【正文】 9 ................................................................... 20 .............................................................................. 23 .................. 25 5 系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果分析 .......................................................................... 27 .............................................................................. 27 ...................................................................... 27 6 系統(tǒng)總結(jié) ........................................................................................ 28 參考文獻(xiàn) ............................................................................................ 29 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 1 1 緒論 溫度控制在電子、冶金、機(jī)械等工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。目前 ,仍有相當(dāng)部分工業(yè)企業(yè)在用窯、爐等烘干生產(chǎn)線，存在著控制精度不高、爐內(nèi)溫度均勻性差等問題 ,達(dá)不到工藝要求，造成裝備運(yùn)行成本費(fèi)用高，產(chǎn)出品品質(zhì)低下，嚴(yán)重影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，急需技術(shù)改造。 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，溫度是最常見的過程參數(shù)之一 。由于其具有工況復(fù)雜、參數(shù)多變、運(yùn)行慣性大、控制滯后等特點(diǎn)，它對(duì)控制調(diào)節(jié)器要求極高。 基于 PLC 的溫度控制系統(tǒng) 以其 可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單、功能強(qiáng)大、能耗低等 優(yōu)點(diǎn)深受許多用戶的青睞，在工業(yè)溫度控制場(chǎng)合得到了廣泛的應(yīng)用。 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 2 溫度控制系統(tǒng)在國內(nèi)各行各業(yè)的應(yīng)用 雖然已經(jīng)十分廣泛 ,但從國內(nèi)生產(chǎn)的溫度控制器來講 ,總體發(fā)展水平仍然不高 ,同日本、美國、德國等先進(jìn)國家相比仍然有著較大的差距。而適應(yīng)于較高控制場(chǎng)合的智能化、自適應(yīng)控制儀表，國內(nèi)技術(shù)還不十分成熟。控制參數(shù)大多 靠人工經(jīng)驗(yàn)及我國現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來確定。隨著我國加入 WTO，我國政府及企業(yè)對(duì)此非常重視，對(duì)相關(guān)企業(yè)資源進(jìn)行了重組，相繼建立了一些國家、企業(yè)的研發(fā)中心，并通過合資、技術(shù)合作等方式，組建了一批合資、合作及獨(dú)資企業(yè)，使我國溫度儀表等工業(yè)得到迅速的發(fā)展。 本課題利用無線通信模塊系統(tǒng)，結(jié)合組態(tài)王監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)人機(jī)對(duì)話界面，實(shí)現(xiàn)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。同時(shí)利用智能儀表控制系統(tǒng)，在所設(shè)計(jì)的組態(tài)王監(jiān)控界面中，進(jìn)行相關(guān)儀表調(diào)校和控制器參數(shù)整定，記錄并分析控制結(jié)果。 無線通信網(wǎng)絡(luò)，由于其特有的非線接通信方式的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于特定地理位置（如山區(qū)，油田和水利設(shè)施等）的現(xiàn)場(chǎng)遙測(cè)遙控領(lǐng)域。典型的無線通信網(wǎng)絡(luò)分布控制系統(tǒng)如圖 所示。 無線通信 (Wireless Communication)是利用電磁波 信號(hào) 可以在自由空間中傳播的特性進(jìn)行信息交換 的一種通信方式，近些年信息通信領(lǐng)域中，發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的就是無線 通信技術(shù) 。而且無線通信網(wǎng)絡(luò)，由于其特有的非線接通信方式的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng) 用于特定地理位置（如山區(qū)，油田和水利設(shè)施等）的現(xiàn)場(chǎng)遙測(cè)遙控領(lǐng)域。 