【文章內(nèi)容簡介】 。 b．熱響應(yīng)時間：在溫度階躍變化發(fā)生時，改變熱阻等于變化步驟，熱響應(yīng)叫的所需要的時間和τ 圖的 50％。 c．精度：177。 %或 ℃的最大值。 基于 PLC 的電阻爐溫度控制系統(tǒng) 9 d．溫度系數(shù)：177。 %/℃。 e．分辨率： 1/4096。 f．測量范圍： 200～ 850℃。 A/D 模塊的選擇 A / D 和 D/ A 插件是第一個出現(xiàn)在 PLC 的模擬和數(shù)字轉(zhuǎn)換控制插件，幾乎所有 的PLC 產(chǎn)品都配備了這種類型的插件。經(jīng)過適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換電路測量溫度，壓力，流量，速度傳感器信號，可進(jìn)入 A/ D 型插頭， A / D 插件，將其轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的 PLC 控制系統(tǒng) 0 和4000 之間的值。 與 FP0 配接的 A/D 混合模塊的型號為 A21，在實(shí)際應(yīng)用中往往需要通過模擬量所采集的值，對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。 與 FP0 配接的 A/D 模塊有兩個模擬輸入通道，其所占用的 I/O 口分別為： CH0 WX2（ X20～ X2F） CH1 WX3（ X30～ X3F） 其技術(shù)指標(biāo)見表 2 表 2： A21 模塊模擬輸入信號范圍 模擬量 輸入范圍 電壓 0～ 5V 電流 0～ 20mA A21 的輸出數(shù)據(jù)是十進(jìn)制的，那么說 DT0 中的數(shù)據(jù)也是十進(jìn)制的，所以必須將溫度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)據(jù)才可以進(jìn)行比較，即數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的問題?？赏ㄟ^以下計(jì)算思路，得出溫度與相對應(yīng)的十進(jìn)制值的關(guān)系。 溫度傳感器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：當(dāng)溫度傳感器的輸出信號顯示為 0～ 20mA 的電流值時，則對應(yīng)于 0 度～ 800 度的溫度，并且溫度與電流是線性的，則有： y1 = 40 x1 其中 y1 代表溫度值， x1 代表電流值。 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊 A21： A21 模塊輸出信號為 K0? K4000，對應(yīng)于 0? 20mA 輸入電流，溫度和電流是線性的，則有： k2 = 200 x2 其中 k2 代表十進(jìn)制， x2 代表電流值。 溫度與十進(jìn)制的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：當(dāng) x1 = x2 是可以得出溫度與十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換關(guān)系。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 y1 / 40 = k2 / 200 其中 y1 代表溫度值， k2 代表相應(yīng)的十進(jìn)制。 當(dāng)溫度值為 500℃時，對應(yīng)的十進(jìn)制是 K2500。基于以上分析，我們可以計(jì)算出模擬輸出之間的關(guān)系可以處理二進(jìn)制和十進(jìn)制任何機(jī)構(gòu)，以便與計(jì)算機(jī)和物理數(shù)據(jù)通道交互。在這篇文章中，由 PLC 模擬單元進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的應(yīng)用和傳輸，實(shí)現(xiàn)實(shí)時的模擬值和需求值不 斷比較，直到操作應(yīng)該執(zhí)行的需求值。因此在所寫的程序中將 K2500 與 DT1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較：用 CMP 指令或者基本比較指令得以實(shí)現(xiàn)，同時產(chǎn)生一個數(shù)據(jù)標(biāo)志。 在這個系統(tǒng)中 DT0， DT2，分別存儲 DT4 是實(shí)時溫度 、設(shè)定的溫度、設(shè)定的溫度上限； DT DT DT5 中分別存儲的是實(shí)時溫度所對應(yīng)的十進(jìn)制，設(shè)定的溫度所對應(yīng)的十進(jìn)制，設(shè)定的溫度上限所對應(yīng)的十進(jìn)制。 本系統(tǒng)分為全速加熱和定時保溫兩個階段。第一個階段加熱器需要持續(xù)加熱，一旦加熱溫度超過設(shè)定值就進(jìn)入第二階段。當(dāng)加熱器的第二階段不要求在比目前的價格設(shè)定的加熱溫度 被設(shè)置為高和低的電流更高的溫度下連續(xù)加熱，熱能熱加熱開始。之所以出現(xiàn)這種程序分為因?yàn)闊醿刹糠纸M成第二階段一再要求就業(yè)狀況的變化。