【導(dǎo)讀】人工來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制是比較困難的。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi),PLC（可編程控。小、能耗低等顯著特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)的自動(dòng)控制之中。中,常常選用PLC作為現(xiàn)場(chǎng)的控制設(shè)備,作為下位機(jī)來(lái)完成控制。控、管理、分析和存儲(chǔ)等功能。這種監(jiān)控系統(tǒng)充分利用了PLC和計(jì)算機(jī)各自的。本文就是在PLC和VB開(kāi)發(fā)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)。的一套溫度控制系統(tǒng)。以基于PLC的下位機(jī)和完成可視化界面功能的上位機(jī)相。結(jié)合,構(gòu)建成分布式控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了溫度自動(dòng)控制。準(zhǔn)確度，對(duì)溫度達(dá)到很好的控制。

　　

【正文】 4 采樣率已經(jīng)夠用，大的采樣率并無(wú)太大意義。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 結(jié) 論 PLC 以其可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、性價(jià)比高、體積小、能耗低等顯著特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)的自動(dòng)控制之中。 通過(guò) 西門子 S7200 系列的 PLC 和 VB 開(kāi)發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng) 軟件 ，我們成功設(shè)計(jì)出了 這套 溫度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)達(dá)到了快、準(zhǔn)、穩(wěn)的效 果，也達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。再加上由 VB 設(shè)計(jì)的人機(jī)界面，整個(gè)系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，控制方便，大大提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化程序和實(shí)用性。 基于 PLC 的控制系統(tǒng) 與 VB 開(kāi)發(fā)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成的 溫度控制系統(tǒng)是一個(gè)可行的、高效率的系統(tǒng)。在我們的 調(diào)試過(guò)程 中 ,調(diào)節(jié)后 ,溫度可以控制在目標(biāo)溫度 — +℃ 范圍內(nèi) ,而且加一個(gè)擾動(dòng)后 ,能夠很快實(shí)現(xiàn)平衡。從而符合我們系統(tǒng)所要求達(dá)到的目標(biāo)?？傊?,基于 PLC 和VB 開(kāi)發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)組成的 溫度控制系統(tǒng)充分考慮了中小化工企業(yè)的現(xiàn)狀和控制要求 ,可以應(yīng)用于大量類似的工況環(huán)境和場(chǎng)合。由于 PLC 和 VB 構(gòu)建的控制系統(tǒng)可靠、靈活、具有較強(qiáng)適應(yīng)性 ,它在類似的控制系統(tǒng)領(lǐng)域具有很強(qiáng)的生命力。 日后，隨著對(duì) PLC 硬件系統(tǒng)和通信方式的深入了解，還可以豐富遠(yuǎn)程控制指令，以應(yīng)對(duì)運(yùn)行過(guò)承重的各種突發(fā)事件，增加其他 PLC，通過(guò)構(gòu)建復(fù)雜的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)大型的工業(yè)控制，使該系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)更加穩(wěn)定可靠，性能更加完善。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 致謝 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成，首先要感謝的是 指導(dǎo)老師 郭 老師，從選題到定稿都是在 郭 老師的悉心指導(dǎo)下完成的。 郭 老師從一開(kāi)始的論文方向的選定，到最后的整篇文論的完成，都非常耐心進(jìn)行指導(dǎo)。給我提供了大量 的 建議，告訴我應(yīng)該注意 的細(xì)節(jié)問(wèn)題，細(xì)心的給我指出錯(cuò)誤，修改論文。 郭 老師學(xué)識(shí)淵博，對(duì)待工作一絲不茍、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度使我不僅在做論文的過(guò)程中受益匪淺，更是對(duì)我在今后的生活、工作和學(xué)習(xí)都將具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的指導(dǎo)意義。 在此，謹(jǐn)向 指導(dǎo)老 師 郭 老師致以崇高的敬意和衷心的感謝！ 另外，在次還要感謝 班導(dǎo)張老師 ,他廣博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、謙和的為人品質(zhì)以及平易近人的態(tài)度和對(duì)學(xué)生高度負(fù)責(zé)的精神給我留下了極其深刻的印象，使我受益匪淺。所有這些將在未來(lái)學(xué)習(xí)和工作中繼續(xù)指導(dǎo)著我前進(jìn)，在此，我衷心地感謝張老師。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 參考文獻(xiàn) [1]吳為民，王仁麗 .溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展概況 .工業(yè)爐， 2020， 24（ 2），1820 [2]李方園 .PLC 控制技術(shù) .電子工業(yè)出版社 ,2020 [3]文鋒 ,陳青 .自動(dòng)控制理論 .