【正文】 這么長時間以來 ， 賈老師 在 指導(dǎo)我們做畢業(yè)設(shè)計時那種 兢兢業(yè)業(yè)、孜孜不倦、無怨無悔 的精神 給我 們留下了深刻的印象，使我們學(xué)到了很多書本上學(xué)不到的知識，使我們明白了很多書本上學(xué)不到的道理。從 開始寫開題報告，以及平時資料的搜集，一直 到 現(xiàn)在畢業(yè)論文 的最終完成， 賈 老師 在每一個階段都鼓勵著 我 們前進(jìn) 。在根據(jù)需要選擇設(shè)置合適的字體和顏色。 22 圖 12 流動塊構(gòu)件屬性設(shè)置 添加文字標(biāo)注 圖形放置完后，需要在窗口中加上文字標(biāo)注，使工程畫面更易于理解。雙擊放置在窗口的【流動塊】，打開【流動塊構(gòu)件屬性設(shè)置】窗口。移動鼠標(biāo)至窗口的預(yù)定位置（鼠標(biāo)的光標(biāo)變?yōu)槭中螤睿粏螕羰髽?biāo)并移動，在鼠標(biāo)的光標(biāo)后形成一條虛線，拖動一定距離后，再單擊鼠標(biāo)，生成一段流動塊。 添加動畫構(gòu)件 流動的水是 由 MCGS 動畫工具箱中的【流動塊】構(gòu)件制作成的。如閥門、顯示器、攪拌器、管道、指示燈、電動機、傳感器等?？梢允褂檬髽?biāo)改變其大小及位置。單擊插入元件按鈕 ，打開【對象元件庫管理】，打開其中的【反應(yīng)器】文件夾，如圖 10 所示，從中選擇合適的反應(yīng)器作為水箱使用。如圖 8 所示。 3) 選擇文件菜單中的“工程另存為”菜單項，彈出文件保存窗口。 工程的建立 1) 首先雙 擊桌面 MCGS 組態(tài)環(huán)境圖標(biāo)，進(jìn)入組態(tài)環(huán)境，屏幕中間窗口為工作臺。 MCGS 用數(shù)據(jù)庫來管理數(shù)據(jù)存儲，系統(tǒng)可靠性高。三種基本類型的構(gòu)件（設(shè)備構(gòu)件、動畫構(gòu)件、策略構(gòu)件）完成了 MCGS 系統(tǒng)三大部分（設(shè)備驅(qū)動、動畫顯示和流程控制）的所有工作。 （ 4）開放式結(jié)構(gòu)，廣泛的數(shù)據(jù)獲取和強大的數(shù)據(jù)處理功能 。 （ 2）實時性強、良好的并行處理性能。 圖 6 組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境關(guān)系圖 由 MCGS 生成的用戶應(yīng)用系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五個部分組成，如圖 7 所示。 組態(tài)軟件組成部分 MCGS 系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩個部分。每個溫度由一個熱敏電阻檢測，用 PID的輸出值來控制電阻爐通斷，從而控制的溫度。將三種方式加以組合在一起，就是比例積分微分（ PID） 控制 ,其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 錯誤 !未找到引用源。微分作用是對偏差的變化速度加以響應(yīng)的，因此，只要偏差一有變化，控制器就能根據(jù)變化速度的大小，適當(dāng)改變其輸出信號，從而可以及時克服干擾的影響，抑制偏差的增長，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。比例控制是一種最基本的控制規(guī)律，具有反應(yīng)速度快，控制及時，但控制結(jié)果有余差等特點。系統(tǒng)開關(guān)打開后，系統(tǒng)啟動液位檢測、溫度檢測、數(shù)顯表和報警裝置。此 外對溫度、流量、加熱的電功率要進(jìn)行實測并顯示。若溫差小于 5℃，要采用 PID 調(diào)節(jié)加熱器。 系統(tǒng)程序設(shè)計 本設(shè)計溫度采用 PID 過程控制，以子程序的形式出現(xiàn)在主程序中。 