設(shè)計(jì)主要包括： a:和溫度控制箱的輸入輸出連接，采集溫度控制箱的溫度數(shù)據(jù)； b:和微機(jī)進(jìn)行串口連接，使能夠把采集到的溫度數(shù)據(jù)顯示在微機(jī)平臺(tái)； c:進(jìn)行調(diào)試，確定無線通信模塊連線無誤，確保數(shù)據(jù)采集誤差小。目 前組態(tài)王常用的版本為“組態(tài)王”軟件包，它由工程瀏覽器 ,工程管理器和畫面運(yùn)行系統(tǒng)三部分組成。工程管理器內(nèi)嵌入畫面管系統(tǒng)，用于新工程的創(chuàng)建和已有工程的管理。人機(jī)界面的設(shè)計(jì)，通過建立新的工程和畫面，建立很直觀的人機(jī)顯示界面，能夠很清楚操作和查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；監(jiān)控界面的設(shè)計(jì)，沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 5 通過實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線和歷史趨勢(shì)曲線能夠很清楚看到當(dāng)前的溫度變化 趨勢(shì)，達(dá)到一目了然的效果；報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過報(bào)警設(shè)計(jì)，能夠了解控制系統(tǒng)可能出現(xiàn)的問題和情況，及時(shí)的調(diào)節(jié)可能出現(xiàn)的問題。 P 指偏差的比例 D指微分，它具有原理簡單，易于實(shí)現(xiàn)，適用面廣，控制參數(shù)相互獨(dú)立， 參數(shù)的選定較簡單 等優(yōu)點(diǎn) ；而且 在理論上可以證明，對(duì)于過程控制的典型對(duì)象 ──“ 一階滯后＋純滯后 ” 與 “ 二階滯后＋純滯后 ” PD 控制器簡單易懂 ，使用中不需精確的系統(tǒng)模型等先決條件，因而成為應(yīng)用 很 廣泛的 控制器。其控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)成比例關(guān)系。 在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯 (delay)后組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。這就是說，在控制器中僅引入 “ 比例 ” 項(xiàng)往往是不夠的，比例項(xiàng)的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需 要增加的是 “ 微分項(xiàng) ” ，它能預(yù)測(cè)誤差變化的趨勢(shì)，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(fù)值，從而避免了被控量的嚴(yán)重超調(diào)。 大多數(shù)組態(tài)軟件提供多種數(shù)據(jù)采集程序，用戶可以進(jìn)行配置。由 OPC 基金組織提出的 OPC 規(guī)范基于微軟的 OLE/DCOM 技術(shù)，提供了在分布式系統(tǒng)下，軟件組件交互和共享數(shù)據(jù)的完整的解決方案。由于 COM 技術(shù)是在二進(jìn)制代碼級(jí)實(shí)現(xiàn)的，所以服務(wù)器和客戶可以由不同的廠商提供。同時(shí)，組態(tài)軟件同樣可以作為服務(wù)器為其他的應(yīng)用系統(tǒng)（如 MIS 等）提供數(shù)據(jù)。隨著支持 OPC 的組態(tài)軟件和硬件設(shè)備的普及，使用 OPC 進(jìn)行數(shù)據(jù)采集必將成為組態(tài)中更合理的選擇。在測(cè)量溫度時(shí)，測(cè)量體與被測(cè)介質(zhì)接觸，被測(cè)介質(zhì)與測(cè)量體之間進(jìn)行熱交換，最后達(dá)到熱平衡，此時(shí)測(cè)量體的溫度就是被測(cè)介質(zhì)的溫度。但是由于測(cè)溫元件要與被測(cè)介質(zhì)接觸進(jìn)行熱交換，才能達(dá)到熱平衡，因此產(chǎn)生了滯后現(xiàn)象。具體的溫度采集有如下步驟： a:連接烤箱， PT100，溫度控制箱，完成連線后確認(rèn)接口是否穩(wěn)固，打開電源，準(zhǔn)備加熱； b:加熱烤箱，使之溫度達(dá)到一定的范圍，使 PT100 能夠采集到溫度數(shù)據(jù)； c:把 PT100 放入烤箱，加熱，使 PT100 能夠有溫度的變化，讓無線通信模塊能夠很自然的采集到 PT100 的溫度值變化信息，傳送到微機(jī)平 臺(tái)。其電路示意圖如圖 所示 ： 圖 溫度控制示意圖 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 8 溫度控制箱主要部件說明 全隔離單向交流調(diào)壓一體化模塊 TYH380D15P220 是集隨即型固態(tài)繼電器、隨機(jī)型 SSR 移相觸發(fā)器和同步變壓器（兼作模塊內(nèi)部電源變壓器）于一體而成，其工作原理是：在同步變壓器的電壓作用下（此同步電壓在模塊內(nèi)部經(jīng)整流后還作為模塊工作電源）模塊內(nèi)部的移相觸發(fā)器會(huì)根據(jù)控制電壓的大小在輸出端產(chǎn)生與電網(wǎng)電壓同步的雙倍電網(wǎng)頻率的 180176。范圍內(nèi)移相的寬脈沖，從而驅(qū)動(dòng)隨機(jī)型 SSR，以達(dá)到移相調(diào)壓的目的。該產(chǎn)品廣泛運(yùn)用于溫度的自動(dòng)控制，點(diǎn)擊調(diào)速等場(chǎng)合。其技沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì) 9 術(shù)指標(biāo)如下： 輸出額定電壓 220VAC 輸出額定電流 10A240