【正文】 和 顯 示 相 應(yīng) 的 溫 度 值 ， 以 及 停 止 和 開(kāi)始 功 能 。 FX2N2AD 特 殊 功 能 模 塊FX2N2AD為 模 擬 量 輸 入 模 塊 ,有 兩 個(gè) 模 擬 量 輸 入 通 道 （ 分 別 為CH CH2） ， 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） BFM1： 存 儲(chǔ) 由 BFM17 指 定 通 道 的 輸 入 數(shù) 據(jù) 當(dāng) 前 值 高 4 位 數(shù) 據(jù) ， 當(dāng) 前 值 數(shù) 據(jù) 以 二 進(jìn) 制 存 儲(chǔ) 。溫度變送器11圖 23 加 熱 管 溫 度 檢 測(cè) 與 放 大 電 路圖 中 ， R C1 完 成 低 通 濾 波 ， R RP、 2CW51 組 成 零 點(diǎn) 遷 移 電 路 ， 加 熱管 溫 度 檢 測(cè) 元 件 采 用 鎳 鉻 —鎳 鋁 熱 電 偶 ， 分 度 號(hào) 為 EU2， 查 分 度 表 可 得 ，當(dāng) 溫 度 為 0~100℃ 時(shí) ， 輸 出 電 勢(shì) 為 0~。圖 25 電 功 率 控 制 電 路這 種 控 制 方 法 的 原 理 是 ： 各 晶 閘 管 的 觸 發(fā) 角 α 恒 為 0186。 設(shè) 計(jì) 電 路 如 圖 27 所 示 。（ 2） 程 序 檢 查 。圖 32 讀 取 溫 度 給 定當(dāng) 溫 度 設(shè) 定 允 許 （ X1=1） 時(shí) ， 執(zhí) 行 十 鍵 輸 入 指 令 ， 輸 入 給 定 溫 度 值 ，送 D38， 當(dāng) 給 定 值 在 0～ 100℃ 范 圍 內(nèi) 時(shí) ， 將 給 定 值 （ D38） 再 送 D4 保 存 。PID 調(diào) 節(jié) 器 的 位 置 式 控 制 方 程 為 ： ])(1)()([)( ???dteTdtteKtuip式 中 ， e（ t） 為 t 時(shí) 刻 給 定 的 恒 溫 值 Q0 與 實(shí) 際 加 熱 管 溫 度 Q 之 差 。 最 后保 存 u（ k） ， 更 新 u（ k1） 、 e（ k1） 和 e（ k2） 以 備 下 次 運(yùn) 算 。 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 。討論不僅是一些思想的問(wèn)題，還可以深入的討論一些技術(shù)上的問(wèn)題，這樣可以使自己的處理問(wèn)題要快一些，少走彎路。多和同學(xué)討論。 D25 為 0 而 采 樣 周 期 未 到 D26被 清 0， 系 統(tǒng) 將 不 再 對(duì) 晶 閘 管 輸 出 觸 發(fā) 脈 沖 。 若 e（ k） 大 于 10， 則 送 240 給 D30（ u（ k） ） ； 若 e（ k） 小 于 10 而大 于 5 時(shí) ， 則 進(jìn) 行 PD 算 式 運(yùn) 算 （ 去 掉 （ 42） 中 的 積 分 項(xiàng) e（ k） 的 剩iK余 項(xiàng) ） 。 自 然 降 溫 無(wú) 需 控 制 和 檢 測(cè) 溫 度 ， 自 由 升 溫 只 需 監(jiān) 視 加 熱 管 溫 度 是 否到 達(dá) 恒 溫 值 ， 只 有 恒 溫 段 需 要 控 制 與 檢 測(cè) 加 熱 管 溫 度 。 溫 度 設(shè) 定本 設(shè) 計(jì) 系 統(tǒng) 利 用 十 鍵 數(shù) 字 輸 入 指 令 ， 設(shè) 定 恒 溫 給 定 值 。?梯 形 圖 中 的 軟 元 件 的 選 擇 既 可 通 過(guò) 以 上 Function bar（ 功 能 鍵 ） 和Palette（ 功 能 圖 ） 完 成 ， 也 可 通 過(guò) Tool bar（ 工 具 欄 ） 完 成 。 報(bào) 警 指 示 電 路按 設(shè) 計(jì) 要 求 ， 報(bào) 警 指 示 電 路 設(shè) 計(jì) 了 一 個(gè) 恒 溫 指 示 （ 綠 燈 ） 燈 、 故 障 報(bào) 警（ 紅 燈 ） 和 輸 入 出 錯(cuò) 報(bào) 警 （ 黃 燈 ） ， 完 成 指 示 、 報(bào) 警 功 能 。由 于 移 相 觸 發(fā) 控 制 會(huì) 產(chǎn) 生 較 大 的 諧 波 干 擾 信 號(hào) “污 染 ”電 網(wǎng) ， 因 此 采 用 過(guò)零 觸 發(fā) 控 制 。其 電 路 如 圖 23 所 示 。 同 時(shí) 在 編 程過(guò) 程 中 重 點(diǎn) 用 到 了 BFM數(shù) 據(jù) 緩 沖 存 儲(chǔ) 器 ， 具 體 分 布 情 況 如 表 24所 示 。 