【正文】 ，通過(guò)修改參數(shù)來(lái)驗(yàn)證監(jiān)測(cè)系統(tǒng)程序運(yùn)行的可行性。 程序 的編寫和 調(diào)試是非常重要的階段，我們寫程序不可能一寫就對(duì)，在編寫的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問(wèn)題，當(dāng)然我們就必須通過(guò)程序調(diào)試，使得程序正確，達(dá)到預(yù)期的功能，通過(guò)修改和調(diào)試程序，也可以使控制的品質(zhì)更高。 本系統(tǒng)用單片機(jī)對(duì)整個(gè)測(cè)量電路進(jìn)行管理和控制 ,使得整個(gè)系統(tǒng)智能化、體積小、功耗低、使用電子元件較少 ,內(nèi)部配線少 ,成本低 ,制造、安裝、調(diào)試及維修方便。通過(guò) VB 開(kāi)發(fā)的 監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)能夠使整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)完整和豐富的編程系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了雙向的開(kāi)放性 。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，金屬鉑 (Pt)的電阻值隨溫度變化而變化 ,并且具有很好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性，利用鉑的此種物理特性制成的傳感器稱為鉑電阻溫度傳感器，通常使用的鉑電阻溫度傳感器零度阻值為 100Ω，電阻變化率為 /℃。因此，不僅必須掌握各類傳感器的結(jié)構(gòu)、原理及其性能指標(biāo)，還必須懂得傳感器經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)慕涌陔娐氛{(diào)整才能滿足信號(hào)的處理、顯示和控制的要求，而且只有通過(guò)對(duì)傳感器應(yīng)用實(shí)例的原理和智能傳感器實(shí)例的分析了解，才能將傳感器和信息通信和信息處 理結(jié)合起來(lái)，適應(yīng)傳感器的生產(chǎn)、研制、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。在聯(lián)機(jī)方式下可以與計(jì)算機(jī)建立通信關(guān)系的 PLC 直接進(jìn)行各種操作，如下載用戶程序本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 等。其系統(tǒng)構(gòu)成包括基本單元、擴(kuò)展單元、編程器、存儲(chǔ)卡、寫入器等。 本文中選 用西門子 S7200PLC 作為控制器， S7200 CPU 將一個(gè)微處理器、一個(gè)集成的電源和數(shù) 字量的 I/O 點(diǎn)集成在一個(gè)緊湊的封裝中，從而組成了一個(gè)功能強(qiáng)大的微型 PLC。這種監(jiān)控系統(tǒng)充分利用了 PLC 和計(jì)算機(jī)各自的特點(diǎn) ,得到了廣泛的應(yīng)用。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 在一些危險(xiǎn)作業(yè)環(huán)境而且對(duì)溫度有比較嚴(yán)格要求的情況下，單純通過(guò)人工來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制是比較困難的。將嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用在溫度控制系統(tǒng)中，使得溫度控制系統(tǒng)變得更小型，更智能。例如冶金、機(jī)械、食品、化工等各類工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等；燃料有煤氣、天然氣、油、電等。 在此，謹(jǐn)向 指導(dǎo)老 師 郭 老師致以崇高的敬意和衷心的感謝！ 另外，在次還要感謝 班導(dǎo)張老師 ,他廣博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、謙和的為人品質(zhì)以及平易近人的態(tài)度和對(duì)學(xué)生高度負(fù)責(zé)的精神給我留下了極其深刻的印象，使我受益匪淺。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 致謝 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成，首先要感謝的是 指導(dǎo)老師 郭 老師，從選題到定稿都是在 郭 老師的悉心指導(dǎo)下完成的。從而符合我們系統(tǒng)所要求達(dá)到的目標(biāo)。 通過(guò) 西門子 S7200 系列的 PLC 和 VB 開(kāi)發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng) 軟件 ，我們成功設(shè)計(jì)出了 這套 溫度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)達(dá)到了快、準(zhǔn)、穩(wěn)的效 果，也達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。為了安全考慮，最好將主電路斷開(kāi)。