【正文】 不積跬步何以至千里，各位任課老師認(rèn)真負(fù)責(zé)，在他們的悉心幫助和支持下，我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)，順利完成畢業(yè)論文。之所以控制被密切相關(guān)的環(huán)境溫度的變化，是因?yàn)樵摾鋮s系統(tǒng)是很慢的，雖然在不同的房間能最終控制在需要的范圍內(nèi)的溫度，但有時(shí)太多的時(shí)間來調(diào)整。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用粗略和精細(xì)過程控制系統(tǒng)是優(yōu)于 僅使用一個(gè)參數(shù)表現(xiàn)的 PID 控制系統(tǒng)，它具有較小的最大的過沖和穩(wěn)定時(shí)間。 圖 79 不采用粗調(diào)和細(xì)調(diào)控制的反應(yīng)曲線 1 1 2 2 1 2 1 2 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 圖 710 60℃ 90℃ 60℃ 90℃溫度控制 圖 710的反應(yīng)曲線后是從室溫到穩(wěn)定，運(yùn)行一小時(shí)使用參數(shù)設(shè)定畫面顯示器和修改程序的在線功能，從原來的設(shè)定溫度的變化，然后一小時(shí)運(yùn)行，并且然后再循環(huán)運(yùn)行一次。屏幕可以看到的時(shí)間，以及相應(yīng)的值，并設(shè)置可隨意選擇的最大值，最小值和平均值在這個(gè)范圍內(nèi)的間隔的值。報(bào)警確切的時(shí)間可以被記錄下來。 參數(shù)監(jiān)控和設(shè)定 正如圖 73 所示，在屏幕的上半部分可以在運(yùn)行，它也可以被觀察到的系統(tǒng)多少時(shí)間運(yùn)行時(shí)，查詢當(dāng)前實(shí)際溫度和系統(tǒng) PID 參數(shù)。如果系統(tǒng)提示您成功連接設(shè)備后，窗口顯示，開始記錄數(shù)據(jù)，這意味著你可以啟動(dòng)系統(tǒng)的操作。這電爐外殼采用鋼板，爐用耐火材料砌襯的，把材料。 電阻爐結(jié)構(gòu)、原理 圖 21 XYJRL型高溫加熱爐是石化和學(xué)校等科研單位對(duì)需要加熱達(dá) 1000度 ,必選產(chǎn)品 ,也是最理想的產(chǎn)品。 2）調(diào)整積分 第一步驟 a）中選擇的比例因子已縮短到 50? 80％，積分時(shí)間設(shè)定為一個(gè)較大的值，響應(yīng)曲線是觀察。 標(biāo) 準(zhǔn) 化 過 程 是 一 個(gè) 真 正 的 價(jià) 值 。但數(shù)據(jù) PID 運(yùn)算要教的道理，所以他們需要被轉(zhuǎn)換成整數(shù)，這是實(shí)際數(shù)量。 TBL 指令和兩個(gè)操作數(shù) LOOP，循環(huán)起始地址 TBL 是一個(gè)表 ，使用 VB100，由于 PID 回路占用 32個(gè)字節(jié)，所以 VD100到 VD132 被占用。 PID 調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為： ?????? ???? STSTKSE SUSD diP 11)( )()( (53) 數(shù)字計(jì)算機(jī)處理函數(shù)關(guān)系式必須是離散的連續(xù)函數(shù)，所述偏差后定期抽樣，該計(jì)算機(jī)的輸出值。正向微分控制，可預(yù)測(cè)的錯(cuò)誤趨勢(shì)。 PID 控制程序設(shè)計(jì) 一個(gè)模擬閉環(huán)控制比較好的方法是 PID 控制，在工業(yè)建設(shè)領(lǐng)域的 PID 的應(yīng)用已經(jīng) 60 年了，在世界各地仍然被廣泛使用。主要是利用了高解析度的計(jì)數(shù)器才得以實(shí)現(xiàn)的，它的編碼原則是通過方波調(diào)制模擬信號(hào)的占空比。 運(yùn) 行 P L C初 始 化 安 全 燈I 0 . 0 = ？初 始 化 運(yùn) 行指 示 燈調(diào) 用 子 程 序 0調(diào) 用 子 程 序 1每 1 0 s 調(diào) 用 一 次 子 程 序 2爐 子 加 熱I 0 . 0 = 0I 0 . 0 = 1 圖 51主程序 該程序運(yùn)行：運(yùn)行 PLC，開始跑燈， PWM 技術(shù)的應(yīng)用為粗調(diào)，微調(diào)，那么 PID 控制。