【正文】 在微分控制（ D）和（即，變化的錯(cuò)誤率）和差分輸入誤差信號(hào)成比例控制器的輸出。 在積分控制（ I）中，積分控制器輸出是正比于輸入誤差信號(hào)。輸出與輸入誤差信號(hào)正比于它的控制器。 PID 的研究水平之所以達(dá) 到了一個(gè)相當(dāng)高的水平是因?yàn)樗呀?jīng)積累了大量的經(jīng)驗(yàn)并得以很好地在應(yīng)用過程中應(yīng)用。 在微控制相位，占空比根據(jù)該溫度差不斷變化。方案采用了兩級(jí)粗微控制器控制。取樣后，根據(jù)該 PID調(diào)節(jié)器，其為加熱時(shí)間（ 010秒），作為下一個(gè)加熱周期的加熱時(shí)間的大小的溫度差。脈沖寬度調(diào)制（ PWM）信號(hào)依舊是數(shù)字信號(hào)，因?yàn)樵谌魏谓o 定時(shí)間，全直流供電要么完全（ ON）時(shí)，要么完全（ OFF）。脈沖寬度調(diào)制是數(shù)字編碼方法的模擬信號(hào)電平。 STEP7Micro/ Win32 程序可以很好的提供在線編輯，監(jiān)視和調(diào)試。 讀 入 溫 度 并轉(zhuǎn) 換把 實(shí) 際 溫 度 值 放 于 V D 3 0 中調(diào) 用 P I D 指 令時(shí) 間 寄 存 器 加 1 0 s設(shè) 定 下 一 周 期 內(nèi) 的 加 熱 時(shí) 間返 回 讀 入 溫 度 并轉(zhuǎn) 換把 實(shí) 際 溫 度 值 放 于 V D 3 0 中調(diào) 用 P I D 指 令時(shí) 間 寄 存 器 加 1 0 s設(shè) 定 下 一 周 期 內(nèi) 的 加 熱 時(shí) 間返 回 初 始 化粗 調(diào)溫 度 = ？微 調(diào)溫 度 在 7 4 到 9 4攝 氏 度 之 間返 回 圖 52 子程序 0 應(yīng)用 PWM技術(shù)進(jìn)行粗調(diào)、微調(diào) 基于 PLC 的電阻爐溫度控制系統(tǒng) 17 讀 入 溫 度 并轉(zhuǎn) 換把 實(shí) 際 溫 度 值 放 于 V D 3 0 中調(diào) 用 P I D 指 令時(shí) 間 寄 存 器 加 1 0 s設(shè) 定 下 一 周 期 內(nèi) 的 加 熱 時(shí) 間返 回 圖 53子程序 1 根據(jù)轉(zhuǎn)換為加熱時(shí)間（ 010S）作為加熱時(shí)間為下一個(gè)加熱周期的溫度差的大小采樣 PID調(diào)節(jié)器之后 STEP 7 Micro/WIN32 軟件介紹 STEP7Micro/ WIN32 軟件的功能強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)的程序各式各樣，界面窗口友好，方便數(shù)據(jù)的查收與運(yùn)用。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 設(shè)置基于 PID控制的結(jié)果，今后一個(gè)時(shí)期的加熱時(shí)間。 51,52,53，一個(gè)主程序，兩個(gè)子程序。這樣打開時(shí)傳遞的熱量，它可以是一個(gè)電阻爐加熱在加熱狀態(tài)停止，反之亦然。穩(wěn)壓 PID 數(shù)字轉(zhuǎn)換器 Plc的后 K型分檢測(cè)爐溫電阻熱電偶負(fù)責(zé)，溫度信號(hào)被轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號(hào)，模擬。固態(tài)繼電器是無觸點(diǎn)電子開關(guān)，在切換過程沒有機(jī)械接觸構(gòu)件的隔離。與隔離器件實(shí)現(xiàn)的控制端子和負(fù)載端子隔離。它指的是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的溫暖能量熱電偶 標(biāo)準(zhǔn)溫度和容量，熱電偶分度表之間的關(guān)系，它有與其配套的顯示儀表可供選擇。利用這一效果與熱電偶工作。熱電偶傳感器工作的基本原理：兩個(gè)不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料 A和 B焊接在一起以形成閉合電路。如表 42所示 S7200系列。 PLC使用 CPU226。 西門子 s7200 S7200 系列 PLC 有四個(gè)不同的基本單元和擴(kuò)展單元提供七種型號(hào)。不用的輸入點(diǎn)進(jìn)行短接。 