其 內(nèi) 部 資 源 如 下 ：（ 1） 輸 入 繼 電 器 X（ X0~X27， 24 點(diǎn) ， 八 進(jìn) 制 ）（ 2） 輸 出 繼 電 器 Y（ Y0~Y27， 24 點(diǎn) ， 八 進(jìn) 制 ）（ 3） 輔 助 繼 電 器 M（ M0~M8255） [通 用 輔 助 繼 電 器 （ M0~M499） ]（ 4） 狀 態(tài) 繼 電 器 （ S0~S999）（ 5） 定 時(shí) 器 T（ T0~T255） （ T0~T245 為 常 規(guī) 定 時(shí) 器 ）（ 6） 計(jì) 數(shù) 器 C（ C0~C255）（ 7） 指 針 （ P/I） 見(jiàn) 表 21 和 表 22（ 8） 數(shù) 據(jù) 寄 存 器 D（ D0~D8255） （ D0~D199 為 通 用 型 ）表 21 定 時(shí) 器 中 斷 標(biāo) 號(hào) 指 針 表輸 入 編 號(hào) 中 斷 周 期 （ ms） 中 斷 禁 止 特 殊 輔 助 繼 電 器I6XX M8056I7XX M8057I8XX在 指 針 名 稱(chēng) 的 XX 部 分 中 ， 輸入 10~99 的 整 數(shù) 。 本 文 介 紹 了 以 PLC 為 核 心實(shí) 現(xiàn) PID 算 法 的 溫 度 控 制 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) 方 法 。傳 統(tǒng) 的 人 工的 操 作 已 不 能 滿(mǎn) 足 于 目 前 的 制 造 業(yè) 前 景 ,也 無(wú) 法 保 證 更 高 質(zhì) 量 的 要 求 和 提 升高 新 技 術(shù) 企 業(yè) 的 形 象 。（ 2） PLC： 主 要 完 成 PID 調(diào) 節(jié) 功 能 以 及 數(shù) 據(jù) 變 換 。 其 模 擬 量 輸 出 性 能 如 表 23所 示 。6） BFM17： b0： 指 定 由 模 擬 到 數(shù) 字 轉(zhuǎn) 換 的 通 道 （ CH1,CH2） 。 檢 測(cè) 信 號(hào) 經(jīng) 二 級(jí) 放 大 后iu送 FX2N2AD 模 塊 ， 第 一 級(jí) 放 大 倍 數(shù) 為 50， 第 二 級(jí) 放 大 倍 數(shù) 為 零 點(diǎn) 遷 移 ， 其 輸 出 電 壓 為0 )()(5621uuKu????式 中 ， 為 零 點(diǎn) 遷 移 值 。 使 得 一 個(gè) 周期 內(nèi) 電 源 均 加 在 電 熱 元 件 上 ， 通 過(guò) 控 制 一 個(gè) 控 制 周 期 內(nèi) 晶 閘 管 導(dǎo) 通 周 波 數(shù) ，就 可 控 制 電 熱 元 件 消 耗 的 電 能 。 圖 27 報(bào) 警 指 示 電 路 復(fù) 位 電 路復(fù) 位 電 路 由 一 個(gè) 開(kāi) 關(guān) SB12 完 成 開(kāi) /關(guān) 功 能 ， 當(dāng) 按 下 開(kāi) 關(guān) SB12 時(shí) 系 統(tǒng)啟 動(dòng) ， 正 常 運(yùn) 行 ， 執(zhí) 行 任 務(wù) ； 當(dāng) 斷 開(kāi) SB12 時(shí) ， 系 統(tǒng) 停 止 運(yùn) 行 ， 不 執(zhí) 行 任何 任 務(wù) 。雙 擊 Option（ 選 項(xiàng) ） 菜 單 下 的 Program Check（ 程 序 檢 查 ） ， 進(jìn) 入 程序 檢 查 環(huán) 境 ， 即 可 對(duì) 程 序 進(jìn) 行 檢 查 ， 包 括 三 項(xiàng) ： 檢 查 軟 元 件 有 無(wú) 錯(cuò) 誤 、 檢 查輸 出 軟 元 件 和 檢 查 各 回 路 有 無(wú) 錯(cuò) 誤 。否 則 輸 入 出 錯(cuò) 報(bào) 警 （ Y6=1） 。 將 其離 散 化 ， 得 )]}2()1(2)[)()]1(){[)1() ???????? kekeTkeku 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 。開(kāi)始22 N Y N Y e（k）=Q0Qe（k）10u(k)=240計(jì)算 PD 項(xiàng)u（k）=u(k1)+kp[e(k)e(k1)]+kd[e(k)2e(k1)+e(k2)]e(k)5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)束圖 36 數(shù) 字 控 制 器 流 程23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 加 熱 管 的 能 量 。 