【正文】 傳感器目前在工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。在各種熱電式傳感器中，以將溫度量轉(zhuǎn)換為電勢(shì)和電阻的方法最為普遍。所有連到模塊上的熱電偶必須是相同類型。80mV 范圍。EM235 模塊具有4路模擬量輸入/一路模擬量的輸出。 EM235 模擬量輸入/輸出模塊在溫度控制系統(tǒng)中，傳感器將檢測(cè)到的溫度轉(zhuǎn)換成420mA 的電流信號(hào)，系統(tǒng)需要配置模擬量的輸入模塊把電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)再送入 PLC 中進(jìn)行處理。2 個(gè) RS485 通訊/ 編程口，具有 PPI通訊協(xié)議、MPI 通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。13K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。此系統(tǒng)選用的 S7200 CPU226,CPU 226 集成 24 輸入 /16 輸出共 40 個(gè)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)。因此 S7200 系列具有極高的性能/價(jià)格比。S7200 是一種小型的可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。調(diào)試過(guò)程中，可采用分段調(diào)試的方法，并利用編程器的監(jiān)控功能。3．根據(jù)梯形圖編寫(xiě)指令表程序。 PLC 程序設(shè)計(jì)的一般步驟1．繪制系統(tǒng)的功能圖。由于程序與硬件設(shè)計(jì)可同時(shí)進(jìn)行，因此，PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期可大大縮短，而對(duì)于繼電器系統(tǒng)必須先設(shè)計(jì)出全部的電氣控制線路后才能進(jìn)行施工設(shè)計(jì)。4．分配 PLC 的 I／O 地址 根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)需要，確定控制按鈕，選擇開(kāi)關(guān)、接觸器、電磁閥、信號(hào)指示燈等各種輸入輸出設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量；根據(jù)所選的 PLC 的型號(hào)列出輸入／輸出設(shè)備與 PLC 輸入輸出端子的對(duì)照表，以便繪制 PLC 外部 I／O 接線圖和編制程序。2．確定 I／O 設(shè)備 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，確定用戶所需的輸入(如按鈕、行程開(kāi)關(guān)、選擇開(kāi)關(guān)等)和輸出設(shè)備(如接觸器、電磁閥、信號(hào)指示燈等)由此確定 PLC 的 I／O 點(diǎn)數(shù)。最后根據(jù)系統(tǒng)分析的結(jié)果，具體的確定 PLC 的機(jī)型和系統(tǒng)的具體配置。 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟 設(shè)計(jì) PLC 應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，首先是進(jìn)行 PLC 應(yīng)用系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)，即根據(jù)被控對(duì)象的功能和工藝要求，明確系統(tǒng)必須要做的工作和因此必備的條件。3．保證控制系統(tǒng)安全可靠。 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則和步驟 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則1．充分發(fā)揮 PLC 功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求。(2) 構(gòu) 造 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 數(shù) 據(jù) ,就 是 創(chuàng) 建 一 個(gè) 具 體 的 數(shù) 據(jù) 庫(kù) ,并 用 此 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 中 的 變 量 描 述 工 控 對(duì) 象的 各 種 屬 性 ,比 如 水 位 、 流 量 等 。 它 還 具 有 豐 富 的 設(shè)備 驅(qū) 動(dòng) 程 序 和 靈 活 的 組 態(tài) 方 式 、 數(shù) 據(jù) 鏈 接 功 能 。 組 態(tài) 軟 件 也 為 試 驗(yàn) 者 提 供 了 可 視 化 監(jiān)控 畫(huà) 面 ， 有 利 于 試 驗(yàn) 者 實(shí) 時(shí) 現(xiàn) 場(chǎng) 監(jiān) 控 。 尤 其考 慮 三 方 面 問(wèn) 題 ： 畫(huà) 面 、 數(shù) 據(jù) 、 動(dòng) 畫(huà) 。 通 常 可 以 把 這 樣 的 系 統(tǒng) 劃 分 為 控 制 層 、 監(jiān) 控 層 、 管 理 層 三 個(gè) 層 次 結(jié) 構(gòu) 。 本 設(shè)計(jì) 采 用 亞 控 的 組 態(tài) 王 軟 件 進(jìn) 行 組 態(tài) 的 設(shè) 計(jì) 。 