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖 51 溫度控制系統(tǒng)圖 〔 15〕 VB監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一些代碼： Coast CMDconfig = %0101210600 ’設(shè)置端口命令字符， Coast CMDdataInl = O1 ‘讀串口 1 數(shù)據(jù)命令字符 Coast CMDdataIn2 = 02 ‘讀串口 2 數(shù)據(jù)命令 字符 Coast CMDspanCalibration = $010 ‘校準(zhǔn)命令字符 Coast CMDoffsetCalibration = $011 ‘偏移量校準(zhǔn)命令字符 Coast CMDconfigStatus = $012‘讀端口信息命令字符 Coast CMDmoduleName = $OlM‘讀模塊名命令字符 Private Sub CmdStart_onClick( )‘開(kāi)始命令子程序 If COMnum = 1 Then CMDdataln = CMIMataInl PLC 加熱器加熱開(kāi)關(guān) 加熱器風(fēng)扇開(kāi)關(guān) 5B 模塊，采集卡 工控機(jī) 溫度傳感器 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 Else CMDdataIn = CMDdataIn2 End If = True‘開(kāi)始計(jì)時(shí) End Sub Private Sub MSComml_OnComm( ) ‘事件響應(yīng)子程序 temperature = VaI(temperature5how ) ‘?dāng)?shù)值組合，標(biāo)定小數(shù)點(diǎn) = CStr(CMDdataIn)amp。通信控件把許多復(fù)雜的操作都留給了 VB 和Windows 處理，編程人員編程時(shí)只需設(shè)置其中的一些屬性。 〔 10〕 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 上 位機(jī)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件主要是用 對(duì) RS232 串口編程。下位機(jī)軟件主要實(shí)現(xiàn) PLC 與監(jiān)控級(jí)的通訊、 PLC對(duì)溫度自動(dòng)控制 ,故障診斷等。根據(jù)此系統(tǒng)的控制要求以及控制方式，可以利用 PPI 電纜，相互傳數(shù)據(jù)，以便實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。溫度傳感器是其中重要的一類傳感器。 〔 17〕 由于傳感器能將各種物理量、化學(xué)量和生物量等信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，使得人們可以利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量、信息處理和自動(dòng)控制，但是它們都不同程度地存在溫漂和非線性等影響因素。 鉑電阻傳感器有良好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性 ,典型實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為：在 400℃時(shí)持續(xù) 300 小時(shí) ,0℃時(shí)的最大溫度漂移為 ℃。無(wú)法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確、可靠、實(shí)時(shí)測(cè)量，監(jiān)控也就無(wú)從談起了。 〔 12〕 選型 隨著“信息時(shí)代”的到來(lái)，作為獲取信息的手段 —— 傳感器技術(shù) 〔 16,18,19〕 得到了顯著的進(jìn)步，其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，對(duì)其要求越來(lái)越高，需求越來(lái)越迫切。 來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度的控制。 “ 最高溫度 ” 輸入框， “ 最低溫度 ” 輸入框， “ 超高溫度 ” 輸入框，通過(guò)這些輸入框來(lái)設(shè)置溫度 上下限值 ， 當(dāng)超出這一范圍時(shí)通過(guò)指示燈的變化進(jìn)行報(bào)警。該系統(tǒng)中單片機(jī)作為下位機(jī) ,完成測(cè)溫任務(wù) ,測(cè)量結(jié)果可在本地顯示 ,也可通過(guò)下位機(jī)與上位機(jī) (PC 機(jī) )通訊 ,給出結(jié)果和提示信息。實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的全面開(kāi)放 。大量的第三方控件針對(duì) VB提供。因?yàn)樵絹?lái)越多組件的出現(xiàn)，程序員可以選用自己需要的擴(kuò)展庫(kù)。有很少功能的對(duì)話框窗口（比如沒(méi)有最大化和最小化按鈕的窗體）可以用來(lái)提供彈出功能。很多的屬性值可以在運(yùn)行時(shí)候隨著用戶的動(dòng)作和修改進(jìn)行改動(dòng)，這樣就形成了一個(gè)動(dòng)態(tài)的程序。 窗體控件的增加和改變可以用拖放技術(shù)實(shí)現(xiàn)。 VB 使用了可以 簡(jiǎn)單建立應(yīng)用程序的 GUI 系統(tǒng)，但是又可以開(kāi)發(fā)相當(dāng)復(fù)雜的程序。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 第 3章 基于 VB 的溫度 監(jiān)測(cè) 系統(tǒng) Visual Basic的特點(diǎn) Visual Basic 是一種可視化的、面向?qū)ο蠛筒捎檬录?qū)動(dòng)方式的結(jié)構(gòu)化高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，可用于開(kāi)發(fā) Windows 環(huán)境下的各類應(yīng)用程序。 I/O 端子排可很容易的整體拆卸。它具有 24 輸入 /16 輸出共 40 個(gè)數(shù)字量 I/O點(diǎn)。在編程過(guò)程中進(jìn)行語(yǔ)法檢查，可以避免一些語(yǔ)法錯(cuò)誤和數(shù)據(jù)類型方面的錯(cuò)誤。 PLC 界面 工控機(jī) 模擬量輸入吧 開(kāi)關(guān)量輸入 開(kāi)關(guān)量輸出 模擬量輸出吧 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 STEP7Micro/WIN32 的介紹 〔 5〕 STEP7Micro/WIN32 是西門子公司專為 SIMATIC S7200 系列可編程控制器研制開(kāi)發(fā)的變成軟件，它是基于 Windows 的應(yīng)用軟件，功能強(qiáng)大，既可用于開(kāi)發(fā)用戶程序，又可以實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。