若共用一段程序，然后，當(dāng)?shù)诙A段中，在加熱的低溫下，停止高就的加熱溫度。加熱器工作狀態(tài)改變太頻繁，大大縮短了工作壽命。因此，程序的第二個段落收集每分鐘一次，然后比較溫度，減少改變加熱器的工作狀態(tài)的頻率，延長了加熱器的使用壽命。 設(shè)計(jì)要求 a PLC 可以監(jiān)視爐的溫度 。 b 按下觸摸屏上的按鈕，在“蓋”，蓋會自動打開電梯爐自動升起 。 c 按上爐內(nèi)的電梯觸摸屏按鈕，在“關(guān)”自動下降，馬 上就當(dāng)蓋子自動關(guān)閉底部 d“回火”按鈕觸摸屏上之后， LED 燈閃爍 10 秒，同時開始全加熱，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值時，絕緣進(jìn)普通相位，時間和半小時停止加熱 。 e 每爐溫分鐘內(nèi)檢測一次，并顯示在觸摸屏上 。 f 定時孵育時間后，蜂鳴器鳴叫 10 秒告知治療結(jié)束 。 g 當(dāng)加熱溫度超過上限會報警，報警 LED 閃爍的現(xiàn)象蜂鳴器的聲音。 基于 PLC 的電阻爐溫度控制系統(tǒng) 11 第 4 章 硬件設(shè)計(jì) 的介紹 的介紹 PLC是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，英文名：可編程控制器，和用于個人計(jì)算機(jī)（ PC）來區(qū)分，一般簡稱 PLC?？删幊踢壿嬁刂破鳎?PLC）是一 種計(jì)算機(jī)應(yīng)用繼承理論，自動控制技術(shù)和通信技術(shù)作為一種新型的自動裝置集成。其優(yōu)異的性能，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域。 PLC的快速發(fā)展經(jīng)歷了四個更換。表 41。 表 41 可編程控制器功能表 代次 器件 功能 第一代 1位處理器 邏輯控制功能 第二代 8位處理器及存儲器 產(chǎn)品系列化 第三代 高性能 8位微處理器及位片式微處理器 處理速度提高，向多功能及聯(lián)網(wǎng)通信 第四代 16位、 32位微處理器及高性能位片式微處理器 邏輯、運(yùn)動、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)功能的多功能 PLC 的基本組成 組成模塊 PLC一般分為模塊 CPU模塊 PLC模塊 I / O模塊，內(nèi)存模塊，電源模塊，背板或架子。原理圖設(shè)計(jì)，采用 PLC模塊，它是創(chuàng)造了一個類型的總線結(jié)構(gòu)屬于的。 C P U存 儲 器電 源 部 分輸入接口單元輸出接口單元編 程 設(shè) 備按 鈕行 程開 關(guān)接 觸 器電 磁閥指 示 燈 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 圖 41 PLC結(jié)構(gòu)框圖 EM 235 模塊由傳感器如通過施加信號電流成模擬信號輸入的模塊結(jié)構(gòu)的電壓轉(zhuǎn)換成一個 1? 5V系統(tǒng)模塊檢測到的輸入的模擬的溫度，然后經(jīng)處理的數(shù)字中的應(yīng)用程序的PLC，所以我們選擇了西門子 EM2354TC模擬量輸入模塊。四個輸入一個 輸出點(diǎn)。不用的輸入點(diǎn)進(jìn)行短接。如硬件連線圖中 B+和 B、 C+和 C、 D+和 D。 西門子 s7200 S7200 系列 PLC 有四個不同的基本單元和擴(kuò)展單元提供七種型號。其系統(tǒng)配置包括基本單元，擴(kuò)展單元，編程，存儲卡，作家，文本顯示。 PLC使用 CPU226。它有 24個輸入和 16路輸出。如表 42所示 S7200系列。 表 42 S7200 系列 PLC 中 CPU22X 的基本單元 型 號 數(shù)字量輸入點(diǎn) 數(shù)字量輸出點(diǎn) 可帶擴(kuò)展模塊數(shù) 模擬量 I/O 數(shù)字量輸入特性 PPI、 MPI/波特率 S7200CPU221 6 4 0 無 24V DC， 4mA 、 、 S7200CPU222 8 6 2 個擴(kuò)展模塊 無 24V DC， 4mA 、 、 S7200CPU224 14 10 7 個擴(kuò)展模塊 無 24V DC， 4mA 、 、 S7200CPU224XP 24 16 7 個擴(kuò)展模塊 2/1 24V DC， 4mA 、 、 S7200CPU226 24 16 7 個擴(kuò)展模塊 無 24V DC， 4mA 、 、 基于 PLC 的電阻爐溫度控制系統(tǒng) 13 傳感器 設(shè)計(jì)時采用 的 K 型熱電偶傳感器，屬于熱電偶溫度傳感元件，溫度信號可轉(zhuǎn)換成熱電動勢信號。熱電偶傳感器工作的基本原理：兩個不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料 A和 B焊接在一起以形成閉合電路。當(dāng)兩個連接 1和 2 與差之間的溫度下會產(chǎn)生一定量的導(dǎo)體 A和 B之間的強(qiáng)度，這將凝聚塑造電流環(huán)路小的，這種現(xiàn)象被有效地稱為暖現(xiàn)象。利用這一效果與熱電偶工作。 我們通常可以編程熱電偶分為兩類，熱電偶標(biāo)準(zhǔn)熱電偶不是另一種標(biāo)準(zhǔn)。