工 控 組 態(tài) 軟 件 也 提 供 了 編 程 手 段 ， 一 般 都 是 內(nèi) 置 編 譯 系 統(tǒng) ，提 供 類 BASIC 語(yǔ) 言 ， 有 的 支 持 VB， 現(xiàn) 在 有 的 組 態(tài) 軟 件 甚 至 支 持 C高 級(jí) 語(yǔ)言 。 工 業(yè) 控 制 中 形 成 的組 態(tài) 結(jié) 果 是 用 在 實(shí) 時(shí) 監(jiān) 控 的 。 組態(tài) 的 概 念 最 早 出 現(xiàn) 在 工 業(yè) 計(jì) 算 機(jī) 控 制 中 ， 如 DCS(集 散 控 制 系 統(tǒng) )組 態(tài) ，PLC 梯 形 圖 組 態(tài) 。(三)大型 PLC一般 I/O 點(diǎn)數(shù)在1024 點(diǎn)以上的稱為大型 PLC，大型 PLC 的軟硬件功能極強(qiáng)，具有極強(qiáng)的自診斷功能、通訊聯(lián)網(wǎng)功能強(qiáng)，有各種通訊聯(lián)網(wǎng)的模塊可以構(gòu)成三級(jí)通訊網(wǎng)實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動(dòng)化，大型 PLC 還可以采用冗余或三 CPU 構(gòu)成表決式系統(tǒng)使機(jī)器的可靠性更高 組態(tài)的定義組 態(tài) 就 是 用 應(yīng) 用 軟 件 中 提 供 的 工 具 、 方 法 ， 完 成 工 程 中 某 一 具 體 任 務(wù) 的過(guò) 程 。它能執(zhí)行包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)、運(yùn)算數(shù)據(jù)處理和傳送通訊聯(lián)網(wǎng)以及各種應(yīng)用指令。PLC 工作的全過(guò)程可用圖 21 所示的運(yùn)行框圖來(lái)表示。 CPU 從第一條指令開(kāi)始，按順序逐條地執(zhí)行用戶程序直到用戶程序結(jié)束，然后返回第一條指令開(kāi)始新的一輪掃描。 [6]可編程控制器的工作原理:PLC 的工作方式是一個(gè)不斷循環(huán)的順序掃描工作方式。 同 時(shí) ， 有 的 還 為輸 入 電 路 提 供 24V 的 工 作 電 源 。操作方便且功能強(qiáng)大。簡(jiǎn)易型只能聯(lián)機(jī)編程，且往往需要將梯形圖轉(zhuǎn)化為機(jī)器語(yǔ)言助記符后才能送入。編程器的作用是用來(lái)供用戶進(jìn)行程序的輸入、編輯、調(diào)試和監(jiān)視的。 除了上述通用 IO 外，還有特殊 IO 模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。常 用 的 I/O 分 類 如 下 ：開(kāi) 關(guān) 量 ： 按 電 壓 水 平 分 ， 有 220VAC、 110VAC、 24VDC， 按 隔 離 方 式 分 ，有 繼 電 器 隔 離 和 晶 體 管 隔 離 。 輸 入 模 塊 將 電 信 號(hào) 變 換 成 數(shù) 字 信 號(hào) 進(jìn) 入 PLC 系 統(tǒng) ， 輸出 模 塊 相 反 。PLC 與 電 氣 回 路 的 接 口 ， 是 通 過(guò) 輸 入 輸 出 部 分 （ I/O） 完 成 的 。 內(nèi) 存 主 要 用 于 存 儲(chǔ) 程 序 及 數(shù) 據(jù) ， 是 PLC 不 可 缺 少 的 組 成 單 元 。 　 　1． CPUCPU 是 PLC 的 核 心 ， 它 按 PLC 的 系 統(tǒng) 程 序 賦 予 的 功 能 接 收 并 存 貯 用 戶 程序 和 數(shù) 據(jù) ， 用 掃 描 的 方 式 采 集 由 現(xiàn) 場(chǎng) 輸 入 裝 置 送 來(lái) 的 狀 態(tài) 或 數(shù) 據(jù) ， 并 存 入 規(guī)定 的 寄 存 器 中 ， 同 時(shí) ， 診 斷 電 源 和 PLC 內(nèi) 部 電 路 的 工 作 狀 態(tài) 和 編 程 過(guò) 程 中的 語(yǔ) 法 錯(cuò) 誤 等 。 目 前 ， PLC 在 國(guó) 內(nèi) 外 已 廣 泛 應(yīng) 用 于 鋼 鐵 、 石 油 、 化 工 、電 力 、 建 材 、 機(jī) 械 制 造 、 汽 車 、 輕 紡 、 交 通 運(yùn) 輸 、 環(huán) 保 及 文 化 娛 樂(lè) 等 各 個(gè) 行業(yè) 。 進(jìn) 入 20 世 紀(jì) 70 年 代 ， 隨 著 電 子 技 術(shù) 的 發(fā)展 ， 尤 其 是 PLC 采 用 通 訊 微 處 理 器 之 后 ， 這 種 控 制 器 功 能 得 到 更 進(jìn) 一 步 增強(qiáng) 。 1973年 西 歐 國(guó) 家 也 研 制 出 他 們 的 第 一 臺(tái) 可 編 程 控 制 器 。 可編程控制器基礎(chǔ) 可編程控制器的產(chǎn)生和應(yīng)用1969 年 美 國(guó) 數(shù) 字 設(shè) 備 公 司 成 功 研 制 世 界 第 一 臺(tái) 可 編 程 序 控 制 器 PDP14， 并 在 GM 公 司 的 汽 車 自 動(dòng) 裝 配 線 上 首 次 使 用 并 獲 得 成 功 。 副 調(diào) 節(jié) 器 具 有 “粗 調(diào) ”的 作 用 ， 主 調(diào) 節(jié) 器 具 有 “細(xì) 調(diào) ”的 作 用 ，從 而 使 其 控 制 品 質(zhì) 得 到 進(jìn) 一 步 提 高 。 二 次 擾 動(dòng) ： 作 用在 副 被 控 過(guò) 程 上 的 ， 即 包 括 在 副 回 路 范 圍 內(nèi) 的 擾 動(dòng) 。 