【正文】 第一節(jié) 上位機與下位機的通信連接 ....................................................................................... 27 第二節(jié) 組態(tài)王工程的建立和調(diào)試 ........................................................................................... 27 第三節(jié) 本章小結(jié) ....................................................................................................................... 29 第六章 系統(tǒng)運行及結(jié)果分析 .......................................................................................................... 30 第一節(jié) 系統(tǒng)運行 ....................................................................................................................... 30 第二節(jié) 結(jié)果分析 ....................................................................................................................... 30 第三節(jié) 本章小結(jié) ....................................................................................................................... 31 結(jié) 論 ................................................................................................................................................ 32 致 謝 ................................................................................................................................................ 33 參考文獻 ............................................................................................................................................ 34 附 錄 ................................................................................................................................................ 35 一、英語原文 ............................................................................................................................. 35 二、英語翻譯 ............................................................................................................................. 44 三、源程序 ................................................................................................................................. 51 啊啊啊啊 大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 前 言 溫度是工業(yè)生產(chǎn)中常見的工藝參數(shù)之一，任何物理變化和化學反應(yīng)過程都與溫度密切相關(guān)。 提供全套，各專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 編 號： 審定成績： 啊啊啊啊 大學 畢業(yè)設(shè)計（論文） 設(shè)計（論文）題目： 基于西門子 S7200系列 PLC工業(yè)加熱爐控制系統(tǒng)的設(shè)計 學 院 名 稱 ： 啊啊啊啊啊 學 生 姓 名 ： 啊啊啊 專 業(yè) ： 啊啊啊啊啊啊啊啊 班 級 ： 0000000 學 號 ： 0000000000 指 導 教 師 ： 啊啊啊 答辯組 負責人 ： 啊啊啊 填表時間： 2021 年 5 月 啊啊啊啊 大學教務(wù)處制 誠信承諾書 本人慎重承諾和聲明： 本人在畢業(yè)設(shè)計（論文）過程中遵守學校有關(guān)規(guī)定，恪守學術(shù)規(guī)范，在指導教師的指導下獨立完成，沒有剽竊和抄襲他人的學術(shù)觀點、思想和成果，未篡改研究數(shù)據(jù)，若有違規(guī)行為的發(fā)生，我愿接受學校處理，并承擔一切法律責任。 【 關(guān)鍵詞 】加熱爐 PLC PID 溫度控制 上位機 啊啊啊啊 大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） II ABSTRACT With the development of the puter control technology， the traditional relay control technology must be replaced necessarily by the programmable logic controller（ PLC） control technology which generates based on puter technology， and PLC has excellent performance what makes the temperature control system with PLC technology bee more economic， more efficient， more stable and easily maintain． This thesis introduces a design technique of the temperature control system with SIMATIC S7－ 200 series PLC， details the hardware design and the software design of the system． This control system adopts PCamp。