【正文】
s address and saving machine three big pieces to constitute, CPU core is from an or many is tired to add the machine to constitute, mathematics that they have the logic operation ability, and can read the procedure save the contents of the machine to drive the homologous saving machine and I/ Os to connect after pass the calculation。如模糊P功能可以改善控制器性能,因此可以開(kāi)發(fā)PLC模糊PID控制器參考文獻(xiàn)[1] ,2003(2):61~62.[2] :機(jī)械工業(yè)出版社,2003,6.[3] :化學(xué)工業(yè)出版社,2002.[4] :化學(xué)工業(yè)出版社,2004,7.[5] :華南里工大學(xué)出版社,1997,6.[6] :西安交通大學(xué)出版社,1999,11.[7] 齊從謙,[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,.[8] ,2004,16(8):29~31.[9] ,2004,47(9):44~46.[10] :人民郵電出版社,2004,7.[11] (PC):重慶大學(xué)出版社,2002,12.[12] 、編程、聯(lián)網(wǎng)[M].北京:中國(guó)勞動(dòng)出版社,.[13] ,2003, 18(6):24~30.[14] :清華大學(xué)出版社,2003.[15] :人民郵電出版社,2002.[16] [M].北京:人民郵電出版社,[17] 楊世興,[M].北京:人民郵電出版社,.[18] 楊健,[J].電氣傳動(dòng),2005,35(9):62~64.[19] 耿立明,[J].2006,36(11):54~56.[20] [M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,.[21] [M].北京:電子工業(yè)出版社,.[22] 張萬(wàn)忠,[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,.[23] of PI and PID Controller Tuning Ru1es.London:Imperial College Press,2003.[24] Cameron A .Intelligent knowledgebased system for adaptive PID.[25] Lee logic in control systems :Fuzzy logic control(Part I)[ J] .IEEE Transactions on system Man and Cybernetics , 1990 ,20 :404 ~ 418.附錄程序外文資料PLC technique discussion and future developmentAlong with the development of the ages, the technique that is nowadays is also gradually perfect, the petition plays more more strong。采用上位機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)與PLC連接使其呈現(xiàn)出強(qiáng)大的功能,高速的計(jì)算,通訊能力使其能完成比較復(fù)雜的算法。由于電磁閥是二位式的,所以其閥的開(kāi)關(guān)動(dòng)作作為占空比連續(xù)變化的PWM輸出。本機(jī)及擴(kuò)展模塊I/O地址分配見(jiàn)表。(6)輸入和輸出設(shè)定。通信是S7200PLC的一個(gè)重要功能,它為用戶提供了強(qiáng)大,靈活的通信功能。(4)輸入和輸出的直接查詢和賦值。S7200cpu可以以極快的速度來(lái)響應(yīng)中斷請(qǐng)求信號(hào)的上升沿或下降沿。具有溫度顯示和用外部按鍵隨時(shí)改變內(nèi)部參數(shù)按以上的要求我選擇西門子S7200系列PLC,S7200系列的PLC是西門子公司1995年底推出的具有很高性能價(jià)格比的微型PLC。 接收指令(RCV)RCV(接收指令)從S7200 PLC的通訊口接收一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)。在自由口模式下用戶可自定義協(xié)議,利用串口和PLC的通信口來(lái)收發(fā)數(shù)據(jù),通信功能完全由用戶程序控制,通信任務(wù)和信息定義均需由用戶編程實(shí)現(xiàn),通過(guò)調(diào)用子程序來(lái)進(jìn)行接收中斷、發(fā)送中斷、發(fā)送指令(XMT)、接收指令(RCV)等通信控制操作。 