【正文】 臺形の図言語の図形符號と表現(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、計算機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。様々の機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。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然に保護すると診斷することを獲得する。 特長を応用して PLC で 、抗妨害能力は強い 高確実性は電気が設備工事をした肝心の性能を制御することです。 PLC は數(shù)學が運算を持っている （マトリックスが運算することを含んで、関數(shù)は運算して、ロジックは運算して）、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、位操作などの機能、データの採集を完成可能に、分析と処理。 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。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。 成本低，無論是 VB 還是 PLC 它們的性價比都很高。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。 完成測試 初步測試完后，就可以進行整個系統(tǒng)的調(diào)試。 圖 運行效果 沈陽理工大學學士學位論文 27 6 硬件連接及軟件測試 初步測試及硬件連接 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，通過室溫測量就可以對 PLC 進行調(diào)試了。 PID 算法，有了采來的溫度值和設定的溫度值就可以進行 PID 運算了，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。 label 控件： autosize wordwrap true 或 false，表示控件大小是否自動變化以顯示全部內(nèi)容 backstyle 0 或 1，表示標簽框是否透明 borderstyle 設置控件是否有邊框 程序設計 窗體整體框架結構 圖 窗體 整體框架結構 主 界 面 通信 溫度設定 PID 參數(shù)設定 顯示曲線 沈陽理工大學學士學位論文 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，然后開始每一個部分的編程。 HScrollbar、 ProgressBar 控件： min：返回或設置當滾動框處于最上面（垂直滾動條）或者最左邊（水平滾動條）時的位置，為實數(shù)，范圍在－ 32768 到 32767 之間。 value 在代碼中 設置 value 屬性值為 true，相當于觸發(fā)了命令按鈕的 click事件。 窗體設計 首先要建立一個窗體，然后對它進行布局，把整個窗體根據(jù)功能分成幾個部分，通信、參數(shù)設定、顯示、退出等，大致布局如下： 沈陽理工大學學士學位論文 22 圖 窗體界面 添加控件 根據(jù) 功能需要開始添加控件。與窗體有關的事件，與傳統(tǒng)的 DOS 時代的 Basic 語言（其實別的語言也一樣 ）不同， VB 代碼的執(zhí)行順序是受一定條件激發(fā)的。在運行時是只讀的。此時設置框中為當前控件該屬性的當前設置。對窗體，控件的定制或設計期間稱為設計時，程序運行期間稱為運行時。 雖然可以是一個關鍵字、屬性名字、或別的對象的名字，但這會在你的代碼中產(chǎn)生沖突。窗體命名有如下規(guī)則：必須以字母或漢字開頭。窗體可包含多個控件。 2020完美主義的 Visual Basic 為了讓 Visual Basic 有最佳的開發(fā)體驗，Visual Basic 2020 的設計者絞盡了腦汁。隨著每一次微軟技術的浪潮，Visual Basic 都會隨之獲得新生。但需要購買軟件，編程較復雜。在自行開發(fā)的監(jiān)控軟件中可以方便 地調(diào)用該軟件中的各種函數(shù)。但靈活性一般，功能有限，不能滿足復雜控制系統(tǒng)的監(jiān)控要求，而且價格高。用第三方軟件編制的監(jiān)控軟件實現(xiàn)監(jiān)控，靈活性好，系統(tǒng)投資低，能適用于各種系統(tǒng)。對 S7200 系列 PLC 組成的控制系統(tǒng)進行監(jiān)控 一般有三種方法：組態(tài)軟件監(jiān)控、第三方軟件編制的監(jiān)控軟件監(jiān)控、觸摸屏監(jiān)控。