機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020 [4]田淑珍 .S7200 PLC 原理及應(yīng)用 .機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020 [5]柴瑞娟 , 陳海霞 . 西門子 PLC 編程技術(shù)及工程應(yīng)用 . 機(jī)械工業(yè)出版社 , 2020 [6] 建成主編 .可編程序控制器原理與應(yīng)用 .科學(xué)出版社 ,2020 [7] 鳳珊主編 .電氣控制及可編程序控制器 .北京 :中國(guó)輕工業(yè)出版社 ,2020 [8] 中俊 ,黃永紅主編 .可編程序控制器原理與應(yīng)用 .機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020 [9] 林吉 ,王豎 ,江龍康編著 .可編程控制器原理及應(yīng)用 .北京 :清華大學(xué)出版社 , 2020 [10]林卓然 . 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,因而需要尋求新的控制方法。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，嵌入式微型計(jì)算機(jī)在工業(yè)中得到越來(lái)越多的應(yīng)用。將嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用在溫度控制系統(tǒng)中，使得溫度控制系統(tǒng)變得更小型，更智能。隨著國(guó)家的“節(jié)能減排”政策的提出，嵌入式溫度控制系統(tǒng)能降低能耗，節(jié)約成本這一優(yōu)點(diǎn)使得其擁有更加廣闊的市場(chǎng)前景，而 PLC 就是最具有代表性的一員。目前智能溫度控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于社會(huì)生活、工業(yè)生 產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，適用于家電、汽車、材料、電力電子等行業(yè)，成為發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要熱工設(shè)備之一。在現(xiàn)代化的建設(shè)中，能源的需求非常大，然而我國(guó)的能源利用率極低，所以實(shí)現(xiàn)溫度控制的智能化，有著極重要的實(shí)際意義。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 在一些危險(xiǎn)作業(yè)環(huán)境而且對(duì)溫度有比較嚴(yán)格要求的情況下，單純通過(guò)人工來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的控制是比較困難的。 在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi) ,PLC（可編程控制器）以其可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、性價(jià)比高、體積小、能耗低等顯著特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)的自動(dòng)控制之中。目前的工業(yè)控制中 ,常常選用 PLC 作為現(xiàn)場(chǎng)的控制設(shè)備 ,作為 下位機(jī)來(lái)完成控制。 而上位機(jī)則是采用 軟件 開(kāi)發(fā)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 來(lái)完成工業(yè)控制狀態(tài)、流程和參數(shù)的顯示 ,實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、管理、分析和存儲(chǔ)等功能。這種監(jiān)控系統(tǒng)充分利用了 PLC 和計(jì)算機(jī)各自的特點(diǎn) ,得到了廣泛的應(yīng)用。 本文就是 在 PLC 和 VB 開(kāi)發(fā)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì) 的 一套溫度控制系統(tǒng)。以基于 PLC 的下位機(jī)和完成 可視化界面 功能的上位機(jī)相結(jié)合 ,構(gòu)建成分布式控制系統(tǒng) ,實(shí)現(xiàn)了溫度自動(dòng)控制。 提高了對(duì)溫度控制要求的準(zhǔn)確度，對(duì)溫度達(dá)到很好的控制。 本文中選 用西門子 S7200PLC 作為控制器， S7200 CPU 將一個(gè)微處理器、一個(gè)集成的電源和數(shù) 字量的 I/O 點(diǎn)集成在一個(gè)緊湊的封裝中，從而組成了一個(gè)功能強(qiáng)大的微型 PLC。在下載了程序之后， S7200 將保留所需的邏輯，用于監(jiān)控應(yīng)用程序中的輸入輸出設(shè)備。 具備模擬量輸入、輸出及運(yùn)算能力。 S7200 系列的 PLC 可提供 4 種不同的基本單元和 6 種型號(hào)的擴(kuò)展單元。其系統(tǒng)構(gòu)成包括基本單元、擴(kuò)展單元、編程器、存儲(chǔ)卡、寫入器等。 STEP7Micro/WIN32 是西門子公司專為 SIMATIC S7200 系列可編程控制器研制開(kāi)發(fā)的變成軟件，它是基于 Windows 的應(yīng)用軟件，功能強(qiáng)大，既可用于開(kāi)發(fā)用戶程序，又可以實(shí)時(shí)監(jiān) 控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。 STEP7Micro/WIN32 編程軟件的基本功能是協(xié)助用戶完成應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)，其主要實(shí)現(xiàn)以下功能：在脫機(jī)方式下創(chuàng)建用戶程序，修改和編輯原有的原有的用戶程序。在脫機(jī)方式時(shí) ,計(jì)算機(jī)與 PLC 斷開(kāi)連接，此時(shí)能完成大部分的基本功能，如編程、編譯、調(diào)試和系統(tǒng)組態(tài)等，但所有的參數(shù)和程序都只能存放在計(jì)算機(jī)的磁盤上。在聯(lián)機(jī)方式下可以與計(jì)算機(jī)建立通信關(guān)系的 PLC 直接進(jìn)行各種操作，如下載用戶程序本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 等。在編程過(guò)程中進(jìn)行語(yǔ)法檢查，可以避免一些語(yǔ)法錯(cuò)誤和數(shù)據(jù)類型方面的錯(cuò)誤。 