輸入固態(tài)繼電器具有小的控制信號(hào)，直接驅(qū)動(dòng)高電流負(fù)載。 表 42 S7200 系列 PLC 中 CPU22X 的基本單元 型 號(hào) 數(shù)字量輸入點(diǎn) 數(shù)字量輸出點(diǎn) 可帶擴(kuò)展模塊數(shù) 模擬量 I/O 數(shù)字量輸入特性 PPI、 MPI/波特率 S7200CPU221 6 4 0 無 24V DC， 4mA 、 、 S7200CPU222 8 6 2個(gè)擴(kuò)展模塊 無 24V DC， 4mA 、 、 S7200CPU224 14 10 7個(gè)擴(kuò)展模塊 無 24V DC， 4mA 、 、 S7200CPU224XP 24 16 7個(gè)擴(kuò)展模塊 2/1 24V DC， 4mA 、 、 S7200CPU226 24 16 7個(gè)擴(kuò)展模塊 無 24V DC， 4mA 、 、 基于 PLC 的電阻爐溫度控制系統(tǒng) 13 傳感器 設(shè)計(jì)時(shí)采用 的 K 型熱電偶傳感器，屬于熱電偶溫度傳感元件，溫度信號(hào)可轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào)。四個(gè)輸入一個(gè)輸出 點(diǎn)。 基于 PLC 的電阻爐溫度控制系統(tǒng) 11 第 4 章 硬件設(shè)計(jì) 的介紹 的介紹 PLC 是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，英文名：可編程控制器，和用于個(gè)人計(jì)算機(jī)（ PC）來區(qū)分，一般簡(jiǎn)稱 PLC。加熱器工作狀態(tài)改變太頻繁，大大縮短了工作壽命。在這篇文章中，由 PLC 模擬單元進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的應(yīng)用和傳輸，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的模擬值和需求值不 斷比較，直到操作應(yīng)該執(zhí)行的需求值。 與 FP0 配接的 A/D 模塊有兩個(gè)模擬輸入通道，其所占用的 I/O 口分別為： CH0 WX2（ X20～ X2F） CH1 WX3（ X30～ X3F） 其技術(shù)指標(biāo)見表 2 表 2： A21 模塊模擬輸入信號(hào)范圍 模擬量 輸入范圍 電壓 0～ 5V 電流 0～ 20mA A21 的輸出數(shù)據(jù)是十進(jìn)制的，那么說 DT0 中的數(shù)據(jù)也是十進(jìn)制的，所以必須將溫度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)據(jù)才可以進(jìn)行比較，即數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的問題。 %或 ℃的最大值。 溫度傳感器分熱電偶溫度傳感器和熱電阻溫度傳感兩種。在爐外安裝一個(gè)電機(jī)，電機(jī)出來聯(lián)軸器再接減速器，其次齒輪，齒條及升降平臺(tái)從事升降機(jī)驅(qū)動(dòng)器上升和下降，以方便喂養(yǎng)和放電。火熱的斗爭(zhēng)坑被分為一個(gè)坑，高溫爐，爐高溫電阻爐窖窖低溫。由溫度傳感器檢測(cè)所述加熱單元和 PLC 的溫度，然后由 PLC 來控制加熱單元是一個(gè) 閉環(huán)系統(tǒng)。 總體設(shè)計(jì)方案 PLC 和單片機(jī)的比較 單片機(jī)編程的復(fù)雜性，采用抗干擾能力強(qiáng)的難度 ，因?yàn)?PLC 具有強(qiáng)大的功能、極高的可靠性、編程簡(jiǎn)單易學(xué)，即使是不熟悉電腦的工程師也能夠應(yīng)用它來研究和開發(fā)復(fù)雜的控制系統(tǒng)。小型 PLC 編程一般手持編程器，目前一般由 計(jì)算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）作為一個(gè)程序員。電阻爐通常類似物儀器測(cè)量溫度，并通過控制交流接觸器通過的時(shí)間來控制加熱功率的比例打破，因?yàn)槟M儀器本身的測(cè)量精度，再加 上交流接觸器的壽命短，低通斷比，因此控制精度低。電阻爐溫度控制系統(tǒng)是人類的熱量，主要熱源驅(qū)動(dòng)裝置，它似乎至今二百多年的歷史。 可以集成可編程終端的觸摸屏顯示器與觸摸開關(guān)，簡(jiǎn)稱 PT，它們是下一代的高科技人機(jī)界面產(chǎn)品。