由于西門子公司 S7200 系列 PLC 比監(jiān)控組態(tài)軟件 WinCC 推出晚，因此 WinCC 中沒有 集成 S7200系列 PLC的通信驅(qū)動程序； S7200 系列 PLC 的通信協(xié)議也不公開，應用第三方軟件編制監(jiān)控程序也有問題。 C，相對濕度不大于 80%，試驗電壓為 10— 100V沈陽理工大學學士學位論文 17 （直流）電極與外套管之間的絕緣電阻 100MΩ 絕 緣 電 阻： 常溫≥ 2020MΩ 高溫 (500℃ )≥ 300MΩ 測量端的結構種類 保護管材質(zhì)一般為 ： 1Cr18Ni9Ti 0Cr18Ni12Mo2Ti 產(chǎn)品執(zhí)行標準 國際： IEC7511： 1983 國內(nèi)： JB/T86221997 沈陽理工大學學士學位論文 18 4 PLC 與 VB 的通 信 S7200 系列 PLC 監(jiān)控的主要方法 西門子工控產(chǎn)品在工控領域應用市場中有較高的占有率， S7200 系列 PLC是西門子 SIMATIC PLC 家族中的成員之一，在西門子工控領域應用中占有重要地位。 主要技術參數(shù) 名稱 鉑電阻 分度號 Pt100 測溫范圍 200~500℃ 允 許偏差 A級 177。 （ 3）由于管壓降大，導通 后的功耗和發(fā)熱量也大，大功率固態(tài)繼電器的體積遠遠大于同容量的電磁繼電器，成本也較。 （ 4）電磁干擾性 :固態(tài)繼電器沒有輸入 線圈 ，沒有觸點燃弧和回跳，因而減少了電磁干擾。 交流輸出時，通常使用兩個可控硅或一個雙向可控硅，直流輸出時可使用雙極性器件或功率場效應管。安輸入電壓的不同類別，輸入電路可分為直流輸入電路，交流輸入電路和交直流輸入電路三種。 本設計中，鉑電阻輸入一個微弱的電壓信號通過變送器轉(zhuǎn)變成一個標準的電信號。 將物理測量信號或普通電信號轉(zhuǎn)換為標準電信號輸出或能夠以通訊協(xié)議方式輸出的設備。下表中， ON 為接通，OFF 為斷開。5V 時 ) (177。 S7200 系列 PLC 可提供 4 個不同的基本型號的 8 種 CPU 供您使用。S7200 系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能。 西門子 S7200 系列 PLC SIMATIC S7200 系列 PLC 適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。大中型集控系統(tǒng)采用歐美 PLC居多，小型控制系統(tǒng)、機床、設備單體自動化及 OEM產(chǎn)品采用日本的 PLC 居多。 國內(nèi)的 PLC 產(chǎn)品 國內(nèi)的 PLC 生產(chǎn)廠約 30 多家，但沒有形成頗具規(guī)模的生產(chǎn)能力和名牌產(chǎn)品，還有一部分是以仿制、來件組裝或“貼牌”方式生產(chǎn)。目前的挑戰(zhàn)在于： 1）硬件上如 何 適應工業(yè)惡劣環(huán)境； 2）通訊機制如何提高其可 *。 （ 4）． PLC 的功能進一步增強，應用范圍越來越廣泛。雖然 PLC 開發(fā)上各 種 工具仍不兼容，但基于這些標準的開發(fā)系統(tǒng)，使用戶在應用過程中，可以較方便地適 應 不同品牌的產(chǎn)品。開放的進程，可以從以下方面反映： IEC 形成了現(xiàn)場總線標準，這一標準包含 8種標準，雖然有人說， 多種標準就是沒有標準，但必竟是一個經(jīng)過困難的爭論與妥協(xié)的成果。由于近來數(shù)據(jù)通訊技術發(fā)展很快，用戶對開放性要求很強烈，現(xiàn)場總線技術及以太網(wǎng)技術也同步發(fā)展。 近年，工業(yè)計算機技術（ IPC）和現(xiàn)場總線技術（ FCS）發(fā)展迅速，擠占了一部分 PLC 市場， PLC 增長速度出現(xiàn)漸緩的趨勢，但其在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。 上 世紀 80 年代，個人計算機發(fā)展起來，也簡稱為 PC，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點，美國 AB公司將可編程序控制器定名為可編程序邏輯控制器 Programmable Logic Controller（ PLC），并將“ PLC”作為其產(chǎn)品的注冊商標。 沈陽理工大學學士學位論文 7 3 西門子 S7200 系列 PLC 及相關硬件 PLC 的介紹 PLC 的歷史及展望 PLC 發(fā)展的歷史 在制造工業(yè)（以改變幾何形狀和機械性能為特征）和過程工業(yè)（以物理變化和化學變化將原料轉(zhuǎn)化 成產(chǎn)品為特征）中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。