溫度是表征物體冷熱程度的物理量 ,它可 以通過(guò)物體隨溫度變化的某些特性（如電阻、電壓變化等特性）來(lái)間接測(cè)量，傳感器能將各種物理量、化學(xué)量和生物量等信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，使得人們可以利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量、信息處理和自動(dòng)控制，但是它們都不同程度地存在溫漂和非線性等影響因素。傳感器主要用于測(cè)量和控制系統(tǒng)，它的性能好壞直接影響系統(tǒng)的性能。因此，不僅必須掌握各類傳感器的結(jié)構(gòu)、原理及其性能指標(biāo)，還必須懂得傳感器經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)慕涌陔娐氛{(diào)整才能滿足信號(hào)的處理、顯示和控制的要求，而且只有通過(guò)對(duì)傳感器應(yīng)用實(shí)例的原理和智能傳感器實(shí)例的分析了解，才能將傳感器和信息通信和信息處 理結(jié)合起來(lái)，適應(yīng)傳感器的生產(chǎn)、研制、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。另一方面，傳感器的被測(cè)信號(hào)來(lái)自于各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，每個(gè)領(lǐng)域都為了改革生產(chǎn)力、提高工效和時(shí)效，各自都在開(kāi)發(fā)研制適合應(yīng)用的傳感器，于是種類繁多的新型傳感器及傳感器系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)。溫度傳感器是其中重要的一類傳感器。其發(fā)展速度之快，以及其應(yīng)用之廣，并且還有很大潛力。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，金屬鉑 (Pt)的電阻值隨溫度變化而變化 ,并且具有很好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性，利用鉑的此種物理特性制成的傳感器稱為鉑電阻溫度傳感器，通常使用的鉑電阻溫度傳感器零度阻值為 100Ω，電阻變化率為 /℃。鉑電阻溫度傳感器精度高，穩(wěn)定性好，應(yīng)用溫度范圍廣，是中低溫區(qū)（ 200～ 650℃）最常用的一種溫度檢測(cè)器，不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)溫，而且被制成各種標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)（涵蓋國(guó)家和世界基準(zhǔn)溫度）供計(jì)量和校準(zhǔn)使用。鉑電阻傳感器有良好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性 ,典型實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為：在 400℃時(shí)持續(xù) 300 小時(shí) ,0℃時(shí)的最大溫度漂移為 ℃。 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)采用 VB 軟件設(shè)計(jì)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 。通過(guò) VB 開(kāi)發(fā)的 監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)能夠使整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)完整和豐富的編程系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了雙向的開(kāi)放性 。實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的全面開(kāi)放 。廣泛的采用了最新的開(kāi)放性軟件技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn) ,能面向多種操作系統(tǒng)平臺(tái)。在本系統(tǒng)中 ,依靠 VB系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程流程畫面、監(jiān)控畫面、實(shí)時(shí)調(diào)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 節(jié)曲線、歷史曲線、報(bào)警畫面、歷史報(bào)警信息 ,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。 本系統(tǒng)用單片機(jī)對(duì)整個(gè)測(cè)量電路進(jìn)行管理和控制 ,使得整個(gè)系統(tǒng)智能化、體積小、功耗低、使用電子元件較少 ,內(nèi)部配線少 ,成本低 ,制造、安裝、調(diào)試及維修方便。該系統(tǒng)中單片機(jī)作為下位機(jī) ,完成測(cè)溫任務(wù) ,測(cè)量結(jié)果可在本地顯示 ,也可通過(guò)下位機(jī)與上位機(jī) (PC 機(jī) )通訊 ,給出結(jié)果和提示信息。而上位機(jī)與下位機(jī)大多是通過(guò) PC 機(jī)的 RS232 串行接口實(shí)現(xiàn)通信。 Visual Basic 是可視化面向?qū)ο蟮牟捎檬录?qū)動(dòng)技術(shù)的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 ,本系統(tǒng)上位機(jī)是在Windows 環(huán)境下利用 Visual basic 開(kāi)發(fā)微機(jī)通信程序。 程序 的編寫和 調(diào)試是非常重要的階段，我們寫程序不可能一寫就對(duì)，在編寫的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問(wèn)題，當(dāng)然我們就必須通過(guò)程序調(diào)試，使得程序正確，達(dá)到預(yù)期的功能，通過(guò)修改和調(diào)試程序，也可以使控制的品質(zhì)更高。 PLC 程序的調(diào)試分為模擬調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試兩個(gè)調(diào)試過(guò)程，在此之前首先對(duì) PLC 外部接線做仔細(xì)檢查，外部接線一定要準(zhǔn)確無(wú)誤。