【正文】 的原理，采用國外先進的隔離型擴散硅 敏感元件 或陶瓷電容壓力敏感傳感器，將靜壓轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)過溫度補償和線性修正，轉(zhuǎn)化成標準電信號（一般為 4～20mA/1～ 5VDC）。 表 恒溫控制系統(tǒng) PLC 輸入 /輸出地址表 器件代號 地址編碼 功能說明 輸 入 信 號 SB1 X10 系統(tǒng)啟動開關(guān) SB2 X15 系統(tǒng)停止開關(guān) SQ1 X11 上液位開關(guān) SQ2 X12 下液位開關(guān) SP X5 流量計開關(guān) 輸 出 信 號 KA1 Y0 啟動泵 YV1 Y1 水電磁閥線圈 1 YV2 Y2 水電磁閥線圈 2 KA2 Y3 冷卻風扇繼電器 KA3 Y4 攪拌電機 KA4 Y5 電加熱水 HL Y7 報警指示燈 8421 碼 Y10Y17 顯示數(shù)據(jù)用 C1 Y20 溫度顯示 1LED 信號地址 C2 Y21 溫度顯示 2LED 信號地址 C3 Y22 溫度顯示 3LED 信號地址 C4 Y23 流量顯示 LED 信號地址 C5 Y24 功率顯示 LED 信號地址 13 I/O 電氣接口圖 根據(jù)本系統(tǒng)的控制要求，其 I/O電氣接口圖如下圖 4所示。觸點代表邏輯輸入條件，例如外部的開關(guān)、按鈕和內(nèi)部條件等。 程序編輯操作 程序編輯操作，包括梯形圖方式編輯操作和程序指令表方式的編程操作。 程序的調(diào)試及運行監(jiān)控 程序的調(diào)試及運行監(jiān)控是程序開發(fā)的重要環(huán)節(jié) ，很少有程序一經(jīng)編制就是完善的，只有經(jīng)過試運行甚至現(xiàn)場運行才能發(fā)現(xiàn)程序中不合理的地方并且進行修改。系統(tǒng)開關(guān)打開后，系統(tǒng)啟動液位檢測、溫度檢測、數(shù)顯表和報警裝置。每個溫度由一個熱敏電阻檢測，用 PID的輸出值來控制電阻爐通斷，從而控制的溫度。 （ 4）開放式結(jié)構(gòu)，廣泛的數(shù)據(jù)獲取和強大的數(shù)據(jù)處理功能 。 3) 選擇文件菜單中的“工程另存為”菜單項，彈出文件保存窗口。如閥門、顯示器、攪拌器、管道、指示燈、電動機、傳感器等。 22 圖 12 流動塊構(gòu)件屬性設(shè)置 添加文字標注 圖形放置完后，需要在窗口中加上文字標注，使工程畫面更易于理解。 這么長時間以來 ， 賈老師 在 指導(dǎo)我們做畢業(yè)設(shè)計時那種 兢兢業(yè)業(yè)、孜孜不倦、無怨無悔 的精神 給我 們留下了深刻的印象，使我們學到了很多書本上學不到的知識，使我們明白了很多書本上學不到的道理。雙擊放置在窗口的【流動塊】，打開【流動塊構(gòu)件屬性設(shè)置】窗口。可以使用鼠標改變其大小及位置。 工程的建立 1) 首先雙 擊桌面 MCGS 組態(tài)環(huán)境圖標，進入組態(tài)環(huán)境，屏幕中間窗口為工作臺。 （ 2）實時性強、良好的并行處理性能。將三種方式加以組合在一起，就是比例積分微分（ PID） 控制 ,其數(shù)學表達式為 錯誤 !未找到引用源。此 外對溫度、流量、加熱的電功率要進行實測并顯示。 PLC 中一次只能存入一個程序。 啟動 FXGP/WIN – C軟件 選擇合適的機型，確定后出現(xiàn)程序編輯的圖的主界面。梯形圖常被稱為電路或程序，梯形圖的設(shè)計稱為編程。輸出信號控制的對象有水泵，水閥，冷卻風 機，攪拌電機，電加熱，狀態(tài)顯示，溫度顯示等。溫度傳感器是 溫度測量儀表 的核心部分，品種繁多。例如，當輸入 8421 碼 DCBA=0100 時，應(yīng)顯示 4， 即要求同時點亮 b、c、 f、 g段， 熄滅 a、 d、 e段，故譯碼器的輸出應(yīng)為 Fa~Fg=0110011，這也是一組代碼，常稱為段碼。 FX2N－ 4AD 是模擬量輸入模塊，有四個輸入通道，分別為通道 通道 通道 通道 A/D 轉(zhuǎn)換，即將模擬量信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號，其分辨率為10 12位。 