它指的是一個標(biāo)準(zhǔn)的溫暖能量熱電偶 標(biāo)準(zhǔn)溫度和容量，熱電偶分度表之間的關(guān)系，它有與其配套的顯示儀表可供選擇。 固態(tài)繼電器 固態(tài)繼電器（縮寫 SSR），是由微電子電路，分立電子元件，非接觸式開關(guān)功率電子功率器件的組合物。與隔離器件實(shí)現(xiàn)的控制端子和負(fù)載端子隔離。輸入固態(tài)繼電器具有小的控制信號，直接驅(qū)動高電流負(fù)載。固態(tài)繼電器是無觸點(diǎn)電子開關(guān)，在切換過程沒有機(jī)械接觸構(gòu)件的隔離。 硬件連線圖 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 圖 42 硬件連線圖 （ 1）西門子 S7200 系列 PLC， CPU 226系列，當(dāng)消防第五，跑燈剎車溫度指示燈亮是正常的光照條件下，溫度過高（ 警示燈）光，熱燈很可能是在爐內(nèi)的情況下通過改變狀態(tài)指示燈 5集。穩(wěn)壓 PID 數(shù)字轉(zhuǎn)換器 Plc的后 K型分檢測爐溫電阻熱電偶負(fù)責(zé)，溫度信號被轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號，模擬。其結(jié)果是根據(jù)加熱時間和非熱時間（ 10秒）的循環(huán) PID 控制。這樣打開時傳遞的熱量，它可以是一個電阻爐加熱在加熱狀態(tài)停止，反之亦然。 （ 2） I/O點(diǎn)地址分配如表 43所示 序號 名稱 功能 1 啟動按鈕 2 爐門狀態(tài)開關(guān) SQ1 3 爐門狀態(tài)開關(guān) SQ2 4 爐門位置開關(guān) SQ3 5 爐門位置開關(guān) SQ4 6 SQ1 7 SQ2 8 SQ3 9 SQ4 10 溫度傳感器 ST AIW0 11 電爐絲加熱 Uc 12 電機(jī) M1 正轉(zhuǎn) 13 電機(jī) M1 反轉(zhuǎn) 14 電機(jī) M2 正轉(zhuǎn) 15 電機(jī) M2 反轉(zhuǎn) 16 模擬量輸出 Uc AQW0 表 43 I/O點(diǎn)地址分配 基于 PLC 的電阻爐溫度控制系統(tǒng) 15 第 5 章 控制算法描述 程序流程圖 在圖中所示的程序流程圖。 51,52,53，一個主程序，兩個子程序。 運(yùn) 行 P L C初 始 化 安 全 燈I 0 . 0 = ？初 始 化 運(yùn) 行指 示 燈調(diào) 用 子 程 序 0調(diào) 用 子 程 序 1每 1 0 s 調(diào) 用 一 次 子 程 序 2爐 子 加 熱I 0 . 0 = 0I 0 . 0 = 1 圖 51主程序 該程序運(yùn)行：運(yùn)行 PLC，開始跑燈， PWM 技術(shù)的應(yīng)用為粗調(diào)，微調(diào)，那么 PID控制。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 設(shè)置基于 PID控制的結(jié)果，今后一個時期的加熱時間。將加熱爐加熱。 讀 入 溫 度 并轉(zhuǎn) 換把 實(shí) 際 溫 度 值 放 于 V D 3 0 中調(diào) 用 P I D 指 令時 間 寄 存 器 加 1 0 s設(shè) 定 下 一 周 期 內(nèi) 的 加 熱 時 間返 回 讀 入 溫 度 并轉(zhuǎn) 換把 實(shí) 際 溫 度 值 放 于 V D 3 0 中調(diào) 用 P I D 指 令時 間 寄 存 器 加 1 0 s設(shè) 定 下 一 周 期 內(nèi) 的 加 熱 時 間返 回 初 始 化粗 調(diào)溫 度 = ？微 調(diào)溫 度 在 7 4 到 9 4攝 氏 度 之 間返 回 圖 52 子程序 0 應(yīng)用 PWM技術(shù)進(jìn)行粗調(diào)、微調(diào) 基于 PLC 的電阻爐溫度控制系統(tǒng) 17 讀 入 溫 度 并轉(zhuǎn) 換把 實(shí) 際 溫 度 值 放 于 V D 3 0 中調(diào) 用 P I D 指 令時 間 寄 存 器 加 1 0 s設(shè) 定 下 一 周 期 內(nèi) 的 加 熱 時 間返 回 圖 53子程序 1 根據(jù)轉(zhuǎn)換為加熱時間（ 010S）作為加熱時間為下一個加熱周期的溫度差的大小采樣 PID調(diào)節(jié)器之后 STEP 7 Micro/WIN32 軟件介紹 STEP7Micro/ WIN32 軟件的功能強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)的程序各式各樣，界面窗口友好，方便數(shù)據(jù)的查收與運(yùn)用。易于使用的 S7200系列 PLC 編程軟件能夠很好的運(yùn)營以下三種模 式：LAD（梯形圖）， FBD（功能塊圖）和 STL（語句表）。 STEP7Micro/ Win32 程序可以很好的提供在線編輯，監(jiān)視和調(diào)試。 PWM 技術(shù) 脈沖寬度調(diào)制（ PWM）是通過應(yīng)用微處理器的數(shù)字信號輸出的用于控制模擬電路的河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18