同 時(shí) 令 觸 發(fā) 脈 沖 個(gè) 數(shù) 為 0， 系 統(tǒng) 將 不 對(duì) 電 阻 爐加 熱 。多改變自己設(shè)計(jì)的方法，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中最好要不停的改善自己解決問(wèn)題的方法，這樣可以方便自己解決問(wèn)題 展 望由 于 PLC的 諸 多 優(yōu) 點(diǎn) ， 也 已 經(jīng) 在 工 控 領(lǐng) 域 得 到 了 廣 泛 引 用 ， 但 是 ， 還沒(méi) 有 形 成 系 統(tǒng) 化 、 理 論 化 的 開(kāi) 發(fā) 方 法 。雖然本次課程設(shè)計(jì)是要求自己獨(dú)立完成，但是，彼此還是脫離不了集體的力量，遇到問(wèn)題和同學(xué)互相討論交流。 直 到 D25 為 0 止 。將 實(shí) 際 溫 度 （ D5） 與 設(shè) 定 值 （ D4） 比 較 得 到 的 差 值 e（ k） 存 于D32。20標(biāo) 度 變 換 功 能 的 PLC 程 序 如 圖 35 所 示 ： 圖 35 標(biāo)度變換程序 恒溫控制程序（PID）設(shè)計(jì) PID 算 法根 據(jù) 給 定 的 工 藝 要 求 ， 溫 度 控 制 分 為 三 段 ： 自 由 升 溫 段 、 恒 溫 段 和 自 然降 溫 段 。 （ 總 程 序 見(jiàn) 附 錄 二 ）。 然 后 選 擇 View（ 視 圖 ） 菜 單 中 的 Tool bar（ 工具 欄 ） 、 Status（ 狀 態(tài) 欄 ） 、 Function bar（ 功 能 鍵 ） 和 Palette（ 功 能 圖 ）四 欄 。圖 26 脈 沖 輸 出 通 道圖 中 ， 初 始 時(shí) ， Y0 和 Y1 都 為 低 電 平 ， 當(dāng) 系 統(tǒng) 檢 測(cè) 到 從 X0 輸 入 的 同 步 信號(hào) 為 高 （ 低 ） 電 平 時(shí) ， Y0（ Y1） 由 低 電 平 變 高 電 平 ， 輸 出 電 流 值 為 2A 的觸 發(fā) 電 流 ， 去 觸 發(fā) 晶 閘 管 VT1（ VT2） 導(dǎo) 通 ； 當(dāng) X0 從 高 電 平 變 低 電 平 （ 從低 電 平 變 高 電 平 ） 時(shí) ， Y0（ Y1） 脈 沖 結(jié) 束 ， 電 路 恢 復(fù) 為 初 態(tài) 。晶 閘 管 控 制 電 熱 元 件 消 耗 的 電 能 有 兩 種 方 法 ， 一 是 采 用 移 相 觸 發(fā) 控 制 輸入 電 壓 的 大 小 ， 二 是 采 用 過(guò) 零 觸 發(fā) 控 制 輸 入 電 壓 加 到 電 熱 元 件 上 的 周 波 數(shù) 。 加 熱 管 溫 度 檢測(cè) 與 放 大 電 路 由 熱 電 偶 、 低 通 濾 波 、 信 號(hào) 放 大 和 零 點(diǎn) 遷 移 電 路 四 部 分 組 成 。1%（ 滿(mǎn) 量 程 4～ 20mA范 圍 ）70～ 10V）轉(zhuǎn) 換 速 度 （ 與 順 空 程 序 同 步 動(dòng) 作 ）所 有 數(shù) 據(jù) 轉(zhuǎn) 換 和 參 數(shù) 設(shè) 置 的 調(diào) 整 可 通 過(guò) FROM/TO指 令 完 成 。 三 菱 FX3U PLC， 為 繼 電 器 輸 出 類(lèi) 型 ， 其輸 入 、 輸 出 點(diǎn) 數(shù) 皆 為 是 24 點(diǎn) ， 可 擴(kuò) 展 模 塊 可 用 的 點(diǎn) 數(shù) 為 48~64,內(nèi) 附 8000步 RAM。 這 種 系 統(tǒng) 控 制 精 度 高 、 重 復(fù) 性 好 、 自 動(dòng) 化 程 度 高 ，可 以 大 大 提 高 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 和 減 輕 工 人 的 勞 動(dòng) 負(fù) 擔(dān) 。在 生 產(chǎn) 實(shí) 踐 中 ,自 動(dòng) 化 給 人 們 帶 來(lái) 了 極 大 的 便 利 和 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 上 的 保 證 ,同 時(shí) 也 減 輕 了 人 員 的 勞 動(dòng) 強(qiáng) 度 ,減 少 了 人 員 上 的