模擬量模塊西門子S7200提供有EM23EM232以及EM235三種模擬擴(kuò)展模塊?;谝陨系奶匦苑治觯鞠到y(tǒng)使用MAX6166A串接熱電阻與精密電阻的方法進(jìn)行溫度的測(cè)量。圖31 熱敏電阻三種類型特性熱敏電阻的標(biāo)稱電阻值大,且電阻隨溫度變化靈敏,具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,其測(cè)溫范圍在100~300℃之間[42]。在金屬熱電阻中,銅電阻和鉑電阻常被用作檢測(cè)元件。 本章小結(jié)本章內(nèi)容概述了系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)與控制方式,并推倒了恒溫槽溫度數(shù)學(xué)模型在系統(tǒng)制冷量微調(diào)方面,介紹了半導(dǎo)體制冷的原理與其制冷量,分析了半導(dǎo)體制冷片使用中的幾點(diǎn)注意事項(xiàng),另外對(duì)本系統(tǒng)選用的半導(dǎo)體制冷片的技術(shù)參數(shù)也做了說(shuō)明。當(dāng)使用外部控制信號(hào)時(shí),端口con接正,端口接負(fù);如果端口的極性相反,輸出端會(huì)失控(全開(kāi)或全閉)。 當(dāng)α=π時(shí),Uo=0。由上述分析可知,在有效移相范圍內(nèi)改變觸發(fā)角,即可實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的調(diào)節(jié)。 單相交流調(diào)壓電路從控制方式的角度分類,單相交流調(diào)壓電路可以分為相位控制調(diào)壓、周波控制調(diào)壓和斬波控制調(diào)壓??偨Y(jié)以上幾點(diǎn)分析可以發(fā)現(xiàn),熱端的發(fā)熱量及其散熱量直接影響了半導(dǎo)體制冷片的制冷效率[24],而熱端的發(fā)熱是必然的,如何做到限制熱端的發(fā)熱量并增大散熱量是很關(guān)鍵的,可見(jiàn)不宜將半導(dǎo)體制冷片長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用于大功率的場(chǎng)合,其更加適用于小功率的微調(diào)場(chǎng)合。(1) 制冷效率:使用半導(dǎo)體制冷片時(shí),常會(huì)見(jiàn)到銘牌上所標(biāo)注的額定電壓與額定電流,可知制冷片的功耗為P=UI,而半導(dǎo)體制冷片的功率指的是其在單位時(shí)間內(nèi)能夠產(chǎn)生的制冷量。(2) 焦耳效應(yīng)焦耳效應(yīng)是指在單位時(shí)間內(nèi)導(dǎo)體中穩(wěn)定電流所產(chǎn)生的熱量,熱量值等于導(dǎo)體的電阻值與電流平均值二次方的乘積[20],其計(jì)算公式如下所示: (29)式中,——表示焦耳熱;——表示單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)導(dǎo)體的穩(wěn)定電流;——表示導(dǎo)體的有效電阻;——表示導(dǎo)體的電阻率;——表示導(dǎo)體的長(zhǎng)度;——表示導(dǎo)體的有效橫截面積。這種結(jié)構(gòu)使得多組半導(dǎo)體材料串聯(lián)在一起工作,巧妙的把冷端與熱端分別置于兩側(cè)。隨著相關(guān)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,半導(dǎo)體制冷技術(shù)在實(shí)際中得到了廣泛的應(yīng)用。需要補(bǔ)充的是,系統(tǒng)的操作需要通過(guò)人機(jī)界面來(lái)完成,而電路設(shè)計(jì)中加入的以太網(wǎng)接口為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控提供了必備的資源。磁力裝置的應(yīng)用可有效傳送攪拌動(dòng)力,且平穩(wěn)快速,最大限度地降低電機(jī)的運(yùn)行熱量對(duì)槽內(nèi)溫度的影響。恒溫槽內(nèi)部的金屬盤管浸沒(méi)在海水中,并通過(guò)低位進(jìn)液口和高位出液口與外部管路對(duì)接以形成循環(huán)管路。對(duì)于海洋溫度傳感器儀器系數(shù)的校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn),常選擇的校準(zhǔn)點(diǎn)有0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃。表12 系統(tǒng)恒溫槽的技術(shù)要求溫場(chǎng)穩(wěn)定性≤ 177。英國(guó)固藍(lán)特GRANT公司也是一家優(yōu)秀的恒溫裝置供應(yīng)商,現(xiàn)對(duì)其最新生產(chǎn)的Grant Optinma TM 系列T120恒溫控制器做簡(jiǎn)單的介紹,以便了解其發(fā)展方向。獨(dú)特的信號(hào)調(diào)理電路有效地抑制了測(cè)量過(guò)程中的噪聲,使得微小的溫度變化量得以被檢測(cè)出來(lái)[4]。