【正文】 同 時(shí) ， 要 盡 量 抑 制 干 擾 ， 尤 其 是 控 制 回 路 之 外 的 干 擾 。經(jīng)譯碼器譯成相應(yīng)的段碼，送七段 LED 顯示。 由 于 晶圖 36 數(shù) 字 控 制 器 程 序南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）23閘 管 移 相 觸 發(fā) 存 在 很 大 的 諧 波 干 擾 “污 染 ”電 網(wǎng) ， 本 系 統(tǒng) 采 用 過(guò) 零 觸 發(fā) ，觸 發(fā) 器 的 組 成 如 圖 38 所 示 。令 （ 31）iPiT?TKdpd?則 有 式 （ 32） )]2()(2)[)()]1()[)1() ??????? kekekeKku dip式 中 ， 、 、 分 別 為 調(diào) 節(jié) 器 的 比 例 、 積 分 、 微 分 系 數(shù) (待 定 參 數(shù) )。根 據(jù) 三 菱 公 司 的 用 戶 手 冊(cè) 中 的 模 塊 編 號(hào) 規(guī) 則 ， FX2N4AD 直 接 連 PLC 的 為0 號(hào) 模 塊 。（ 6） 程 序 打 印打 開(kāi) File（ 文 件 ） 菜 單 下 的 Page Setup（ 頁(yè) 面 設(shè) 置 ） 子 菜 單 即 可 進(jìn) 行編 程 頁(yè) 面 設(shè) 置 。 本 次 軟 件 設(shè) 計(jì) 即 是 利 用 計(jì) 算 機(jī) 編 程 ， 在 三 菱 PLC 編 程 軟 件Fxgpwin 下 完 成 程 序 編 寫(xiě) 和 通 信 。（ 2） 快 速 熔 斷 器 FU 的 選 擇快 速 熔 斷 器 是 專 門 用 來(lái) 保 護(hù) 晶 閘 管 的 ， 其 熔 體 電 流 按 下 式 選 取 ：??式 中 ， 5/6 為 修 正 參 數(shù) ， 為 保 證 可 靠 與 選 用 方 便 ， 一 般 取 。圖 24（ a） 過(guò) 零 檢 測(cè) 電 路圖 中 ， GND 為 +5V 電 源 地 ， LM339 為 過(guò) 零 比 較 器 .LM339 集 成 塊 內(nèi) 部 裝 有 四個(gè) 獨(dú) 立 的 電 壓 比 較 器 ， 共 模 范 圍 很 大 ； 差 動(dòng) 輸 入 電 壓 范 圍 較 大 ， 大 到 可 以 等于 電 源 電 壓 。 比 如 ， 先 后 按 下 開(kāi) 關(guān) SB SB2 和 SB2， 則 表 示 給 定溫 度 值 為 300℃ ， 并 送 PLC 數(shù) 據(jù) 寄 存 器 保 存 。 FX2N4AD 特 殊 功 能 模 塊FX2N4AD為 模 擬 量 輸 入 模 塊 ,有 四 個(gè) 模 擬 量 輸 入 通 道 （ 分 別 為CH CH CH3和 CH4） ， 每 個(gè) 通 道 都 可 進(jìn) 行 A/D轉(zhuǎn) 換 ， 將 模 擬 量 信 號(hào) 轉(zhuǎn) 換 成數(shù) 字 量 信 號(hào) ， 其 分 辨 率 為 12位 。（ 5） 溫 度 檢 測(cè) 電 路 ： 主 要 功 能 是 將 溫 度 傳 感 器 的 輸 出 信 號(hào) 進(jìn) 行 放 大 ，并 進(jìn) 行 A/D 轉(zhuǎn) 換 。在 工 業(yè) 生 產(chǎn) 過(guò) 程 中 ， 加 熱 爐 溫 度 控 制 是 十 分 常 見(jiàn) 的 。I題 目 ： 基于 PLC 溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 測(cè)控技術(shù)與儀器 摘 要本 文 介 紹 基 于 PLC 的 溫 度 控 制 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) ， 包 括 A/D 轉(zhuǎn) 換 、 標(biāo) 度 變 換 、溫 度 檢 測(cè) 環(huán) 節(jié) 、 積 分 分 離 PID 算 法 以 及 過(guò) 零 數(shù) 字 觸 發(fā) 電 路 的 設(shè) 計(jì) 。 