副回 路 由 副 變 量 檢 測(cè) 變 送 、 副 調(diào) 節(jié) 器 、 調(diào) 節(jié) 閥 和 副 過(guò) 程 構(gòu) 成 ； 主 回 路 由 主 變 量檢 測(cè) 變 送 、 主 調(diào) 節(jié) 器 、 副 調(diào) 節(jié) 器 、 調(diào) 節(jié) 閥 、 副 過(guò) 程 和 主 過(guò) 程 構(gòu) 成 。對(duì)于監(jiān)控畫(huà)面，利用亞控公司的組態(tài)軟件“組態(tài)王“串 級(jí) 系 統(tǒng) 是 由 調(diào) 節(jié) 器 串 聯(lián) 起 來(lái) 工 作 ， 其 中 一 個(gè) 調(diào) 節(jié) 器 的 輸 出 作 為 另 一 個(gè)調(diào) 節(jié) 器 的 給 定 值 的 系 統(tǒng) 。PLC 技術(shù)在溫度監(jiān)控系統(tǒng)上的應(yīng)用從整體上分析和研究了控制系統(tǒng)的硬件配置、電路圖的設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)，控制對(duì)象數(shù)學(xué)模型的建立、控制算法的選擇和參數(shù)的整定、人機(jī)界面的設(shè)計(jì)等?？删幊踢壿嬁刂破鳎≒LC)是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)為一體的新型自動(dòng)控制裝置。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)溫度控制系統(tǒng)的要求越來(lái)越高，因此，高精度、智能化、人性化的溫度控制系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)外必然發(fā)展的趨勢(shì)。隨溫度控制系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)各行各業(yè)的應(yīng)用雖然應(yīng)用很廣泛，但從國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的溫度控制器來(lái)講，總體發(fā)展水平仍然不高，同日本、美國(guó)、德國(guó)等先進(jìn)國(guó)家相比仍然有著較大的差距。借助于計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)，溫度控制器具有對(duì)控制參數(shù)及特性進(jìn)行自整定的功能。3．這些溫度控制系統(tǒng)普遍采用自適應(yīng)控制、自校正控制、模糊控制、人工智能等理論及計(jì)算機(jī)技術(shù)，運(yùn)用先進(jìn)的算法，適應(yīng)范圍廣泛。它們主要有以下特點(diǎn)：1．適應(yīng)于大慣性、大滯后等復(fù)雜的溫度控制體統(tǒng)的控制。在 PID 算法中，針對(duì) P、I、D 三個(gè)參數(shù)的整定和優(yōu)化的問(wèn)題成為關(guān)鍵問(wèn)題。因而,PID 參數(shù)的整定與優(yōu)化一直是自動(dòng)控制領(lǐng)域研究的重要課題。因?yàn)槠淇煽啃愿摺⑺惴ê?jiǎn)單、魯棒性好，所以被廣泛應(yīng)用于過(guò)程控制中,尤其適用于可建立精確數(shù)學(xué)模型的確定性系統(tǒng)。PLC 具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。PLC 的快速發(fā)展發(fā)生在上世紀(jì) 80 年代至 90 年代中期。 using PID algorithm, the use of PLC ladder programming language, programming, boiler temperature control. Electric boilers a wide range of applications, in a considerable number of field, the electric boiler performance advantages and disadvantages of the decision The quality of the boiler control systems currently used mostly for puter control microprocessor core technology, both to improve the automation equipment have improved the control precision equipment. This paper on the heating boiler control system works, selection of temperature transmitter, PLC configurations, the configuration software design aspects were the transformation of electric boiler control system has fast response, good stability, high reliability, control accuracy and good features, practical significance for industrial control. Key words: heating boiler control system temperature control cascade control PLC PI 目 錄摘 要 .....................................................................IABSTRACT..................................................................II 課題背景及研