FX2N 系列 PLC 具有豐富的元件資源，有 3072 點輔助繼電器。若進水 時無流量或加熱、冷卻時水溫無變化時應(yīng)報警。水的流速由流量計測量。 液位 1液位 2溫度 1 檢測電加熱攪拌電機溫度 3 檢測泵溢流閥閥門 2閥門 1手閥 1閥門 3流量計溫度 2 檢測風扇電動機手閥 2儲水箱恒溫水箱7 圖 2 恒溫控制裝置結(jié)構(gòu)圖 恒溫控制系統(tǒng)控制過程 本系統(tǒng)是一恒溫控制系統(tǒng)，要求設(shè)定的恒溫箱水溫的某一值?，F(xiàn)代 PLC 以集成度高、功能強、抗干擾能力強、組態(tài)靈活、工作穩(wěn)定受到普遍歡迎，在傳統(tǒng)工業(yè)的現(xiàn)代化改造中發(fā)揮越來越重要的作用 ,尤其適合溫度控制的要求。它的特點包括真正的 32位程序，支持多任務(wù)、多線程，運行于 Windows 95/98/NT/2020平臺；提供近5 百種繪圖工具和基本圖符，快速構(gòu)造圖形界面；支持數(shù)據(jù)采集 板卡、智能模塊、智能儀表、 PLC、變頻器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等 7000多種國內(nèi)外眾多常用設(shè)備；支持 OPC接口、 DDE接口和 OLE技術(shù)；完善的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)可以支持最新流行的各種通信方式。 WinCC內(nèi)嵌 OPC支持，并可對分布式系統(tǒng)進行組態(tài)。下面是幾種組態(tài)軟件的介紹： (1)InTouch： Wonderware的 InTouch軟件是最早進入我國的組態(tài)軟件。從表面上看，組態(tài)工具的運行程序就是執(zhí)行自己特定的任務(wù)。PLC 的硬件系統(tǒng)由微處理器 (CPU)、存儲器 (EPROM， ROM)、輸入輸出 (I/O)部件、電源部件、編程器、 I/O 擴展單元和其他外圍設(shè)備組成。控制參數(shù)大多靠人工經(jīng)驗及現(xiàn)場調(diào)試確定。隨著國家的“節(jié)能減排”政策的提出，嵌入式溫 度控制系統(tǒng)能夠降低能耗，節(jié)約成本這一優(yōu)點使得其擁有更加廣闊的市場前景，而 PLC 就是最具代表性的一員。本文主要從硬件和軟件的設(shè)計等方面實現(xiàn)恒溫控制。 通過實驗可以證明，本系統(tǒng)的適用性很強，穩(wěn)定性、精確性良好，程序開發(fā)通俗易懂，可以適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)中恒溫系統(tǒng)的需求。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。但由于國外技術(shù)保密及我國開發(fā)工作的滯后還沒有開發(fā)出性能可靠的自整定軟件。 PLC 和一般的微型計算機基本相同，也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。工業(yè)控制中形成的組態(tài)結(jié)果是用在實時監(jiān)控的。 4 典型組態(tài)軟件簡介 隨著工業(yè)控制系統(tǒng)應(yīng)用的深入， MIS(管理信息系統(tǒng)， ManagementInformation System)和 CIMS(計算機集成制造系統(tǒng)， Computer IntegratedManufacturing System)l拘大量應(yīng)用，要求工業(yè)現(xiàn)場為企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營、決策提供更詳細 和深入的數(shù)據(jù)，以便優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中的各個環(huán)節(jié)。 (3)WinCC： Simens的 WinCC也是一套完備的組態(tài)開發(fā)環(huán)境， Simens提供類 C語言的腳本，包括一個調(diào)試環(huán)境。 (6)MCGS:MCGS是北京昆侖通態(tài)的產(chǎn)品，出現(xiàn)比較晚，但是功能強大。 PLC 不僅具有傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的控制功能，而且能擴展輸入輸出模塊，特別是可以擴展一些智能控制模塊，構(gòu) 成不同的控制系統(tǒng)，將模擬量輸入輸出控制和現(xiàn)代控制方法融為一體，實現(xiàn)智能控制、閉環(huán)控制、多控制功能一體的綜合控制。閥門、攪拌器及冷卻器工作狀態(tài)用指示燈指示。水由一個水泵提供動力，使水在系統(tǒng)中循環(huán)。此外，對溫度、流量、加熱的電功率要進實測并顯示。每個 FX2N 基本單元可以擴展 8 個特殊單元。這里，我們以 FX2N－ 4AD為例介紹一下。 如果用 BCD 譯碼器來驅(qū)動共陰 LED 數(shù)碼管，則輸出應(yīng)為高有效，即輸出為高 (1)時，相應(yīng)顯示段發(fā)光。這些呈現(xiàn)規(guī)律性變化的物理性質(zhì)主要有體。 I/O 地址分配 本系統(tǒng)的輸入信號有啟動開關(guān)，停止開關(guān)，液位開關(guān)，流量檢測開關(guān)，溫度傳感器等。梯形圖與電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點，很容易被工廠電氣人員掌握，特別適用于開關(guān)量邏輯控制。 FXGP/WIN C 編程軟件使用 簡要說明 連接 PLC 與微機。 程序的下載 程序編輯完成后需下載到 PLC 中運行，這時需點擊菜單欄中 “ PLC ” 菜單，在下拉菜單中再選 “ 傳送 ” 及 “ 寫入 ” 即可將編輯完成的程序下載到 PLC 中，傳送菜單中的 “ 讀入 ” 命令則用于將 PLC 中的程序讀入編程計算機中修改。當水溫高于設(shè)定值 510℃時，采用進水與風扇冷卻同時進行的方法實現(xiàn)降溫控制。但是理想微分控制器的控制結(jié)果也不能消除余差，而且控制效果要比純比例控制器更差。 圖 7 MCGS 用戶應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 主控窗口 設(shè)備窗口 用戶窗口 實時數(shù)據(jù)庫 運行策略 MCGS工控組態(tài)軟件 菜單設(shè)計 設(shè)置 工程屬性 設(shè)定存盤結(jié)構(gòu) 添加工程設(shè)備 連接設(shè)備變量 注冊設(shè)備驅(qū)動 創(chuàng)建動畫顯示 設(shè)置報警窗口 人機交互界面 定義數(shù)據(jù)變量 編寫控制流程 使用功能構(gòu)件 組態(tài)環(huán)境： 組態(tài)生成 應(yīng)用系統(tǒng) 運行環(huán)境： 解釋執(zhí)行 組態(tài)結(jié)果 組態(tài)結(jié)果 數(shù)據(jù)庫 19 MCGS的主要特性和功能 （ 1）簡單靈活的可視化操作界面。 MCGS 設(shè)立對象元件庫，組態(tài)工作簡單方便，易于實現(xiàn)對工控系統(tǒng)的分布式控制和管理。 圖 10 對象元件庫管理 21 選好需要的反應(yīng)器后，單擊【確定】按鈕，則所選中的反應(yīng)器出現(xiàn)在桌面左上角，如下圖。 當想修改流動塊時，先選中流動塊（流動塊周圍出現(xiàn)選中標志：白色小方塊），鼠標指針指向小方塊，按住左鍵不放，拖動鼠標，就可以調(diào)整流動塊的形狀。 在其他同學還沒有開始的時候，我們就已經(jīng)在楊老師的細心指導(dǎo)下提前開始了這段難忘的日子 。在【恒溫控制】用戶窗口中，選擇【工具箱】內(nèi)的【標簽】按鈕 ，鼠標的光標變成“十字”形，在窗口任意位置拖曳鼠標，拉出一個一定大小的矩形，在其中輸入“恒溫控制系統(tǒng)界面”字樣，回車確定。適當調(diào)整使它們在窗口合適的位置。 4) 在文件名一欄內(nèi)輸入“ 恒溫控制 ”，點擊“保存”按鈕，工程創(chuàng)建完畢。 MCGS 系統(tǒng)由五大功能模塊組成，主要的功