【導(dǎo)讀】PLC、VB等硬、軟件的特性。在程序中利用PID算法對(duì)固態(tài)繼電器輸出占空比。來控制固態(tài)繼電器的“通”、“斷”，實(shí)現(xiàn)VB平臺(tái)的上位機(jī)監(jiān)控。S7-200系列的PLC，CPU221模塊、模擬量EM231模塊。程更加靈活、準(zhǔn)確，從而使本系統(tǒng)適應(yīng)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。

　　

【正文】 rgechange：返回或設(shè)置當(dāng)單擊滾動(dòng)條區(qū)域時(shí)，滾動(dòng)條控件的 value 屬性值的改變量。 label 控件： autosize wordwrap true 或 false，表示控件大小是否自動(dòng)變化以顯示全部?jī)?nèi)容 backstyle 0 或 1，表示標(biāo)簽框是否透明 borderstyle 設(shè)置控件是否有邊框 程序設(shè)計(jì) 窗體整體框架結(jié)構(gòu) 圖 窗體 整體框架結(jié)構(gòu) 主 界 面 通信 溫度設(shè)定 PID 參數(shù)設(shè)定 顯示曲線 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 PID 部分流程圖（數(shù)字增量型） 圖 PID部分流程圖 填寫代碼 雙擊窗體后，開始寫入代碼，首先要定義變量，然后開始每一個(gè)部分的編程。 溫度曲線，定義 picturebox 控件的坐標(biāo)、背景顏色等，然后通過函數(shù) ((TimeCountX 1) * 10, DataFromComLastX)(TimeCountX * 10, DataFromComX), vbWhite。 (0, )(3000, 輸入采樣 設(shè)定值采樣 Ek=設(shè)定值 輸入值 Ti=0 ？ Y N PID 參數(shù) B = Kp * (1 + 2 * Td) A = Kp * (1 + Td) A = Kp * (1 + 1 / Ti + Td) Uk = Uk1 + A * Ek B * EK1 + C * EK2 EK1 = Ek EK2 = EK1 Uk1 = Uk 輸出 Uk 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 ), vbYellow,將溫度曲線和設(shè)定的曲線在 picturebox 中顯示。 通信，本程序的通信方式為西門子公司提供的 Prodave 方式，需要添加一個(gè)模塊，并在 Windows 中安裝 Prodave 程序，寫入簡(jiǎn)單的代碼后就可以通信了。 PID 算法，有了采來的溫度值和設(shè)定的溫度值就可以進(jìn)行 PID 運(yùn)算了，算式為 Uk = Uk1 + Kp * (Ek EK1) + ki * Ek + kd * (Ek 2 * EK1 + EK2)，這是的輸出量為數(shù)字量。 輸出，輸出部分是一個(gè)數(shù)字量，這個(gè)數(shù)字量就是輸出控制時(shí)間的占空比，周期為 10s，由 PLC 中的 CPU 模塊的數(shù)字量輸出控制固態(tài)繼電器。 調(diào)試，初步設(shè)計(jì)完成以后就要對(duì)程序中要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行測(cè)試，如果有問題就要仔細(xì)檢查并更正，然后要對(duì) PID 參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，觀察曲線的變化，選擇一組較好的數(shù)據(jù)。 后期制作 寫入程序的注釋，然后對(duì)整個(gè)窗體進(jìn)行優(yōu)化布局，盡量整齊，添入圖標(biāo)，添加一個(gè)窗體寫入“關(guān)于”信息。 圖 運(yùn)行效果 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 6 硬件連接及軟件測(cè)試 初步測(cè)試及硬件連接 按電路連接圖連 接好 PLC 的外圍電路，鉑電阻不必放到電熱爐中，通過室溫測(cè)量就可以對(duì) PLC 進(jìn)行調(diào)試了。 將編 寫 好的梯形圖程序通過上位機(jī) STEP7MicroWIN 軟件下載到 PLC 中。 