這款校準(zhǔn)裝置中內(nèi)置了獨(dú)特的溫度計(jì)安裝器具,在更換指定溫度計(jì)的安裝位置時(shí),不會(huì)對(duì)固定溫度計(jì)的安裝造成影響,使得溫度計(jì)快速的進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài),從而提高了校準(zhǔn)工作的效率。由中國(guó)科學(xué)計(jì)量研究院設(shè)計(jì)的“海水溫鹽檢定恒溫槽”,使用了主輔槽結(jié)構(gòu),輔槽與主槽同步升降溫,為主槽提供高精度冷源。溫場(chǎng)穩(wěn)定性是評(píng)價(jià)恒溫槽保持恒溫性能的指標(biāo),其在很大程度上取決于控制系統(tǒng)。在海洋儀器的檢定與校準(zhǔn)中,海水恒溫槽良好的溫場(chǎng)性能是保障實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性與可靠性的前提。 detecting device目 錄第一章 緒論 1 課題的研究背景和意義 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 2 國(guó)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(jì) 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 10 半導(dǎo)體制冷片的使用 11 12 14 本章小結(jié) 16 第三章 溫度控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 17 17 系統(tǒng)檢測(cè)元件選型 17 高精度熱電阻的溫度阻值特性 17 系統(tǒng)測(cè)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本次課題設(shè)計(jì)為基于西門子PLC系統(tǒng)超高精度溫度檢測(cè)方法及控制方法的研究,課題研究對(duì)于精密溫度控制系統(tǒng)、自動(dòng)計(jì)量檢測(cè)和標(biāo)準(zhǔn)恒溫槽綜合運(yùn)用技術(shù)的發(fā)展有實(shí)際應(yīng)用,對(duì)推動(dòng)計(jì)量技術(shù)學(xué)科發(fā)展具有重要學(xué)術(shù)價(jià)值和實(shí)際意義。七、參考文獻(xiàn)[1] 李國(guó)萍,基于PLC 的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì). 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)[J].2010(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(bào).[J].2011(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].2013(21).[4] PLC 編程及應(yīng)用. 機(jī)械工業(yè)出版社[M].2011(2).[5] 宋秀英,王偉. 采用可編程控制器( PLC) 的溫度、濕度檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置[J]. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2005,10 ( 22) : 72 -75.[6] 王順晃, [ 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(bào)2001 年controller tuning[ J] . ,1986 , 27 :133 ~ 138 .[8] 羅 安, 控制器及應(yīng)用[ J] .信息與控制,1992, 21(3):151 ~ 155 . [10] 張志強(qiáng), 王順晃, [ J] .自動(dòng)化學(xué)報(bào), 1994 , 20(5):622 ~ 627 .選題是否合適: 是□ 否□課題能否實(shí)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(shí)現(xiàn): 能□ 不能□審題小組組長(zhǎng)(簽字)年 月 日摘 要近幾年,隨著我國(guó)加入世貿(mào)組織,國(guó)內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量大大提高,這有賴于計(jì)量檢測(cè)技術(shù)不斷提高,計(jì)量檢定校準(zhǔn)儀器的口新月異。形成商品化并在儀表控制系統(tǒng)參數(shù)的自整定方面,還沒(méi)開(kāi)發(fā)性能可靠的自整定軟件。而溫度控制是需要PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)的。