程序的調(diào)試及運行監(jiān)控 程序的調(diào)試及運行監(jiān)控是程序開發(fā)的重要環(huán)節(jié) ，很少有程序一經(jīng)編制就是完善的，只有經(jīng)過試運行甚至現(xiàn)場運行才能發(fā)現(xiàn)程序中不合理的地方并且進(jìn)行修改。 PLC 中一次只能存入一個程序。指令表編輯方式中指令的修改也十分方便，將光標(biāo)移到需修改的指令上，重新輸入新指令即可。藍(lán)色的方框為光標(biāo)，梯形圖的繪制過程是取用圖形符號庫中的符號， “ 拼繪 ” 梯形圖的過程。 程序編輯操作 程序編輯操作，包括梯形圖方式編輯操作和程序指令表方式的編程操作。 啟動 FXGP/WIN – C軟件 選擇合適的機型，確定后出現(xiàn)程序編輯的圖的主界面。梯形圖程序設(shè)計語言的特點是： （ 1）與電氣操作原理圖相對應(yīng)，具有直觀性和對應(yīng)性； （ 2）與原有繼電器邏輯控制技術(shù)相一致，對電氣技術(shù)人員來說，易于撐握和學(xué)習(xí)； （ 3）與原有的繼電器邏輯控制技術(shù)的不同點是，梯形圖中的能流（ Power FLow）不是實際意義的電流，內(nèi)部的繼電器也不是實際存在的繼電器，因此，應(yīng)用時，需與原有繼電器邏輯控制技術(shù)的有關(guān)概念區(qū)別對待； （ 4）與布爾助記符程序設(shè)計語言有一一對應(yīng)關(guān)系，便于相互的轉(zhuǎn)換和程序的檢查 [16]。功能塊用來表示定時器、計數(shù)器獲知數(shù)學(xué)運算等指令。觸點代表邏輯輸入條件，例如外部的開關(guān)、按鈕和內(nèi)部條件等。梯形圖常被稱為電路或程序，梯形圖的設(shè)計稱為編程。 梯形圖是使用得最多的圖形編程語言，被稱為 PLC 的第一編程語言。同時采用 BCD 碼顯示器用來顯示溫度、功率、流量等。 表 恒溫控制系統(tǒng) PLC 輸入 /輸出地址表 器件代號 地址編碼 功能說明 輸 入 信 號 SB1 X10 系統(tǒng)啟動開關(guān) SB2 X15 系統(tǒng)停止開關(guān) SQ1 X11 上液位開關(guān) SQ2 X12 下液位開關(guān) SP X5 流量計開關(guān) 輸 出 信 號 KA1 Y0 啟動泵 YV1 Y1 水電磁閥線圈 1 YV2 Y2 水電磁閥線圈 2 KA2 Y3 冷卻風(fēng)扇繼電器 KA3 Y4 攪拌電機 KA4 Y5 電加熱水 HL Y7 報警指示燈 8421 碼 Y10Y17 顯示數(shù)據(jù)用 C1 Y20 溫度顯示 1LED 信號地址 C2 Y21 溫度顯示 2LED 信號地址 C3 Y22 溫度顯示 3LED 信號地址 C4 Y23 流量顯示 LED 信號地址 C5 Y24 功率顯示 LED 信號地址 13 I/O 電氣接口圖 根據(jù)本系統(tǒng)的控制要求，其 I/O電氣接口圖如下圖 4所示。輸出信號控制的對象有水泵，水閥，冷卻風(fēng) 機，攪拌電機，電加熱，狀態(tài)顯示，溫度顯示等。簡單來說就是用于測量管道或明渠中流體流量的一種儀表，它可分為瞬時流量和累計流量，瞬時流量即單位時間內(nèi)過封閉管道或明渠有效截面的量，流過的物質(zhì)可以是氣體、液體、固體；累計流量即為在某一段時間間隔內(nèi)流體流過封閉管道或明渠有效截面的累12 計量 。其基本工作原理是電容式物位傳感器把物位轉(zhuǎn)換為電容量的變化，然后再用測量電容量的方法求知物位數(shù)值。 2)液位傳感器 液位 傳感器 （靜壓液位計 /液位變送器 /液位傳感器 /水位傳感器 ）是一種測量液位的 壓力傳感器 ．靜壓投入式液位變送器（液位計）是基于所測液體 靜壓與該液體的高度成比例的原理，采用國外先進(jìn)的隔離型擴散硅 敏感元件 或陶瓷電容壓力敏感傳感器，將靜壓轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)過溫度補償和線性修正，轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)電信號（一般為 4～20mA/1～ 5VDC）。