溫 度 控 制 的 傳 統(tǒng) 方法 是 人 工 —儀 表 控 制 。（ 6） 溫 度 顯 示 與 報(bào) 警 指 示 電 路 ： 主 要 功 能 是 完 成 電 阻 爐 溫 度 的 實(shí) 時(shí) 顯示 以 及 故 障 報(bào) 警 和 恒 溫 指 示 。 其 模 擬 量 輸 出 性 能 如 表 23所 示 。圖 21 溫 度 值 給 定 電 路 溫 度 檢 測(cè) 電 路溫 度 檢 測(cè) 是 溫 度 控 制 系 統(tǒng) 的 一 個(gè) 很 重 要 的 環(huán) 節(jié) ， 直 接 關(guān) 系 到 系 統(tǒng) 性 能 。 二 極 管 用 作 LM339 輸 入 保 護(hù) 。 實(shí) 選TNFI?熔 體 額 定 電 流 為 20A 的 RLS50 螺 旋 式 快 速 熔 斷 器 二 只 ， 分 別 與 二 只 晶 閘 管串 聯(lián) ， 其 額 定 電 壓 為 500V。 編 程 與 通 信 軟 件 的 使 用三 菱 FX 系 列 PLC 通 信 軟 件 名 稱 為 Fxgpwin， 它 供 對(duì)FX0/FX0S、 FX FX2/FX2C、 FX1S、 FX1N 和 FX2N/FX2NC 系 列 三 菱 PLC 以及 監(jiān) 控 PLC 中 各 軟 元 件 的 實(shí) 時(shí) 狀 態(tài) 。 打 開(kāi) File（ 文 件 ） 菜 單 下 的 Printer Setup（ 打 印 機(jī) 設(shè) 置 ）子 菜 單 即 可 進(jìn) 行 打 印 設(shè) 置 。 A/D 轉(zhuǎn) 換 功 能 的 PLC 程 序 如 圖 33 所 示 ：圖 33 A/D 轉(zhuǎn) 換 程 序當(dāng) 控 制 周 期 到 （ M331=1） 和 X2 為 ON 時(shí) ， 將 FX2N4AD 在 0位 置BFM30 中 的 識(shí) 別 碼 （ K2022） 送 D3， 若 識(shí) 別 碼 為 2022， 則 M1=1。pid為 了 減 少 在 線 整 定 參 數(shù) 的 數(shù) 目 ， 常 常 假 定 約 束 條 件 ， 以 減 少 獨(dú) 立 變 量 的個(gè) 數(shù) ， 本 次 設(shè) 計(jì) 選 取T≈ s≈ ≈ 其 中 ， 為 純 比 例 控 制 時(shí) 的 臨 界 振 蕩 周 期 。圖 38 過(guò) 零 數(shù) 字 觸 發(fā) 器 組 成工 作 原 理 如 下 ： 數(shù) 字 觸 發(fā) 器 準(zhǔn) 備 程 序 將 控 制 量 u（ k） 變 換 為 晶 閘 管 的導(dǎo) 通 周 波 數(shù) n， 且 當(dāng) n0 時(shí) ， 置 晶 閘 管 允 許 觸 發(fā) 標(biāo) 志 為 1。 恒溫指示程序當(dāng) 實(shí) 際 溫 度 與 溫 度 給 定 值 相 等 時(shí) ， 系 統(tǒng) 發(fā) 出 恒 溫 指 示 信 號(hào) （ Y4=1，綠 燈 亮 ） 。過(guò) 程 控 制 系 統(tǒng) 開(kāi) 發(fā) 工 具 功 能 的 不 斷 完 善 ， 使 過(guò) 程 控 制 將 具 有 更 廣 闊 的 應(yīng)用 前 景 ， 對(duì) 我 國(guó) 國(guó) 民 生 產(chǎn) 生 活 各 個(gè) 領(lǐng) 域 的 自 動(dòng) 化 水 平 的 提 高 都 有 著 重 要 的 意義 。 隨 著 可 編 程 序 控 制 器 技 術(shù) 的 發(fā) 展 ，PLC已 越 來(lái) 越 多 地 應(yīng) 用 于 對(duì) 模 擬 量 的 控 制 ， 所 以 應(yīng) 增 加 D/A,A/D轉(zhuǎn) 換 及 運(yùn) 算功 能 的 仿 真 。D12D121 和 D120 中的數(shù)據(jù)分別從 Y10~Y1Y14~Y17 和 Y20~Y23 端南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）26口輸出。