良好散熱的前提下，使用在額定電壓 下的半導(dǎo)體制冷片的壽命可達(dá)到 3 萬小時，而這一數(shù)字遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于半導(dǎo)體制冷片的理論壽命（約 30 萬小時）。 天津大學(xué)仁愛學(xué)院 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 在本系統(tǒng)中選用了 16 支半導(dǎo)體制冷片，分布在槽體外側(cè)四周，其選型為TEC112705，額定電壓為 DC 12V，制冷功率為 30W， TEC112705 實物如圖 27所示，其具體性能參數(shù)如表 21 所示。相對于耦變壓器調(diào)壓方法，交流調(diào)壓方法具有控制簡單，轉(zhuǎn)換快速，裝置輕巧，節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用在電加熱控制、交流電機(jī)調(diào)速、光照調(diào)節(jié)以及交流穩(wěn)壓器等場合。 相位控制調(diào)壓是采用調(diào)節(jié)觸發(fā)角 α大小的方法來控制輸出電壓。在交流電源 U 的負(fù)半周期內(nèi)，正向電壓作用于晶閘管，當(dāng) ωt＝ π＋ α?xí)r，導(dǎo)通，則輸出為缺少 α角的