期間，它從低級到高級，從簡單到復雜。 二、溫度控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢 當前比較流行的溫度控制系統(tǒng) [1]有基于單片機的溫度控制系統(tǒng)，基于 PLC的溫度控制系統(tǒng)，基于工控機（ IPC）的溫度控制系統(tǒng)，另外還有集散型溫度控制系統(tǒng)（ DCS），現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（ FCS）等。其性能優(yōu)越，已被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域，并已經(jīng)成為工業(yè)自動化的三大支柱（ PLC、工業(yè)機器人、 CAD/CAM）之一。系統(tǒng)配置一臺上位監(jiān)控 PC 機， PC 機安裝有北京亞控公司的“組態(tài)王”監(jiān)控組態(tài)軟件，通過 USB－ PPI 編程電纜同 PLC 的 RS485 串行接口進行通訊。 設(shè)計方案是對 PLC 進行編程來對系統(tǒng)進行總體控制；溫度變送器采集夾套和 內(nèi)膽溫度信號；兩個常開按鈕分別對系統(tǒng)的運行與停止進行手動控制；指示燈用來顯示系統(tǒng)的運行狀態(tài)；模擬量擴展模塊承擔兩個模擬量輸入和一個模擬量輸出的任務(wù)；調(diào)壓裝置根據(jù)模擬量擴展模塊的輸出信號對加熱爐內(nèi)電阻絲兩端電壓進行控制，來實現(xiàn)對溫度的控制 [6]。其控制回路組成圖如圖 所示： 圖 溫度串級控制系統(tǒng) 流程圖如圖 所示： 啊啊啊啊 大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 圖 系統(tǒng)流程圖 四、上位機設(shè)計方案 使用組態(tài)軟件組態(tài)王設(shè)計出能反應(yīng)系統(tǒng)的組成；系統(tǒng)運行狀態(tài)；顯示加熱爐實時溫度；手動啟、停系統(tǒng)；設(shè)定期望溫度值的工程。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關(guān)系。 微分（ D）控制：在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。式（ 2－ 2）離散化的規(guī)律如表 所示： 表 模擬與離散形式 模擬形式 離散形式 )()()( tctrte ?? )()()( nrne ?? ?t dtte0 )( ??ni iet 0 )( dttde)( t nene )1()( ?? 所以 PID 輸出經(jīng)過離散化后，它的輸出方程為： 啊啊啊啊 大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 )()()()]}1()([)()({)(0 nunununeTieTtneKnu dipdniip ???????? ?? （ 24） 式中， )()( neKnu pp ? —— 比例項 ???niipi ieTtKnu0 )()(—— 積分項 )]1()([)( ??? nenetTKnu dpd—— 微分項 上式中，積分項是包括第一個采樣周期到當前采樣周期的所有誤差的累積值。按下啟動按鈕，系統(tǒng)開始運行，運行指示燈點亮；按下停止按鈕，系統(tǒng)停止運行，運行指示燈熄滅。通過熱傳遞的方式，將熱量由溫度高的內(nèi)膽水傳到溫度低的夾套水中去。 三、三相晶閘管移相調(diào)壓裝置 本系統(tǒng)使用的是三相晶閘管移相調(diào)壓裝置，是一種以晶閘管為基礎(chǔ)，以智能數(shù)字控制電路為核心的電源控制裝置。 PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī) 模集成電路技術(shù)，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。 S7－ 200 系列可以根據(jù)對象不同，可以選用不同的型號和不同數(shù)量的模塊，并可以將這些模塊安裝在同一機架上。 ○ 5 CUP226 它有 24 輸入 /16 輸出， I/O 共計 40 點，和 CUP224 相比，增加了通信口數(shù)量，通信能力大大增強。訂貨號為 6ES7 2350KD220XA0。 表 CPU 中模擬量輸出字中 12 位數(shù)據(jù)值的存放位置 MSB LSB 15 14 4 3 2 1 0 0 數(shù)據(jù)值 11 位 0 0 0 0 電流輸出數(shù)據(jù)格式 MSB LSB 15 4 3 2 1 0 數(shù)據(jù)值 12 位 0 0 0 0 電壓輸出數(shù)據(jù)格式 數(shù)字量到模擬量轉(zhuǎn)換器（ DAC）的 12 位讀數(shù)，其數(shù)據(jù)格式是左端對齊的，最高有效位是符號位， 0 表示是正值。 第四節(jié) 本章小結(jié) 本章對將要使用的裝置和部件等硬件方面做了描述，以便實際使用中，能方便準確地組合在一起，以構(gòu)成本系統(tǒng)。 主程序流程圖如圖 所示。 第四節(jié) PID 初始化子程序及中斷程序 S7－ 200 的編程軟件 STEP 7－ Micro/WIN 提供 PID Wizard（ PID 指令向?qū)В?，可以幫助用戶方便地生成一個閉環(huán)控制過程的 PID 算法。圖 顯示配置 PID回路 設(shè)定 PID 回路參數(shù) 圖 設(shè)置 PID 參數(shù) 上圖 中字母圈的說明： A、定義回路設(shè)定值（ SP，即給定）的范圍：在低限和高限輸入域中輸入實啊啊啊啊 大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 數(shù)，缺省值為 和 ，表示給定值的取值范圍占過程反饋量程的百分比，這個范圍是給定值的取值范圍。在向?qū)瓿珊?，若想要修改此?shù)，則必須返回向?qū)е行薷?，不可在程序中或狀態(tài)表中修改，本設(shè)計中設(shè)為 秒。所以選擇模擬量。如果點擊“建議地址”，則向?qū)⒆詣訛槟阍O(shè)定當前程序中沒有用過的 V 區(qū)地址。此功能提供了 PID 控制的手動和自動之間的無擾切換能力。在 STEP 7－ Micro/WIN 中提供了一個 PID 調(diào)節(jié)控制面板，可以用圖形方式監(jiān)視 PID 回路的運行，另外從面板中還可以設(shè)定比例增益、積分時間、微分時間，啟動與停止自整定功能。首先點擊 PLC，選擇西門子 S7－200 系列，通信協(xié)議選擇 PPI，點擊下一步。 必需注意的是，在對 I/O變量進行定義的時候必須指定所連接的 I/O 設(shè)備，以及數(shù)據(jù)放的寄存器 [16]，否則就會出現(xiàn)通信錯誤。其中，當前溫度值最大為啊啊啊啊 大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 68 度，穩(wěn)定后在 66 度到 64 度之間，與設(shè)定溫度極