C P U存 儲(chǔ) 器電 源 部 分輸入接口單元輸出接口單元編 程 設(shè) 備按 鈕行 程開 關(guān)接 觸 器電 磁閥指 示 燈 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 圖 41 PLC結(jié)構(gòu)框圖 EM 235 模塊由傳感器如通過施加信號(hào)電流成模擬信號(hào)輸入的模塊結(jié)構(gòu)的電壓轉(zhuǎn)換成一個(gè) 1? 5V系統(tǒng)模塊檢測(cè)到的輸入的模擬的溫度，然后經(jīng)處理的數(shù)字中的應(yīng)用程序的PLC，所以我們選擇了西門子 EM2354TC模擬量輸入模塊。 表 41 可編程控制器功能表 代次 器件 功能 第一代 1位處理器 邏輯控制功能 第二代 8位處理器及存儲(chǔ)器 產(chǎn)品系列化 第三代 高性能 8位微處理器及位片式微處理器 處理速度提高，向多功能及聯(lián)網(wǎng)通信 第四代 16位、 32位微處理器及高性能位片式微處理器 邏輯、運(yùn)動(dòng)、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)功能的多功能 PLC 的基本組成 組成模塊 PLC一般分為模塊 CPU模塊 PLC模塊 I / O模塊，內(nèi)存模塊，電源模塊，背板或架子。 PLC的快速發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)更換?？删幊踢壿嬁刂破鳎?PLC）是一 種計(jì)算機(jī)應(yīng)用繼承理論，自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)作為一種新型的自動(dòng)裝置集成。 g 當(dāng)加熱溫度超過上限會(huì)報(bào)警，報(bào)警 LED 閃爍的現(xiàn)象蜂鳴器的聲音。 e 每爐溫分鐘內(nèi)檢測(cè)一次，并顯示在觸摸屏上 。 b 按下觸摸屏上的按鈕，在“蓋”，蓋會(huì)自動(dòng)打開電梯爐自動(dòng)升起 。因此，程序的第二個(gè)段落收集每分鐘一次，然后比較溫度，減少改變加熱器的工作狀態(tài)的頻率，延長(zhǎng)了加熱器的使用壽命。若共用一段程序，然后，當(dāng)?shù)诙A段中，在加熱的低溫下，停止高就的加熱溫度。當(dāng)加熱器的第二階段不要求在比目前的價(jià)格設(shè)定的加熱溫度 被設(shè)置為高和低的電流更高的溫度下連續(xù)加熱，熱能熱加熱開始。 本系統(tǒng)分為全速加熱和定時(shí)保溫兩個(gè)階段。因此在所寫的程序中將 K2500 與 DT1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較：用 CMP 指令或者基本比較指令得以實(shí)現(xiàn)，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)標(biāo)志。基于以上分析，我們可以計(jì)算出模擬輸出之間的關(guān)系可以處理二進(jìn)制和十進(jìn)制任何機(jī)構(gòu)，以便與計(jì)算機(jī)和物理數(shù)據(jù)通道交互。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 y1 / 40 = k2 / 200 其中 y1 代表溫度值， k2 代表相應(yīng)的十進(jìn)制。 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊 A21： A21 模塊輸出信號(hào)為 K0? K4000，對(duì)應(yīng)于 0? 20mA 輸入電流，溫度和電流是線性的，則有： k2 = 200 x2 其中 k2 代表十進(jìn)制， x2 代表電流值?？赏ㄟ^以下計(jì)算思路，得出溫度與相對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制值的關(guān)系。 與 FP0 配接的 A/D 混合模塊的型號(hào)為 A21，在實(shí)際應(yīng)用中往往需要通過模擬量所采集的值，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。 A/D 模塊的選擇 A / D 和 D/ A 插件是第一個(gè)出現(xiàn)在 PLC 的模擬和數(shù)字轉(zhuǎn)換控制插件，幾乎所有 的PLC 產(chǎn)品都配備了這種類型的插件。 e．分辨率： 1/4096。 基于 PLC 的電阻爐溫度控制系統(tǒng) 9 d．溫度系數(shù)：177。 c．精度：177。 鉑電阻溫度傳感器的主要技術(shù)指標(biāo)如下： a．