在 PID 控制系統(tǒng)中， D（ s）完成 PID 控制規(guī)律，稱為 PID 控制器。利用該方法進行 PID 控制器參數(shù)的整定步驟如下： (1)首先預選擇一個足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作； (2)僅加入比例控制環(huán)節(jié)，直到系統(tǒng)對輸入的階躍響應 出現(xiàn)臨界振蕩， 記下這時的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期； (3)在一定的控制度下通過公式計算得到 PID 控制器的參數(shù)。 PID 控制器參數(shù)的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應 曲線法和衰減法。 PID 控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來有兩大類：一是理論計算整定法。這就是說，在控制器中僅引入 “比例”項往往是不夠的，比例項的作用僅沈陽理工大學學士學位論文 5 是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項”，它能預測誤差變化的趨勢，這樣，具有比例 +微分的控制器，就能 夠提前使抑制誤差的控制作用等 于零，甚至為負值，從而避免了被控量的嚴重超調(diào)。 微分（ D）控制，在微分控制中，控制器的輸出與輸 入誤差信號的微分（即誤差的變化率）成正比關系。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項”。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關系。即當我們不完全了解一個系統(tǒng)和被控對象，或 不能通過有效的測量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時，最適合用 PID 控制技術。穩(wěn)是指系統(tǒng)的穩(wěn)定性(stability)，一個系統(tǒng)要能正常工作，首先必須是穩(wěn)定的，從階躍響應上看應該是收斂的；準是指控制系統(tǒng)的準確性、控 制精度，通常 用穩(wěn)態(tài)誤差來(Steadystate error)描述，它表示系統(tǒng)輸出穩(wěn)態(tài)值與期望值之差；快是指控制系統(tǒng)響應的快速性，通常用上升時間來定量描述。另例，當一臺真正的全自動洗衣機具有能連續(xù)檢查衣物是否洗凈，并在洗凈之后能自動切斷電源，它就是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)有正反饋和負反饋，若反饋信號與系 統(tǒng)給定值信號相反，則稱為負反饋( Negative Feedback)，若極性相同，則稱為正反饋，一般閉環(huán)控制系統(tǒng)均采用負反饋，又稱負反饋控制系統(tǒng)。還有可以實現(xiàn) PID 控制功能的控制器，如 Rockwell 的 Logix 產(chǎn)品系列，它可以直接與 ControlNet 相連，利用網(wǎng)絡來實現(xiàn)其遠程控制功能。電加熱 控制系統(tǒng)的傳感器是溫度傳感器。一個控制系統(tǒng)包括控制器、傳感器、變送器、執(zhí)行機構、輸入輸出接 口。 PID 算法 的描述 目前工業(yè)自動化水平已成為衡量各行各業(yè)現(xiàn)代化水平的一個重要標志。 程序設計 在 VB 程序中要有這些功能，能觀察溫度的實時變化，可以設定溫度值，手動設定 PID 參數(shù)，控制計算機和 PLC 通信的“通”“斷”。 沈陽理工大學學士學位論文 2 2 基于 Prodave 和西門子 PLC 的爐溫控制的設計方案 設計方案 概述，本設計要由西門子 PLC 和 VB 程序來實現(xiàn)電熱爐溫度的自動控制，由鉑電阻 Pt100 采 集現(xiàn)場溫度，送給 PLC 模擬量模塊中，再送給 VB 程序，然后實際溫度和設定的溫度進行對比，根據(jù)表較的結果來控制輸出，由 PLC來控制電源的通斷。 本課題的研究意義及背景 .......................................................................... 1 本課題的研究內(nèi)容 ...................................................................................... 1 2 基于 Prodave 和西門子 PLC 的爐溫控制的設計方案 ...................