可編程控制( Programmable Logic Controller,PLC) 作為一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī),具有模塊化結(jié)構(gòu)、配置靈活、高速的處理速度、精確的數(shù)據(jù)處理能力、多種控制功能、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和優(yōu)越的性價(jià)比等優(yōu)點(diǎn),是目前廣泛應(yīng)用的控制裝置之一。參數(shù)大多靠人工經(jīng)驗(yàn)及我國(guó)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來(lái)確定。,然后結(jié)合相關(guān)資料初步確定論文的實(shí)施方案。但一些高精尖的計(jì)量檢測(cè)儀器還依賴于進(jìn)口。關(guān)鍵詞: 標(biāo)準(zhǔn)恒溫槽。 自由口通訊工作模式的定義 20根據(jù)JJF10302010《恒溫槽技術(shù)性能測(cè)試規(guī)范》可知,對(duì)恒溫槽技術(shù)性能的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)有兩個(gè),即溫場(chǎng)的均勻性與溫場(chǎng)的波動(dòng)性。在儀器的校準(zhǔn)期間,恒溫槽內(nèi)溫度的波動(dòng)量應(yīng)該保持在規(guī)定的范圍內(nèi),否則會(huì)得到不可靠的校準(zhǔn)結(jié)果。在溫度的測(cè)量與控制方面,使用了熱敏電阻測(cè)溫技術(shù)與自主研發(fā)的通用控制器,取得了良好的效果。同時(shí),綜合利用了軟件技術(shù)和硬件技術(shù)的優(yōu)勢(shì),在計(jì)算機(jī)上連接了高精度雙通道的數(shù)字溫度計(jì),在高精度的溫度測(cè)量的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、記錄、處理,以及圖形表格顯示,復(fù)現(xiàn)初始記錄過(guò)程等功能。此外,專用電橋的使用明顯地降低了熱電勢(shì),而濾波技術(shù)的使用有效地濾除了來(lái)自電源噪聲、電磁波以及無(wú)線電的干擾。Optinma TM數(shù)字式恒溫控制器,使用自適應(yīng)智能PID溫度控制方法,加熱和制冷的溫度范圍是20℃到100℃,溫度穩(wěn)定性是177?!鏈貓?chǎng)均勻性≤ 177。在校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,對(duì)恒溫槽的波動(dòng)性要求很高,即在某一控溫點(diǎn)附近溫度波動(dòng)量< 177。啟動(dòng)快速降溫時(shí),電磁閥處于ab端接通ac端阻斷的狀態(tài),冷液由于儲(chǔ)液罐內(nèi)的靜壓作用進(jìn)入循環(huán)管路中快速帶走槽內(nèi)熱量;關(guān)閉快速降溫時(shí),電磁閥處于ac端接通ab端阻斷的狀態(tài),冷液循環(huán)管路斷開(kāi),停止快速降溫,盤管內(nèi)殘留冷液由于重力勢(shì)作用回流至容器中。 系統(tǒng)控制概述\O分配為使槽溫快速達(dá)到溫度設(shè)定點(diǎn)附近,設(shè)計(jì)上使用了快速升溫降溫的結(jié)構(gòu)。圖25 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖 恒溫槽溫度控制模型在水槽的溫度微調(diào)過(guò)程中,控制器會(huì)交替的產(chǎn)生加熱與制冷作用,使水槽溫度在設(shè)定值附近上下波動(dòng)。半導(dǎo)體制冷裝置是指由半導(dǎo)體材料組成的冷卻裝置,如圖26所示。在封裝材料的選擇方面,陶瓷片的使用同時(shí)兼顧了材料的絕緣性和導(dǎo)熱性。(3) 傅里葉效應(yīng)傅里葉效應(yīng)是指在熱傳導(dǎo)現(xiàn)象中,單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)已知截面的熱量,與垂直于該界面方向上的溫度變化率和截面面積成正比,熱量傳遞的方向與溫度降低的方向相同[21]。現(xiàn)在常用的半導(dǎo)體制冷片的制冷效率在60%左右。本系統(tǒng)中的半導(dǎo)體制冷片用于對(duì)水槽溫度進(jìn)行細(xì)微調(diào)節(jié),因此在使用中受熱端影響小,保證了對(duì)冷量的控制精度。這里只對(duì)本系統(tǒng)使用的相位控制調(diào)壓電路作介紹。由于負(fù)載的功率因數(shù)不同,電阻性負(fù)載的有效移相范圍最大,純感性負(fù)載的有效移相范圍最小。因此,單相交流調(diào)壓器對(duì)于電阻性負(fù)載,其電壓的輸出調(diào)節(jié)范圍為0~U,控制角α的移相范圍為0~π。對(duì)于電阻性負(fù)載,當(dāng)控制信號(hào)在0~5V范圍變化時(shí),交流負(fù)載兩端的電壓在0到最大值之間變化。在系統(tǒng)加熱量微調(diào)方面,介紹了相控方式的單相交流調(diào)壓原理,并就系統(tǒng)