絕緣電阻：常溫絕緣電阻的試驗(yàn)電壓可取直流 10? 100V，任意值。 鉑電阻溫度傳感器是利用鉑金屬自身的電阻值可以發(fā)生變化，當(dāng)測(cè)量的溫度特性發(fā)生溫度變化時(shí)，儀表顯示器屏幕上將顯示出對(duì)應(yīng)的溫度值的鉑電阻的電阻值。 在選擇溫度傳感器時(shí)根據(jù)不同的場(chǎng)合選擇類型，由于這種設(shè)計(jì)，用一個(gè)溫度傳感器PT100 的必要性，鉑電阻溫度 PT100 國(guó)際規(guī)模其 90 項(xiàng)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)溫度傳感器 PT100溫度通常有利于系統(tǒng)的操作穩(wěn)定性。它是一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)。 PLC 內(nèi)部操作之后，所收集的溫度與設(shè)定值進(jìn)行比較，并采取適當(dāng)行動(dòng)（或控制管理，供熱采暖加熱器）。 S3 給 PLC 一個(gè)信號(hào)，代表升降臺(tái)完全升起； S4 給 PLC 一個(gè)信號(hào)，代表升降臺(tái)完全落下。安裝在上極限位置限位開關(guān) S4 的電 梯的限位開關(guān) S3 在下限位置安裝一個(gè)電梯。 電阻爐內(nèi)升降臺(tái)的改造 在電阻爐內(nèi)升降臺(tái)上加一個(gè)齒條。 型號(hào) 額定功率 KW 額定溫 度℃ 相數(shù) 加熱元件接法 爐膛尺寸 Ф*H (mm) 外形尺寸 L*B*H (mm) 最大裝載 Kg RJ2256 25 650 1 串聯(lián) 400*500 1600*1030*1900 150 表 1 小型 RJ2256低溫井式電阻爐基本參數(shù) 電阻爐的改造 電阻爐爐蓋部分的改造 在爐蓋完全打開的位置安裝一個(gè)行程開關(guān) S2，在爐蓋完全閉合的位置安裝一個(gè)行程開關(guān) S1。與蓋子上裝有風(fēng)扇，主要是在爐內(nèi)氣體對(duì)流，以促進(jìn)均勻加熱。本文選擇 RJ2256 低溫井式電阻爐做研究。箱式電阻爐的高溫爐電阻箱，箱式爐用電阻箱型 低電阻式爐。電阻爐是將電流通入金屬或非金屬電熱元件，使電能轉(zhuǎn)化成熱量，依靠輻射與對(duì)流將熱量；傳給被加熱的元件，從而使工件加熱到規(guī)定溫度。 基于以上的要求，所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)必須要有以下結(jié)構(gòu)模塊：溫度傳感器單元， PLC模擬量轉(zhuǎn)換單元，觸摸屏， LED 燈，蜂鳴器，電機(jī)。 設(shè)計(jì)要求 ； “開蓋”按鈕，爐蓋自動(dòng)打開，爐膛內(nèi)升降臺(tái)自動(dòng)升起； “關(guān)蓋”按鈕，爐膛內(nèi)的升降臺(tái)自動(dòng)下降，當(dāng)下降到最底端時(shí)爐蓋自動(dòng)關(guān)閉； “回火”按鈕后， LED 燈閃爍 10 秒，同時(shí)開始全速加熱，當(dāng)溫度達(dá)到加熱，保溫到正規(guī)相位，時(shí)間和半小時(shí)的設(shè)定值停止 。從 PC 到節(jié)目傳送到 PLC， PLC 控制繼電器，然后由中繼風(fēng)扇馬達(dá)分別控制，升降馬達(dá)，指示燈，蜂鳴器和電磁閥。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見 圖 。綜合考慮后，系統(tǒng)決定做 PLC 控制核心。極強(qiáng)的抗干擾能力，在工業(yè)控制的惡劣環(huán)境下應(yīng)用十分廣泛。它們?cè)谠O(shè)計(jì)上與應(yīng)用上采用了一種模塊化的 PLC，不管什么樣的 PLC的，都屬于巴士完善的組織結(jié)構(gòu)的類型。通常它包括一個(gè)內(nèi)置的 PLC CPU板， I / O板，顯示面板，內(nèi)存和電源 的。 迅速發(fā)展和應(yīng)用量增長(zhǎng)的 PLC技術(shù)，日本在 20 世紀(jì) 70年代初年開始生產(chǎn)可編程控制器，而歐洲是在 20世紀(jì) 70年代中期，現(xiàn)如今，聞名于世界 的電器廠生產(chǎn)之初基本上是所有的可編程控制器。 2，人機(jī)界面：人機(jī)界面是最基本的指標(biāo)和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）的公式，單人操作終端的計(jì)算機(jī)技術(shù)（運(yùn)行組態(tài)軟件）被廣泛應(yīng)用，并且作為行使人機(jī)界面很受歡迎。 