溫度傳感器是 溫度測量儀表 的核心部分，品種繁多。 利用物質(zhì)各種物理性質(zhì)隨溫度變化的規(guī)律把溫度轉(zhuǎn)換為電量的 傳感器 。其發(fā)展大體經(jīng)歷了從分體式、模擬集成到智能型階段。它將物體的溫度轉(zhuǎn)化為電信號輸出，它具有結(jié)構(gòu)簡單，測量范圍寬，穩(wěn)定性好、精度高等優(yōu)點。例如，當(dāng)輸入 8421 碼 DCBA=0100 時，應(yīng)顯示 4， 即要求同時點亮 b、c、 f、 g段， 熄滅 a、 d、 e段，故譯碼器的輸出應(yīng)為 Fa~Fg=0110011，這也是一組代碼，常稱為段碼。 (2)BCD 譯碼器 BCD 七段譯碼器的輸入是一位 BCD 碼 (以 D、 C、 B、 A 表示 )，輸出是數(shù)碼管各段的驅(qū)動信號 (以 Fa~Fg 表示 )，也稱 4— 7譯碼器。 FX2N－ 4AD占用 FX2N擴展總線的 8個點，這 8 個點可以是輸入點或是輸出點。若為電流輸入，則電流輸入范圍為 4到 20mA,分辨率為 20 uA。 FX2N－ 4AD 是模擬量輸入模塊，有四個輸入通道，分別為通道 通道 通道 通道 A/D 轉(zhuǎn)換，即將模擬量信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號，其分辨率為10 12位。應(yīng)此次系統(tǒng)的要求，我們選擇 FX2N－ 4AD 模擬輸入模塊作為模擬量的輸入， FX2N－ 4DA 模擬量輸出模塊作為模擬量的輸出。 表 FX2N 基本單元（繼電器輸出） 繼電器輸出 輸入 點數(shù) 輸出點 數(shù) 擴展模塊可用點數(shù) FX2n16MR001 8 8 24～ 32 FX2n32MR001 16 16 24～ 32 FX2n48MR001 24 24 48～ 64 FX2n64MR001 32 32 48～ 64 FX2n80MR001 40 40 48～ 64 FX2n128MR001 64 64 48～ 64 9 表 FX2N 基本單元（ 可控硅輸出 ） 可控硅輸出 輸入 點數(shù) 輸出點 數(shù) 擴展模塊可用點數(shù) FX2n16MS 8 8 24～ 32 FX2n32MS 16 16 24～ 32 FX2n48MS 24 24 48～ 64 FX2n64MS 32 32 48～ 64 FX2n80MS 40 40 48～ 64 表 FX2N 基本單元（晶體管輸出 ） 晶體管輸出 輸入點數(shù) 輸出點 數(shù) 擴展模塊可用點數(shù) FX2n16MT 8 8 24～ 32 FX2n32MT 16 16 24～ 32 FX2n48MT 24 24 48～ 64 FX2n64MT 32 32 48～ 64 FX2n80MT 40 40 48～ 64 FX2n128MT 64 64 48～ 64 擴展模塊的選擇 在本系統(tǒng)中，需要用到 A/D、 D/A模塊， BCD 模塊譯碼器，傳感器等。有多種 RS— 232C/RS— 422/RS— 485串行通信模塊或功能擴展板支持網(wǎng)絡(luò)通信。 FX2N 系列 PLC 具有豐富的元件資源，有 3072 點輔助繼電器。有功能很強的數(shù)學(xué)指令集，例如浮點數(shù)運算、開平方和三角函數(shù)等。內(nèi)置的用戶存 儲器為 8K 步，最大可以擴展到 256 個 I/O 點，有多種特殊功能模塊和功能擴展板，可以實現(xiàn)多軸定位控制。 FX2N系列是 FX家族中功能最強、速度最高的微型 PLC 。若進(jìn)水 時無流量或加熱、冷卻時水溫?zé)o變化時應(yīng)報警。當(dāng)水溫高于設(shè)定值 10 度以上時，采用進(jìn)水與風(fēng)機冷卻同時進(jìn)行的方法實現(xiàn)降溫控制。當(dāng)水溫高于設(shè)定值 510 度時，要進(jìn)冷水。兩個