【正文】 到對工件進(jìn)行處理的標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗證明，此系統(tǒng)具有快 、準(zhǔn)、穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)溫度控制領(lǐng)域能夠廣泛應(yīng)用。 隨著工業(yè)自動化水平的迅速提高，用戶對控制系統(tǒng)的過程監(jiān)控要求越來越高，人機(jī)界面的出現(xiàn)正好滿足了用戶這一需求。以基于 PLC 的下位機(jī)和完成 HMI 功能的上位機(jī)相結(jié)合，構(gòu)建成分布式控制系統(tǒng) ， 實(shí)現(xiàn)了溫度自動控制。 4．按傳動方式分類：機(jī)械傳動，電氣傳動，氣壓傳動和液壓傳動等。 4 圖 試驗機(jī)溫控系統(tǒng)制基本組成 試驗機(jī)溫度控制實(shí)現(xiàn)過程是：首先溫度傳感器將試驗機(jī)的溫度化為電壓信號，EM231 模塊將傳送進(jìn)來的電壓信號 轉(zhuǎn)化為 PLC 可識別的數(shù)字量，然 后將系統(tǒng)給定溫度值 與 反饋回來的溫度值進(jìn)行比較并經(jīng)過 PID 運(yùn)算處理后，給固態(tài)繼電器輸入一個控制信號 ， 控制固態(tài)繼電器的輸出端導(dǎo)通與否 ， 從而使試驗機(jī)開始加熱或停止加熱。 5 第 3 章 PLC 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則 1．充分發(fā)揮 PLC 功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求。 6 圖 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計步驟 PLC 的選型與硬件配置 PLC 型號的選擇 本項目的溫度控制系統(tǒng)選擇德國西門子公司的 S7200 型的 PLC。 EM231 模擬量輸入模塊 本項目傳感器將檢測到的溫度轉(zhuǎn)換成 0～ 41mv 的電壓信號，系統(tǒng)需要配置模擬量，輸入模塊將電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號再轉(zhuǎn)送至 PLC 中進(jìn)行運(yùn)算。模擬量輸入范圍設(shè)置成相同的。 國際標(biāo)準(zhǔn)熱電偶有七種類型分別是 S、 B、 E、 K、R、 J、 T，在本系統(tǒng)中，我們選擇 K型熱電偶，其測溫范圍大約是 0～ 1000℃。接下來依據(jù)所要求的性能指標(biāo)選擇控制器的參數(shù)值 [10]。Ｋ c 可以選負(fù)數(shù)，這主要是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器以控制對象的特性決定的。 至此溫度控制系統(tǒng)就已經(jīng)完成。同時在加入的積分作用之前，應(yīng)先減少比例作用，通常把比例度增大 9%25%。 14 第 4 章 基于組態(tài)王的監(jiān)控界面設(shè)計 隨著我國工業(yè)化和信息化進(jìn)程的加快，工控組態(tài)軟件扮演者越來越重要的角色，為自動化控制系統(tǒng)監(jiān)控層提供了良好的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件。進(jìn)入組態(tài)畫面的設(shè)計，如圖 。寄存器和數(shù)據(jù)類型要與程序中一致，否則組態(tài)王就不能起到監(jiān)控作用了。實(shí)時曲線畫面用于顯示被測量，被控量以及設(shè)定值的實(shí)時變化趨勢。 圖 報表窗口 打開開發(fā)系統(tǒng)頁面后，點(diǎn)擊工具箱中的“報表窗口”，把報表窗口放進(jìn)開發(fā)頁面。本項目程序中就正好運(yùn) STEP7Micro/WIN 軟件自帶的PID 指令向?qū)А? 圖 初始化子程序 點(diǎn)擊“下一步”，如圖 所示，配置成功。 在本項目中， R=100， 即就是設(shè)定溫度 100 度； S=32020， M=， 所以按照歸一化公式 R1=100/32020+=，即 Setpoint_R 為 。 系統(tǒng)測試 組態(tài)王和 PLC 編程軟件不能同時啟動，因為他們使用的是同一個端口，要想在線利用組態(tài)王監(jiān)控程序，那就先必須在關(guān)閉組態(tài)王的情況下， 先把 PLC 程序下載到PLC 中，并且運(yùn)行程序，再把編程軟件關(guān)閉，才可以啟動組態(tài)王，這樣就可以利用組態(tài)王在線監(jiān)控了 [19]。 圖 爐溫實(shí)時曲線 控制器起到了調(diào)節(jié)作用，最后溫度穩(wěn)定在了設(shè)定溫度上，它的調(diào)節(jié)時間長短與 28 PID 參數(shù)的設(shè)定有關(guān)。組態(tài)軟件組態(tài)王因其簡單易用的特點(diǎn)，在 HMI 設(shè)計中深受用戶的喜歡而得到廣泛的使用。 同時要感謝我的同學(xué)們，他們給了我很大的幫助。在陶文華老師的 指導(dǎo)下，我摸索著前進(jìn)，在圖書館與實(shí)驗室之間，充實(shí)自己，同時充實(shí)著我的畢業(yè)設(shè)計。 圖 爐溫實(shí)時曲線 30 第 5 章 總結(jié) PLC（可編程控制器） 以其可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單、功能強(qiáng)大、性價比高、體積小、能耗低等顯著特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)的自動控制之中。 圖 系統(tǒng)運(yùn)行 — 主界面 實(shí)時曲線觀察 點(diǎn)擊組態(tài)畫面的實(shí)時曲線按鈕，可以觀察，在自 PID 參數(shù)的作用下， 控制效果的情況。 