1，編程設(shè)備：編程器是 PLC 的應(yīng)用，監(jiān)控操作，一些編程系統(tǒng)設(shè)立監(jiān)察工作條件和 PLC系統(tǒng)， PLC控制檢查不可缺少的設(shè)備維護(hù)，但它不直接參與運(yùn)行的現(xiàn)場(chǎng)控制。其優(yōu)異的性能已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 第 2 章 PLC的概述 PLC 的介紹 PLC是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，英文名稱：可編程控制器，和用于個(gè)人計(jì)算機(jī)（ PC）來區(qū)分，一般簡(jiǎn)稱 PLC。本設(shè)計(jì)采用可編程邏輯控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度電阻爐的自動(dòng)控制。 基于 PLC 的電阻爐溫度控制系統(tǒng) 3 本課題的研究?jī)?nèi)容 學(xué)習(xí)本課題相關(guān)科目，如：自動(dòng)控制原理，模擬電子技術(shù)，數(shù)字電 子技術(shù)，傳感器與檢測(cè)技術(shù)，電路原理圖， PLC 控制技術(shù)等是使用可以從室溫提供電阻爐溫度熱處理的設(shè)備一直到 1200℃的溫度范圍的電阻爐，得以保持恒定的溫度范圍是至關(guān)重要的，來解決這個(gè)問題。符合 IPC， DCS FSC 和其他系統(tǒng)相比， PLC 具有成本優(yōu)勢(shì)。 PLC 是專用 數(shù)字控制計(jì)算機(jī)，它使用用于存儲(chǔ)指令，如邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)器和計(jì)算功能的可編程存儲(chǔ)器，而且可以通過模擬數(shù)字輸入端和輸出端的部件，例如在各種機(jī)械或者工作程序中的控制。在這兩百年的歷史，從低級(jí)到高級(jí)，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，伴隨著生產(chǎn)力的迅速發(fā)展和對(duì)電阻爐溫度控制精度要求的不斷提高，電阻爐溫度控制系統(tǒng)的控制技術(shù)也得到迅速發(fā)展。 電阻爐溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r 基于廣泛的工 業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)今的工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用，國(guó)防，科研，生活的其他領(lǐng)域并占據(jù)了舉足輕重的地位 PLC 電阻爐溫度控制系統(tǒng)。 課題目的 可編程控制器（ PLC）可以通過全方位的培訓(xùn)課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)起學(xué)生獨(dú)立思考問題、獨(dú)立分析問題、獨(dú)立解決問題的能力，培養(yǎng)工程實(shí)踐能力，創(chuàng)新能力和綜合設(shè)計(jì)能力。 電阻爐廣泛用于各種工業(yè)中，溫度控制通常是模擬或數(shù)字調(diào)整儀器被調(diào)整時(shí)，這種方法有一定的固有的缺點(diǎn)。專為 PLC觸摸屏設(shè)置主機(jī)的應(yīng)用，坐落在惡劣的工業(yè)環(huán)境中很好的利用（防護(hù)等級(jí) IP65）輸入和輸出設(shè)備之一。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 （ 4）與上位機(jī)通信方式極為方便、快捷。 （ 2）編寫程序過程簡(jiǎn)單，控制程序變量的使用極為便利，使用自然語(yǔ)言：梯子。由于可編程控制器（ PLC）可以是模擬控制、位置控制和 PID控制，易于實(shí)現(xiàn)柔性制造系統(tǒng)使得 PLC遠(yuǎn)程通訊功能進(jìn)一步增強(qiáng)，可以更強(qiáng)大。它可以自動(dòng)為工業(yè)自動(dòng)化業(yè)務(wù)控制應(yīng)用需要提供一個(gè)安全、可靠和完整的解決方案。可編程控制器（ PLC）的溫度控制系統(tǒng)的應(yīng)用，得以在極大的程度上拓寬了自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用范圍和提高控制精度的效果并