開(kāi)始e（k）=Q0Qe（k）10Yu(k)=240N計(jì)算 PD 項(xiàng)u（k）=u(k1)+kp[e(k)e(k1)]+kd[e(k)2e(k1)+e(k2)]e(k)5YN計(jì)算 PD+I 項(xiàng)u(k)=u(k)+kie(k)u(k)u(k1)e(k1)e(k2)e(k)e(k1)保存 u(k)結(jié)束南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22圖 37 數(shù)字控制器程序 數(shù)字觸發(fā)器程序設(shè)計(jì) 數(shù) 字 觸 發(fā) 器 組 成 與 原 理數(shù) 字 觸 發(fā) 器 按 照 調(diào) 節(jié) 器 輸 出 的 控 制 量 控 制 輸 送 給 電 阻 爐 的 能 量 。 將 其 離 散 化 ，得 )]}2()1(2)[)()]1(){[)1() ??????? kekekeku dip式 中 ， T、 、 、 分 別 為 采 樣 周 期 、 微 分 時(shí) 間 常 數(shù) 、 積 分 時(shí) 間 常 數(shù) 和diPK比 例 時(shí) 間 常 數(shù) ； e（ k） 為 本 次 采 樣 時(shí) Q0 與 Q 之 差 。在 此 過(guò) 程 中 設(shè) 定 爐 溫 的 模 擬 量 送 入 FX2N4AD 模 塊 的 2通 道 （ CH2） 。（ 5） 軟 元 件 監(jiān) 控打 開(kāi) Monitor/Test（ 監(jiān) 控 /測(cè) 試 ） 菜 單 下 的 Entry device monitor（ 進(jìn) 入 元 件 遙 控 ） ， 選 擇 所 要 的 監(jiān) 控 的 軟 元 件 ， 即 可 監(jiān) 控 各 軟 元 件 。 因 此 ， 利 用 計(jì) 算 機(jī) 進(jìn) 行 PLC 編 程 和 通 信 更 具優(yōu) 勢(shì) 。設(shè) 計(jì) 電 路 中 的 元 器 件 的 選 擇 如 下 ：（ 1） R 和 C 的 選 擇阻 容 吸 收 裝 置 的 參 數(shù) 按 晶 閘 管 ITN 根 據(jù) 經(jīng) 驗(yàn) 值 選 取 為 ：R=80Ω C= F 電 容 C 的 交 流 耐 壓 為 ： ??? 電 阻 R 的 功 率 應(yīng) 滿 足 ：南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12WXRUPC 086.)(8082*10 2622 ?????? 實(shí) 選 電 容 F/630V 一 只 ， 電 阻 80Ω / 一 只 。i南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10 過(guò) 零 檢 測(cè) 電 路按 設(shè) 計(jì) 要 求 ， 要 求 過(guò) 零 檢 測(cè) 電 路 在 每 個(gè) 電 源 周 期 開(kāi) 始 時(shí) 產(chǎn) 生 一 個(gè) 脈 沖 ，作 為 觸 發(fā) 器 的 同 步 信 號(hào) ， 其 設(shè) 計(jì) 電 路 如 圖 24（ a） 所 示 。 先 按 下 溫 度 值 給 定 允 許 開(kāi) 關(guān)SB1， 然 后 再 輸 入 給 定 溫 度 值 ， 先 按 下 的 數(shù) 字 為 高 位 上 的 數(shù) 值 ， 后 按 下 的 數(shù)字 為 低 位 上 的 數(shù) 值 。 I610 為 每10ms 執(zhí) 行 一 次 定 時(shí) 器 中 斷 M8058表 22 輸 入 中 斷 標(biāo) 號(hào) 指 針 表指 針 編 號(hào)輸 入 編號(hào) 上 升 中 斷 下 降 中 斷中 斷 禁 止 特 殊 輔 助 繼電 器X0 I001 I000 M8050南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5X1 I101 I100 M8051X2 I201 I200 M8052X3 I301 I300 M8053X4 I401 I400 M8054X5 I501 I500 M8055注 ： M8050~M8058=“0”表 允 許 ； M8050~M8058=“1”表 禁 止 。