用鉑電阻采集到數(shù)據(jù)通過算法轉(zhuǎn)換成溫度值，以及從上位機(jī)中送入 PLC中一個(gè)數(shù)據(jù)，觀察溫度數(shù)值和 PLC 輸出的變化，查看是否正常，如果不正常，先檢查硬件電路，然后檢查梯形圖程序， VB 通信設(shè)置以及相關(guān)代碼，直到無誤為止。 在 VB 程序中，對(duì)個(gè)個(gè)控件進(jìn)行測(cè)試，查看能否實(shí)現(xiàn)其功能，窗體如圖 圖 測(cè)試 上述測(cè)試完成后，要對(duì)算法進(jìn)行測(cè)試， 在本設(shè)計(jì)中溫度的自動(dòng)控制是通過 PID 算法來實(shí)現(xiàn)的，我們首先要設(shè)定一個(gè)溫度值（目標(biāo)溫度值），運(yùn)行程序后沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 28 觀察輸出，分兩種情況，一 、 當(dāng)實(shí)際溫度值大于設(shè)定值時(shí)，輸出是否是停止加熱狀態(tài)，二 、 當(dāng)實(shí)際溫度值小于設(shè)定值時(shí)，輸出是否是加熱狀態(tài)，如果不是，應(yīng)立即對(duì)算法進(jìn)行改進(jìn)。 完成測(cè)試 初步測(cè)試完后，就可以進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試。打開 VB 軟件窗體界面并運(yùn)行程序，觀察界面里系統(tǒng)顯示的信號(hào)是否正常，如果有不正常的情況出現(xiàn)，分析可能存在的原因并修復(fù)，然后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行精確測(cè)試，將鉑電阻放入電熱爐中，觀察溫度曲線的變化以及輸出控制信號(hào)的變化 ，適當(dāng)?shù)膶?duì) PID 參數(shù)進(jìn)行修改，反復(fù)測(cè)試后，得到一組最佳的參數(shù)。測(cè)試結(jié)束。 運(yùn)行結(jié)果如圖： 圖 運(yùn)行結(jié)果 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 29 結(jié)論 在本系統(tǒng)中使用了西門子公司的 PLC 以及 Microsoft 公司的 Visual Basic 程序語言，采用增量型 PID 算法，系統(tǒng)的特點(diǎn)是成本低，靈活性強(qiáng)，可移植性好，能適應(yīng)復(fù)雜的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。在爐溫控制系統(tǒng)中，用 VB 程序編寫操作界面，通過 Prodave 方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，硬件部分由 PLC、變送器、固態(tài)繼電器、鉑電阻組成。本設(shè)計(jì)完成后基本實(shí)現(xiàn)了預(yù)想的功能，能對(duì)電熱爐進(jìn)行溫度控制，在控制過程中進(jìn)行了多組的 PID 參數(shù)的測(cè)試，在調(diào)整 PID 時(shí)，首先只進(jìn)行對(duì)比例（ P）系數(shù)的調(diào)整，在得到一個(gè)較好的控制效果后，將積分（ I）系數(shù) 加入進(jìn)行調(diào)節(jié)，最后將比例、積分、微分（ PID）結(jié)合起來進(jìn)行試驗(yàn)，直至得出一個(gè)控制效果較好為之 。 通過此次設(shè)計(jì)，對(duì) 溫度控制系統(tǒng)總結(jié)出以下幾個(gè)特點(diǎn)： 靈活性好，可以在任意的現(xiàn)場(chǎng)和機(jī)器中使用，對(duì)環(huán)境要求低。 擴(kuò)展性強(qiáng)， PLC 可以連接很多個(gè)模塊，實(shí)現(xiàn)更多的功能。 成本低，無論是 VB 還是 PLC 它們的性價(jià)比都很高。