在歷史漫長(zhǎng)的進(jìn)程中，可編程控制器（ PLC）自始至終位于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng)，并且是為許多應(yīng)用保障自動(dòng)化控制設(shè)備系統(tǒng)相當(dāng)可靠的控制。流程電阻爐溫度控制系統(tǒng)復(fù)雜，不確定，所以系統(tǒng)需要更先進(jìn)的控制技術(shù)和控制理論。外圍電路簡(jiǎn)單，控制精度高，速度快，具有小型化和低功耗的優(yōu)勢(shì)。 本文介紹的控制方案電阻爐，闡述了從硬件和軟件的組合物和系統(tǒng)的功能中，溫度控制系統(tǒng)主要被引入。對(duì)于在加熱條件下的方法不同的生產(chǎn)和工藝要求使用的，燃料的溫度控制，隨著時(shí)間的進(jìn)行 ,驅(qū)使一個(gè)或多個(gè)輸 出按需要方式改變的一種系統(tǒng)也不同。特別是超大規(guī)模集成電路和信息，在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，迅速發(fā)展的到來延長(zhǎng)了 PLC的功能，它具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通訊能力，因此，它在許多行業(yè)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 （ 2）編寫程序過程簡(jiǎn)單，控制程序變量的使用極為便利，使用自然語言：梯子。 課題目的 可編程控制器（ PLC）可以通過全方位的培訓(xùn)課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)起學(xué)生獨(dú)立思考問題、獨(dú)立分析問題、獨(dú)立解決問題的能力，培養(yǎng)工程實(shí)踐能力，創(chuàng)新能力和綜合設(shè)計(jì)能力。符合 IPC， DCS FSC 和其他系統(tǒng)相比， PLC 具有成本優(yōu)勢(shì)。其優(yōu)異的性能已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制。通常它包括一個(gè)內(nèi)置的 PLC CPU 板， I / O板，顯示面板，內(nèi)存和電源 的。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見 圖 。電阻爐是將電流通入金屬或非金屬電熱元件，使電能轉(zhuǎn)化成熱量，依靠輻射與對(duì)流將熱量；傳給被加熱的元件，從而使工件加熱到規(guī)定溫度。 型號(hào) 額定功率 KW 額定溫度℃ 相數(shù) 加熱元件接法 爐膛尺寸 Ф*H (mm) 外形尺寸 L*B*H (mm) 最大裝載 Kg RJ2256 25 650 1 串聯(lián) 400*500 1600*1030*1900 150 表 1 小型 RJ2256 低溫井式電阻爐基本參數(shù) 電阻爐的改造 電阻爐爐蓋部分的改造 在爐蓋完全打開的位置安裝一個(gè)行程開關(guān) S2，在爐蓋完全閉合的位置安裝一個(gè)行程開關(guān) S1。 PLC 內(nèi)部操作之后，所收集的溫度與設(shè)定值進(jìn)行比較，并采取適當(dāng)行動(dòng)（或控制管理，供熱采暖加熱器）。 鉑電阻溫度傳感器的主要技術(shù)指標(biāo)如下： a．絕緣電阻：常溫絕緣電阻的試驗(yàn)電壓可取直流 10? 100V，任意值。 A/D 模塊的選擇 A / D 和 D/ A 插件是第一個(gè)出現(xiàn)在 PLC 的模擬和數(shù)字轉(zhuǎn)換控制插件，幾乎所有 的PLC 產(chǎn)品都配備了這種類型的插件。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 y1 / 40 = k2 / 200 其中 y1 代表溫度值， k2 代表相應(yīng)的十進(jìn)制。當(dāng)加熱器的第二階段不要求在比目前的價(jià)格設(shè)定的加熱溫度 被設(shè)置為高和低的電流更高的溫度下連續(xù)加熱，熱能熱加熱開始。 e 每爐溫分鐘內(nèi)檢測(cè)一次，并顯示在觸摸屏上 。 表 41 可編程控制器功能表 代次 器件 功能 第一代 1位處理器 邏輯控制功能 第二代 8位處理器及存儲(chǔ)器 產(chǎn)品系列化 第三代 高性能 8位微處理器及位片式微處理器 處理速度提高，向多功能及聯(lián)網(wǎng)通信 第四代 16位、 32位微處理器及高性能位片式微處理器 邏輯、運(yùn)動(dòng)、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)功能的多功能 PLC 的基本組成 組成模塊 PLC一般分為模塊 CPU 模塊 PLC 模塊 I / O 模塊，內(nèi)存模塊，電源模塊，背板或架子。 