【導讀】溫度檢測環(huán)節(jié)、積分分離PID算法以及過零數字觸發(fā)電路的設計。和標度變換后得到實際爐溫。導通時間，調節(jié)爐溫的變化使之與給定恒溫值一致。達到恒溫控制目的。易行和可靠，同時也提高了產品質量和減輕人工勞力負擔。中具有一定參考價值。

　　

【正文】 當實際溫度與溫度給定值相等時，系統(tǒng)發(fā)出恒溫指示信號（ Y4=1，綠燈亮）。恒溫指示程序 如圖 313 所示： 圖 313 恒溫顯示程序 將實際溫度值（ D5）與溫度設定值（ D4）進行比較，如果相等則令Y4 為 ON，恒溫指示燈亮。同時令觸發(fā)脈沖個數為 0，系統(tǒng)將不對電阻爐加熱。 報警程序 將 A/D 轉換的數字量與 2047 比較，若連續(xù)兩次檢測到 A/D 轉換的數字量大于 2047，則表示斷偶，系統(tǒng)輸出斷偶報警信號， Y5 為 ON，亮紅燈。如 圖 314 所示。 圖 314 報警程序 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 27 第四章 總結與展望 總結 本文主要是針對“基于 PLC的模擬量控制”的研究。 PLC完成對系統(tǒng)現場的控制過程。通過功能模塊實現了對模擬量、開關量、脈沖量的轉換，從而達到了對上述變量的控制，以及顯示、報警等功能。同時，控制系統(tǒng)現場對變量的變換有著直觀的顯示作用。 本文所做的主要工作 : （ 1）溫度設定由輸入端口獲得（十進制輸入），具備實時顯示和報警功能，人機界面良好。 （ 2） PLC編程實現 積分分離 PID算法。 （ 3）基于 PLC模擬量控制和過程控制實現溫度控制。 （ 4）過零觸發(fā)晶閘管實現電功率的控制。 由于本人能力尚存在不足，同時時間、條件的限制令本次系統(tǒng)的開發(fā)尚存在著不足，在今后的學習以及工作中會不斷克服障礙 展望 由于 PLC的諸多優(yōu)點，也已經在工控領域得到了廣泛引用， 但是，還沒有形成系統(tǒng)化、理論化的開發(fā)方法。 隨著可編程序控制器技術 的發(fā)展，PLC已越來越多地應用于對模擬量的控制，所以應增加 D/A,A/D轉換及運算功能的仿真。同時，要盡量抑制干擾，尤其是控制回路之外的干擾。 過程控制 系統(tǒng)開發(fā)工具功能的不斷完善，使過程控制將具有更廣闊的應用前景，對我國國民生產生活各個領域的自動化水平的提高都有著重要的意義。 隨著微機的軟硬件技術和網絡通訊技術的飛速發(fā)展，工業(yè)自動化領域發(fā)生了革命性的技術進步。而 PLC及工控機作為工業(yè)控制的設備基礎，通過技術的不斷革新，在工業(yè)控制中的地位日益加強，并且成為工業(yè)控制技術進步的主要工具。 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 28 致 謝 本文是在夏慶觀和路紅老師的悉心指導下完稿的。在這幾個月的學習生活中，夏老師、路老師淵博的學識，實干的作風和寬厚的師長作風，令我在生活、學習和思想上都受益匪 淺。我在學習、生活、為人等諸多方面都得到了夏老師和路老師熱心幫助和教導。夏老師和路老師創(chuàng)造性的學術思想、嚴謹的治學態(tài)度、堅持理論聯系實際的工作作風，都給我留下了深刻的印象。 在這畢業(yè)設計即將結束之際 ，我謹向夏老師和路老師表達我由衷的謝意：夏老師、路老師，謝謝你們！ 在此，我還要感謝在畢業(yè)設計過程中為我提供三菱系列資料手冊的尤正建同學，正是由于資料的齊備，才令我在課題設計中遇到障礙時，能盡快找到解決的方案。同時，我還要感謝孫文波同學和王江濤同學，感謝他們在這畢業(yè)設計的幾個月的日常生活中，給予我熱情的幫助和支持。 正是有了夏老師、路老師和以上三位同學的幫助支持，才使我的論文順利完成。 最后，我要感謝我的家人，有了他們的關心和支持，我才有機會迎來這個人生重要階段的結束，同時又開啟了一扇走向嶄新未來的大門。 衷心感謝所有關心、支持和幫助過我的老師和同學，謝謝大家！ 汪竹杰 二 ?一一年五月 于南京 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 29 參 考 文 獻 [1] 郁漢琪主編 . 電氣控制與可編程序控制器應用技術 [M]. 