文本信息的顯示用選擇 /確認(rèn)的方法，最多可顯示 80 條信息，每條信息最多 4 個(gè)變量的狀態(tài)。 程序存儲(chǔ)卡 為了保證程序及重要參數(shù)的安全，一般小型 PLC 設(shè)有外接 EEPROM 卡盒接口，通過(guò)該接口可以將卡盒的內(nèi)容寫入 PLC，也可將 PLC 內(nèi)的程序及重要參數(shù)傳到外接 EEPROM 卡盒內(nèi)作為備份。編程器主要用來(lái)進(jìn)行用戶程序的編制、存儲(chǔ)和管理等，并將用戶程序送入 PLC 中，在調(diào)試過(guò)程中，進(jìn)行監(jiān)控和故障檢測(cè)。 具備模擬量輸入、輸出及運(yùn)算能力。 防干擾設(shè)計(jì)： 可靠性及抗干擾設(shè)計(jì) 是 硬件系統(tǒng)不可缺少的部分，它包括芯片、器件選擇、隔離技術(shù)等。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第 2章 控制系統(tǒng) 硬件設(shè)計(jì) 控制對(duì)象的選擇 在本文中，選擇加熱器作為控制對(duì)象 。 可編程邏輯控制器具有 :系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴(kuò)展容易，以開(kāi)關(guān)量控制為其特長(zhǎng)；也能進(jìn)行連續(xù)過(guò)程的 PID 回路控制；并能與上位機(jī)構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，如 DDC 和 DCS 等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的綜合自 動(dòng)化。即使用 I/O 指令的話，輸入過(guò)程影像寄存器的值不 會(huì)被更新，程序直接從 I/O 模塊取值，輸出過(guò)程影像寄存器會(huì)被立即更新，這跟立即輸入有些區(qū)別。 用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段，可編程邏輯控制器總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序 (梯形圖 )。 輸入采樣階段 在輸入采樣階段，可編程邏輯控制器以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)。電源輸入類型有：交流電源 （ 220VAC 或110VAC），直流電源（常用的為 24VDC）。而職能編程器（又稱圖形編程器），不但可以聯(lián)機(jī)編程，而且還可以脫機(jī)編程。按 I\O 點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格和數(shù)量， I\O 模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU 所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或底架槽數(shù)限制。I\O 分為開(kāi)關(guān)量輸入，開(kāi)關(guān)量輸出，模擬量輸入，模擬量輸出等模塊。 為了進(jìn)一步提高可編程邏輯控制器的可靠性，近年來(lái)對(duì)大型可編程邏輯控制 器還采用雙 CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三 CPU 的表決式系統(tǒng)。 中央處理單元 (CPU) 中央處理單元 (CPU)是可編程邏輯控制器的控制中樞。進(jìn)入 20 世紀(jì) 70年代，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，尤其是 PLC 采用通訊微處理器之后，這種控制器功能得到更進(jìn)一步增強(qiáng)。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第 1章 PLC 的概述 可編程控制器 基礎(chǔ) 可編程邏輯控制器（ Programmable Logic Controller， PLC） ， 它采用一類可 編程 的 存儲(chǔ)器 ，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程 。 提高了對(duì)溫度控制要求的準(zhǔn)確度，對(duì)溫度達(dá)到很好的控制。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我將設(shè)計(jì)基于 PLC 控制的溫度控制系統(tǒng)。目前 智能溫度控制系統(tǒng) 廣泛應(yīng)用于社會(huì)生活、工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，適用于家電、汽車、材料、電力電子等行業(yè)，成為發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要熱工設(shè)備之一。 傳統(tǒng)的溫度控制器多由 繼電器組成的，但是繼電器的觸點(diǎn)的使用壽命有限，故障率偏高，穩(wěn)定性差，無(wú)法滿足現(xiàn)代的控制要求。 33 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 緒 論 溫度與人們的生存生活生產(chǎn)息息相關(guān) .從古人類的燒火取暖 ,到今天的工業(yè)溫度控制 ,處處都體現(xiàn)了溫度控制 . 溫度是工業(yè)生產(chǎn)中常見(jiàn)的工藝參數(shù)之一 ,任何物理變化和化學(xué)反應(yīng)過(guò)程都與溫度密切相關(guān) .在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐的諸多領(lǐng) 域中 ,溫度控制占有著極為重要的地位 ,特別是在冶金、化工、建材、食品、機(jī)械、石油等工業(yè)中，具有舉足輕重的作用。 29 附錄 1 中文概述 27 附錄 23 結(jié) 論 23 本章小結(jié) 21 程序調(diào)試 20 程序設(shè)計(jì) 20