PLC 使用 CPU226。它指的是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的溫暖能量熱 電偶標(biāo)準(zhǔn)溫度和容量，熱電偶分度表之間的關(guān)系，它有與其配套的顯示儀表可供選擇。這樣打開時(shí)傳遞的熱量，它可以是一個(gè)電阻爐加熱在加熱狀態(tài)停止，反之亦然。 STEP7Micro/ Win32 程序可以很好的提供在線編輯，監(jiān)視和調(diào)試。方案采用了兩級(jí)粗微控制器控制。 在積分控制（ I）中，積分控制器輸出是正比于輸入誤差信號(hào)。 Kp —— 比例系數(shù) P。使用 PID 回路指令西門子 S7200 系列 PLC。在論文中，之后將溫度信號(hào)到過程變量信號(hào)轉(zhuǎn)換器的標(biāo)準(zhǔn)溫度，因此，這兩個(gè)數(shù)字是不一樣的數(shù)值，則需要對(duì)它們進(jìn)行比較，您必須首先做一些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。歸一化的公式如 55: ? ?estp a nra wn o u m O f fSRR ?? / (55) 式中 , noumR — — 標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)數(shù)值； rawR —— 未標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)數(shù)值； panS—— 補(bǔ)償值或偏置，單極性為 ，雙極性為 ； estOff —— 值域大小，為最大允許值減去最小允許值，單極性為 32021，雙極性為 6400。 所謂的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和錯(cuò)誤的方法，它不需要事先計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，但根據(jù)操作經(jīng)驗(yàn)，一套經(jīng)驗(yàn)方法經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，不斷地根據(jù)不同的電阻爐溫度控制系統(tǒng)的工程參數(shù)有響應(yīng)曲線的效果有很多的經(jīng)驗(yàn)，自己的規(guī)則不斷變化，如表 44所示。 圖中的換向閥采用 24EJFM 二位四通換向閥 ,國(guó)家機(jī)械工業(yè)委員會(huì)重型機(jī)械局企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) :JB/ZQ458486。 5%。 啟動(dòng)組態(tài)王 打開組態(tài)王的項(xiàng)目經(jīng)理，單擊窗口欄中的“ VIEW”屏幕或上單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“切換到查看”，啟動(dòng)組態(tài)王進(jìn)入主屏幕。如果您單擊關(guān)閉按鈕，按下 PLC 相當(dāng)于要與 開關(guān)連接后，系統(tǒng)進(jìn)入停止階段。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 圖 73 運(yùn)行時(shí)參數(shù)監(jiān)控設(shè)置 報(bào)警信息提示 實(shí)時(shí)和歷史的窗口組件報(bào)警窗口。 趨勢(shì)曲線監(jiān)控 實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 進(jìn)入此畫面，可以看到當(dāng)前實(shí)際溫度和設(shè)定目標(biāo) 溫度兩條曲線的實(shí)時(shí)走勢(shì)。組態(tài)王參數(shù)監(jiān)護(hù)儀的屏幕參數(shù)編輯功能，從一開始就使程序在 P =120， I =， D = 的運(yùn)行參數(shù)。一切準(zhǔn)備就緒后，我們的隊(duì)伍排在了第二周星期二下午實(shí)驗(yàn)室程序調(diào)試，調(diào)試過程中，還是遇到了很多問題，有一個(gè)非常簡(jiǎn)單的問題復(fù)雜問題。報(bào)警功能使系統(tǒng)更安全。致謝