南京：東南大學出版社， 2020 [2] 張永豐、劉祖潤主編 . 畢業(yè)設計指導 [M]. 北京：工業(yè)大學出版社， 1996 [3] 賴壽宏主編 . 微型計算機控制技術 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社， 2020 [4] 方承遠主編 . 工廠電氣控制技術（第二版） [M]. 北京：機械工業(yè)出版社， 2020 [5] 王炳實主編 . 機床電氣控制 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社， 1999 [6] HEWLETTPACKARD 8175A Digital Signal Generator. Operating and Programming Guide. [7] 張萬忠主編 . 可編程序控制器應用技術 [M]. 北京：化學工業(yè)出版社， 2020 [8] 尚雅層，趙朝蘭主編 . Electromechanical Engineering English Readings [M]. 西安：電子科技大學， 1994 [9] 三菱公司編 . 三菱 FX 系列可編程序控制器特殊功能模塊用戶手冊， 2020 [10] 三菱公司編 . 三菱可編程序控制器應用 101 例， 1994 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 30 附錄一 三 菱 FX系列 PLC 指令一覽表 一、基本指令 （本系統(tǒng)所涉及） 指令助記符、名稱 功能 指令助記符、名稱 功能 [LD]取 觸點運算開始 [ORB]電路塊或 串聯電路塊的并聯連接 [LDI]取反 觸點運算開始 [OUT]輸出 線圈驅動指令 [LDP]取脈沖 上升沿檢測運算開始 [SET]置位 線圈接通保持指令 [LDF]取脈沖 下降沿檢測運算開始 [RST]復位 線圈接通清除指令 [AND]與 串聯連接 [MPS]進棧 運算存儲 [ANDI]與非 串聯連接 [MRD]讀棧 存儲讀出 [OR]或 并聯 連接 [MPP]出棧 存儲讀出與復位 [ORI]或非 并聯連接 [NOP]空操作 無動作 [ANB]電 路 塊與 并聯電路塊的串聯連接 [END]結束 順控程序結束 二、功能指令 （本系統(tǒng)所涉及） 指令分類 功能號 FNC NO. 指令助記符 功能 程序流程 00 CJ 條件跳轉 01 CALL 子程序調用 02 SRET 子程序返回 03 IRET 中斷返回 04 EI 中斷許可 05 DI 中斷禁止 06 FEND 主程序結束 指令分類 功能號 FNC NO. 指令助記符 功能 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 31 傳送與比較 10 CMP 比較 11 ZCP 區(qū)域比較 12 MOV 傳送 18 BCD BCD 轉換 四則邏輯運算 20 ADD BIN 加法 21 SUB BIN 減法 22 MUL BIN 乘法 23 DIV BIN 除法 24 INC BIN 加一 數據處理 40 ZRST 批次復位 外圍設備 I/O 70 TKY 數字鍵輸入（十鍵） 73 SEGD 7 段譯碼 78 FROM BFM 讀出 79 TO BFM 寫入 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 32 附錄二 熱電偶溫度傳感器和信號放大器 （ 1）熱電偶傳感器 熱電偶傳感器是工業(yè)溫度測量中應用最廣泛的一種傳感器，具有精度高、測量范圍廣、構造簡單、使用方便等優(yōu)點。 熱電偶是由兩種不同材料的導體 A 和 B 連接在一起構成的感溫元件，如圖 F1 所示 。 圖 F1 熱電偶測溫原理圖 A 和 B 的兩個接點 1 和 2 之間存在溫差時，回路中便產生電動勢，形成一定大小的電流，這一現象稱為熱電效應，也叫溫差電效應。熱電偶就是利用這個原理測量溫度的。 如圖 F21 所示，熱電偶的一端是將 A、 B 兩種導體焊接在 一起，稱為工作端，置于溫度為 Q 的被測介質中；另一端稱為參比端，也稱自由端或冷端，該端的 A、 B 兩種導體是隔開的，放在溫度為 0Q 的恒定溫度下。