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 30 致謝 感謝陳亮老師及于鵬學(xué)長(zhǎng)的細(xì)心指導(dǎo)，感謝測(cè)控教研組各位老師的幫助，感謝測(cè)控班所有幫助過我的同學(xué)， IBM 有句著名的宣傳詞叫“ The future is OPEN”，我認(rèn) 為這句話有兩層意思，第一層意思是技術(shù)的進(jìn)步需要所有的人共同的努力，開源的世界里面所有的人都可以貢獻(xiàn)自己的力量去讓技術(shù)進(jìn)步，像 linux，我們可以感覺到它正在改變我們的世界；第二層的意思是，每一個(gè)都貢獻(xiàn)自己的力量去幫助別人，在幫助別人的同時(shí)，也幫助了我們自己?，F(xiàn)在，我再次向所有幫助過我的人表示衷心的感謝。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 31 參考文獻(xiàn) [1]蔣加伏、張林峰 Visual Basic 程序設(shè)計(jì)教程 北京郵電大學(xué)出版社 2020 [2]廖常初 PLC 編成及應(yīng)用 機(jī)械工業(yè)出版社 2020 [3] 施仁，劉文江，鄭輯光．自動(dòng)化儀表與過程控制．第三版．電子工業(yè)出版社， [4] 任彥碩．自動(dòng)控制原理 [M]．機(jī)械工業(yè)出版社， [5] 王錦標(biāo)，方崇智．過程計(jì)算機(jī)控制 [M]．第二版 .清華大學(xué)出版社， 1992 [6] 西門子（中國）自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán) 官方網(wǎng)站 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 32 附錄 A 日文原文 プログラム制御製造器を編集して工業(yè)が領(lǐng)域を制御するときで応用して並びに PLC は過程を応用していて、注意す る少しの問題を求める キーワード： PLC の工業(yè)は抗妨害の布の糸が接地を制御する 簡(jiǎn)は述べる 多年に來て、プログラム制御製造器（以下は PLCを略稱する）を編集してそれから生じて今まで、接線ロジックがロジックを保存する飛躍に到達(dá)することを?qū)g現(xiàn)して；その機(jī)能は弱い到から強(qiáng)くて、ロジックが數(shù)字制御した進(jìn)歩に制御することを?qū)g現(xiàn)して；小さいときからそれは応用する領(lǐng)域の到大、単一の體裝置が簡(jiǎn)単に制御することを運(yùn)動(dòng)することを擔(dān)當(dāng)する能力があることを制御可能であったことを?qū)g現(xiàn)して、過程は制御して定期市は制御などの諸般の任務(wù) のものを散らして跨ぐ。今日の PLC は量を模倣することと取り組んでいて、數(shù)字は運(yùn)算して、人器の継ぎ目とネットワークの諸方の面能力の都の已大幅は高まって、工業(yè)が領(lǐng)域を制御することの主流が裝置を制御することになって、各業(yè)種にますます発揮している大きい作用。 二、領(lǐng)域を応用して PLC で 當(dāng)面で、 PLC はいて國內(nèi)外にすでに広範(fàn)にスチールに応用して、石油、化學(xué)工業(yè)、電力、建材、機(jī)械的に製造して、自動(dòng)車、軽く紡いで、交通は運(yùn)送して、環(huán)境保護(hù)と文化娯楽など箇々に業(yè)界、使用して情況は主要に下記のとおりのこととすることを分ける 幾の類： 伝統(tǒng)的継電器電気回路に替わって、ロジックが制御することを?qū)g現(xiàn)して、順に制御して、すでに于単臺(tái)設(shè)備工事をした制御を用いることができて、同様に于多飛行機(jī)群で訴えて自動(dòng)化可能だライン。型流し器のよう、印刷機(jī)、製本は機(jī)械的です、組み合わせ器ベッド、グラインダー、糸を生産することを包裝して、ラインなどに電気メッキをさす。 工業(yè)に過程の半ばを生産する、溫度のいくらかのように存在する、圧力、沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 33 流量、液の位和速度などが連続的に変化し（即ち量を模倣 する）をはかって、PLC は銘々の A を採用して／ D と D は／ A はモジュールと色々な制御算法手順が量を模倣することと取り組むことに來ることを転換して、環(huán)をクローズして制御することを完成する。 PIDは比較的に多い 1種の調(diào)節(jié)方法だけ環(huán)狀の制御系役立ちを一般的にクローズすることであることを調(diào)節(jié)する。