（ 4） 數(shù) 字 觸 發(fā) 電 路 ： 主 要 功 能 是 輸 出 晶 閘 管 觸 發(fā) 脈 沖 ， 觸 發(fā) 晶 閘 管 導(dǎo)通 ， 根 據(jù) 數(shù) 字 控 制 器 的 輸 出 值 ， 控 制 晶 閘 管 的 導(dǎo) 通 周 波 個(gè) 數(shù) ， 以 達(dá) 到 電 功 率控 制 功 能 ?？?編 程 序 控 制 器 是 一 種 數(shù) 字 運(yùn) 算 操 作 的 電 子 系 統(tǒng) ， 專 為 在 工 業(yè) 環(huán) 境 下 應(yīng)用 而 設(shè) 計(jì) ， 它 采 用 可 編 程 序 的 存 儲(chǔ) 器 ， 用 來(lái) 在 其 內(nèi) 部 存 儲(chǔ) 執(zhí) 行 邏 輯 運(yùn) 算 、 順序 控 制 、 定 時(shí) 、 計(jì) 數(shù) 和 算 術(shù) 運(yùn) 算 等 操 作 命 令 ， 并 通 過(guò) 數(shù) 字 式 、 模 擬 式 的 輸 入和 輸 出 ， 控 制 各 種 類 型 的 機(jī) 械 或 生 產(chǎn) 過(guò) 程 。 主 要 內(nèi)容 ： 實(shí) 際 溫 度 經(jīng) 溫 度 傳 感 器 檢 測(cè) ， 得 到 模 擬 電 壓 值 ， 模 擬 量 再 經(jīng) A/D 轉(zhuǎn) 換和 標(biāo) 度 變 換 后 得 到 實(shí) 際 爐 溫 。 其 重 復(fù) 性 差 ， 工 藝 要 求 難 以 保 證 ， 人 工 勞 動(dòng) 強(qiáng) 度 大 。（ 7） 復(fù) 位 電 路 ： 完 成 系 統(tǒng) 的 運(yùn) 行 /停 止 。表 23 模 擬 量 輸 出 性 能 表電 壓 輸 入 電 流 輸 入項(xiàng) 目 電 壓 或 電 流 輸 入 的 選 擇 基 于 對(duì) 輸 入 端 子 的 選 擇 ， 一 次 可 使用 4個(gè) 輸 入 點(diǎn)模 擬 量 輸 入 范圍DC ： 10～ +10V（ 輸入 電 阻 200KΩ ）（ 注 意 ： 若 輸 入 電 壓 超過(guò) 177。在 PLC 溫 度 控 制 系 統(tǒng) 中 ， 溫 度 的 檢 測(cè) 不 僅 要 完 成 溫 度 到 模 擬 電 壓 量 的 轉(zhuǎn) 換還 要 將 電 壓 轉(zhuǎn) 換 為 數(shù) 字 量 送 PLC。 電 路 的 工 作 波 形 如 圖 24（ b） 所 示 。（ 3） 晶 閘 管 的 選 擇電 阻 爐 的 額 定 功 率 為 4KW， 電 源 電 壓 為 220V， 故 負(fù) 載 電 流IL=。 它 的 運(yùn) 行 環(huán) 境 為 或window95 以 上 的 版 本 ， 其 具 體 應(yīng) 用 說(shuō) 明 如 下 。（ 7） 退 出 主 程 序打 開(kāi) File（ 文 件 ） 菜 單 下 的 Exit（ 退 出 ） 子 菜 單 或 按 右 上 角 的 “X”按 鍵 ， 即 可 退 出 主 程 序 。 進(jìn) 而 將H3330 送 BFM0（ A/D 通 道 初 始 化 ） ， CH2 為 電 壓 輸 入 （ DC ： 10～ +10V） ，CH CH3 和 CH4 關(guān) 斷 ， 采 樣 次 數(shù) 缺 省 為 8 次 ， 正 常 速 度 ） 。 將 它 們 代 入 式 （ 31） 。 準(zhǔn) 備 程 序 在 每個(gè) 控 制 周 期 執(zhí) 行 一 次 。 恒 溫 指 示 程 序 如 圖 313 所 示 ：圖 313 恒 溫 顯 示 程 序?qū)?實(shí) 際 溫 度 值 （ D5） 與 溫 度 設(shè) 定 值 （ D4） 進(jìn) 行 比 較 ， 如 果 相 等 則 令Y4 為 ON， 恒 溫 指 示 燈 亮 。隨 著 微 機(jī) 的 軟 硬 件 技 術(shù) 和