也可以用事先編寫好的試驗(yàn)程序?qū)ν獠拷泳€做掃描通電檢查來(lái)查找接 線故障。為了安全考慮，最好將主電路斷開(kāi)。 此外是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的調(diào)試，通過(guò)修改參數(shù)來(lái)驗(yàn)證監(jiān)測(cè)系統(tǒng)程序運(yùn)行的可行性。 通過(guò) 西門子 S7200 系列的 PLC 和 VB 開(kāi)發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng) 軟件 ，我們成功設(shè)計(jì)出了 這套 溫度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)達(dá)到了快、準(zhǔn)、穩(wěn)的效果，也達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。再加上由 VB 設(shè)計(jì)的人機(jī)界面，整個(gè)系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，控制方便，大大提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化程序和實(shí)用性。 日后，隨著對(duì) PLC 硬件系統(tǒng)和通信方式的深入了解，還可以豐富遠(yuǎn)程控制指令，以應(yīng)對(duì)運(yùn)行過(guò)承重的各種突發(fā)事件，增加其他 PLC，通過(guò)構(gòu)建復(fù)雜的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)大型的工業(yè)控制，使該 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)更加穩(wěn)定可靠，性能更加完善。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 附錄 2 譯文 Temperature and survival of people living and production are closely related to ancient human firewood heating, industrial temperature control, everywhere reflects the temperature control and temperature is one of the industrial production process parameters, any physical change and chemical reaction process and temperature are closely related to temperature control in many areas of scientific research and production practice, occupies an extremely important position, especially in the metallurgical, chemical, building materials, food, machinery, oil industry, plays a decisive role. For temperature control under different production conditions and process requirements, heating fuel, the control program is also different. Such as widely used in metallurgy, machinery, food, chemical and other kinds of industrial production, heating furnace, heat treatment furnaces, reactors, etc.。 gas, natural gas, oil, electricity and other fuels. With the development of productive forces, the temperature control precision is high, temperaturecontrol technology has been rapid development of a variety of temperature control algorithms such as: PID temperature control, fuzzy control algorithm, neural works, geic algorithm applied in the temperature control system. Temperature controller are posed of the relay, but the life of the relay contacts are limited, the high failure rate, poor stability, unable to meet the modern control requirements, and thus need to find new methods of control. With the development of puter technology, embedded microputer industry, more and more system applications in the temperature control system, temperature control systems have bee smaller, smarter. With the policy of the country39。s energy saving, embedded temperature control system can reduce energy consumption, cost savings advantage of making it more broad market prospects, while the PLC is one of the most representative. Intelligent temperature control system is widely used in various fields of social life, industrial production, applicable to the appliance, automotive, materials, power elec