過程は制御して冶金していて、化學(xué)工業(yè)、熱処理、ボイラー制御などの場(chǎng)合には非常に広範(fàn)な応用がある。 PLC は円周運(yùn)動(dòng)の或直線運(yùn)動(dòng)の制御に用いることができる。同じに専用を使用する運(yùn)動(dòng)はモジュールを制御する 、ステップ電気機(jī)械を駆動(dòng)可能にあるいは電気機(jī)械に世話をする?yún)g一の軸の或のように何軸かはモジュールを制御することを掲載して、広範(fàn)に諸般の機(jī)械に用いて、器ベッド、機(jī)器の人、エレベーターなどの場(chǎng)合。 PLC は數(shù)學(xué)が運(yùn)算を持っている （マトリックスが運(yùn)算することを含んで、関數(shù)は運(yùn)算して、ロジックは運(yùn)算して）、データは伝わって、データは転換して、序を並べて、検針して、位操作などの機(jī)能、データの採集を完成可能に、分析と処理。データは一般的に于如製紙を用と取り組んで、冶金して、食品工業(yè)中の少しの 大型制御系。 PLC は PLC 間の通信と PLC と他の知能裝置間の通信を含むことを伝達(dá)する。工場(chǎng)自動(dòng)化ネットワークの発展と、現(xiàn)在の PLC は全部継ぎ目を伝達(dá)することを持っていて、非常に好都合を伝達(dá)する。 特長(zhǎng)を応用して PLC で 、抗妨害能力は強(qiáng)い 高確実性は電気が設(shè)備工事をした肝心の性能を制御することです。 PLC現(xiàn)代のＬＳＩの技術(shù)を採用するので、採用が厳格である生産工業(yè)技術(shù)は製造する、內(nèi)部電気回路は新鋭の抗妨害技術(shù)をとって、とても高い確実性を持っている。 PLC が制御系を構(gòu) 成することを使用して、同等な規(guī)模の継の電接觸器系と比べる、電気接線とスイッチ接點(diǎn)はすでに數(shù)百の 1パーミルを數(shù)えることさえを減らすことができて、事故は同様にすぐ大いに下がる。このほか、 PLC はハ沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 34 ードウェア事故が自分で機(jī)能を検出することを帯びて、出現(xiàn)する事故の時(shí)は警報(bào)情報(bào)をすぐに差し出すことができる。ソフトウェアを応用することに、応用者はことの組み入れた周辺の器の件の事故を還して當(dāng)然に手順を診斷して、系中の PLC を除いた電気回路と裝置に同様に事故が當(dāng)然に保護(hù)すると診斷することを獲得する。こんなにして、全體系はき わめて高い確実性をする。 、機(jī)能は完全で、適用性は強(qiáng)い PLC は今日に進(jìn)んで、すでに諸般の規(guī)模のシリーズ化生産物を形成して、諸般の規(guī)模に用いることができる工業(yè)は場(chǎng)合を制御する。ロジックを除いて機(jī)能と取り組んで、 PLCの大きさはどれだけか完全なデータが能力を運(yùn)算することを持っていて、諸般の數(shù)字に用いて領(lǐng)域を制御可能です。様々の機(jī)能単元は大量で大量に出現(xiàn)して、 PLC に制御することを掲載することに到達(dá)したことにしみ込んで、溫度は制御して、 CNC などの諸般の工業(yè)制御中。 PLC が能力の増強(qiáng)と人器の境の面技術(shù)的発展を伝達(dá)することに加えて、 PLC が諸般の制御系を組成して非常にやさしく変わることを使用する。 、よく工事技術(shù)者が歓迎を受ける PLC は工鉱企業(yè)に向く仕事が裝置を訴えることです。それは他人の話を受けて話してやさしくて、プログラミング言語は工事技術(shù)者のために受け取ることが容易です。臺(tái)形の図言語の図形符號(hào)と表現(xiàn)方式と継電器電気回路図は余程で接近して、エレクトロニックの電気回路を熟知しないため、計(jì)算機(jī)原理と集成言語の人が工業(yè)制御した便利におしまいにすることを打開 することのドアに従事することが分からない。 、仕事は度量が小さくて、好都合を守って、やさしく改造する PLC はメモリーロジックを接線ロジックに代える、大いに裝置外部を制御する接線を減らして、制御系に設(shè)計(jì)して、建った周期、大きく短縮することとする、同時(shí)に、日常、やさしく同様に起きるほど変わることを守って、いっそ