當工作端（即被測介質）溫度發(fā)生變化時，熱電偶斷開處的熱電勢隨之發(fā)生變化，將它放大后送入顯示、記錄儀表或 A/D 轉換器，即可得到工作端的溫度值。 熱電偶兩端的電勢可用下式表示 ： QE = ABe （ Q ） ABe （ 0Q ） 式中： QE 為熱電偶的熱電勢； ABe （ Q ）是溫度為 Q 時的熱電勢； ABe （ 0Q ）是溫度為 0Q 時的熱電勢。 當冷端的溫度 0Q 恒定時，熱電勢是工作端溫度的單值參數： QF =f（ Q ）。 從理論上講，只要是兩種不同性質的導體都可配置成熱電偶，但實際并非如此。組成熱電偶時還要考慮靈敏度、精確度、可靠性、穩(wěn)定性等條件。 熱電偶的種類很多，每一種熱電偶都有一個代號和分度號，以便選擇和配備二次儀表。我國統(tǒng)一設計的幾種工業(yè)常用熱電偶的材料、代號、分南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 33 度號及測量范圍如表 F2 所示。 表 F2 幾種常用熱電偶的材料成分、代號、分度號及測溫范圍表 名稱 材料成分 代號 分度號 測量溫度范圍 正級 負級 銅 — 康銅 純銅 康銅 WRC CK 200~+300 鎳鉻 — 考銅 鎳鉻 考銅 WRK EA2 0~800 鎳鉻 — 鎳硅 鎳鉻 鎳硅 WRN （ K） BU2 0~1300 鎳鉻 — 鎳鋁 鎳鉻 鎳鋁 WRN EU2 0~1200 鉑銠 10— 鉑 鉑銠 純鉑 WRP （ S） LB3 0~1600 鉑銠 30— 鉑 6 鉑銠 鉑銠 WRP LB2 0~1800 熱電偶的輸出電勢與工作 端溫度的關系是一單調非線性函數。不同分度號的熱電偶，有不同的溫度 電勢關系，分度表是冷端為 0 度時的工作端溫度 電勢關系的表格表示，分度曲線則是其圖形表示，它們都是設計溫度檢測環(huán)節(jié)的重要依據。各分度號的分度表、分度曲線請查閱《電機工程手冊》第二卷附錄。 （ 2）半導體集成（ IC）溫度傳感器 IC 溫度傳感器是利用半導體 PN 結的電流、電壓與溫度有關這一特性進行溫度 — 電流（或電壓）變換。這種傳感器輸出線性好，精度也比較高，而且把傳感器驅動電路、信號處理電路等與溫度部分一起集成在同一個芯片上，因而體積小，使用方便。如 AN670 LM13 AD590 等。 LM134 是一種 IC 溫度傳感器。 LM134 的測量范圍為 55 度 ~125 度，可為 3~40V。 IC 溫度傳感器在 PLC 控制系統(tǒng)中，通常用于室溫（或環(huán)境溫度）檢測，以便 PLC 對爐溫測量值進行補償。 （ 3）信號放大器 檢測信號的放大，一般采用集成運算放大器。所選擇的放大器應具有放大倍數大、共模抑制比高、溫漂小的特點。在工業(yè)生產現場，信號中常常迭加有較高的共模干擾電壓，有時可達上百伏。為了防止這樣大的干擾信號損壞放大器，通常在輸入回路加入低通濾波環(huán)節(jié)，或經隔離后送放大器。 F007 是目前國內應用極為廣泛的一種高增益通用運算放大器，其主要特點是輸入級采用了 NPN 和 PNP 兩種極性晶體管構成的共集 —— 共基互南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 34 補差動電路，具有很寬的共模及差模電壓范圍。同時該放大器的各級均采用有源負載，所以雖然只有兩級增益級，卻可獲得高達 5 萬倍到 10 萬倍的電壓增益。它的內部還設有輸出短路保護，輸入也有保護措施，應用中不堵塞。它采用內部補償方式，并設有外接調零端。其外引線排列（頂視）如圖 F3 所示。 圖 F3 F007 外引線排列 F007 的電特性： TA=25℃ ， V+=+15V， V=15V。其他參數如表 F4 所示。 表 F4 F007 的主要參數 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 35 附錄三 系統(tǒng)程序（梯形圖） 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 36 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 37 南京工程學院自動化學院本科畢業(yè)設計（論文） 38