26 圖 梯形圖程序網(wǎng)絡(luò) 5 該網(wǎng)絡(luò)的程序是為了在電腦上通過 STEP7Micro/WIN 編程軟件顯示當(dāng)前溫度和設(shè)定溫度值而寫的，其實(shí)也就是歸一化的逆過程。即先把整數(shù)值轉(zhuǎn)換成浮點(diǎn)型實(shí)數(shù)值，再把實(shí)數(shù)值進(jìn)行歸一化處理，使其為 之間的實(shí)數(shù)。 圖 配置 PID 環(huán)路參數(shù) 點(diǎn)擊“下一步”后出現(xiàn)如圖 所示畫面 。此向?qū)Э梢酝瓿山^大多數(shù) PID 運(yùn)算的自動編程，用戶只需在主程序中調(diào)用 PID 向?qū)傻淖映绦?，就可以完?PID 控制任務(wù)。即可形成如圖 所示的報警窗口畫面。 圖 當(dāng)前溫度記錄和安全區(qū)設(shè)置 創(chuàng)建組態(tài)畫面 主畫面 根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)，設(shè)計了實(shí)時控制主畫面，主要包括了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理畫面，實(shí)時曲線畫面，預(yù)定溫度的設(shè)定，爐溫實(shí)時溫度的顯示， PID控制器參數(shù)的設(shè)定。而 I/O變量是兩者之間互相交換數(shù)據(jù)的橋梁， S7200 和組態(tài)王的數(shù)據(jù)交換是雙向的 [14]。 組態(tài)設(shè)備連接及變量的建立 組態(tài)設(shè) 備連接 雙擊組態(tài)王的快捷方式，出現(xiàn)組態(tài)王的工程管理器窗口，雙擊新建按扭，按照彈出的建立向?qū)?，填寫工程名稱。 這時 Ti 和 Td 應(yīng)重復(fù)湊試， 使曲線最終達(dá)到控制目標(biāo)。整定途徑要遵循兩條： （ 1）單獨(dú)運(yùn)用 P 作用，加入人為干擾后，將過渡過程調(diào)整為 4： 1的衰減振蕩過程。Ｔ d偏小時，超調(diào)量也較大，調(diào)節(jié)時間也較長。Ｋ c 太大時，系統(tǒng)會趨于不穩(wěn)定。 圖 系統(tǒng)框架圖 圖 系統(tǒng)硬件連接圖 PLC 控制器的設(shè)計 控制器的設(shè)計是基于模型控制設(shè)計過程中至關(guān)重要。這兩種熱電式傳感器目前在工業(yè)生產(chǎn)中已得到廣泛使用。 5V,177。還有 13KB 程序和數(shù)據(jù)存儲空間，6 個獨(dú)立的 30KHz 高速計數(shù)器， 2路獨(dú)立的 20KHz 高速脈沖輸出，具有 PID 控制器。最后根據(jù)系統(tǒng)分析的結(jié)果，具體的確定 PLC的機(jī)型和系統(tǒng)的具體配置 [5]。配置的溫度傳感器越多，平均溫度的精度越好，溫度范圍在 0~1000℃控制內(nèi) ?？刂撇捎帽容^成熟的 PID 算法，并且通過 PLC進(jìn)行參數(shù)控制，通過組態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。 2．按加荷方法分類 ： 靜負(fù)荷試驗機(jī) (靜態(tài) )和動負(fù)荷試驗機(jī) (動態(tài) )。目前的工業(yè)控制中，常常選用 PLC 作為現(xiàn)場的控制設(shè)備，用于數(shù)據(jù)采集與處理、邏輯判斷、輸出控制；而上位機(jī)則是利用 HMI 軟件來完成工業(yè)控制狀態(tài)、流程 和參數(shù)的顯示， 實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、管理、分析和存儲等功能。 試驗機(jī)工作原理 ................................ 錯誤 !未定義書簽。利用組態(tài)軟件組態(tài)王設(shè)計人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的實(shí)時監(jiān)控、數(shù)據(jù)的實(shí)時采樣與處理。 與其他 相比，其溫度方便控制，爐內(nèi)情況易掌握，熱效率高，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的機(jī)械化和自動化。 關(guān)鍵詞 ： 溫度控制，可編程控制器，人機(jī)界面，組態(tài)王 II Based on the Configuration of the Tester Temperature Monitoring System Abstract The Testing machine is an industrial equipment, industrial furnaces is to rely on other energy heating the workpiece, the workpiece processing standards. Compared with other stoves, convenient to control the temperature, the furnace is easy to master, high thermal efficiency, realize the production process of mechanization and automation. In the industrial field, with the rapid increase in the degree of automation, it is more and more important to monitor the process of control system for the users. The emergence of huma