【正文】 Y N Y N Y初始化溫度給定輸入值錯誤 錯誤報警A/D 轉換轉換值4000 斷偶報警標度變換實際溫度顯示差值 e（k）=0給定值與實際溫度比較差值 e（k）10n=240恒溫指示18 N 圖 31 系 統(tǒng) 程 序 流 程 圖 控 制 系 統(tǒng) 控 制 程 序 的 開 發(fā)針 對 本 系 統(tǒng) 任 務 書 的 要 求 ， 要 求 控 制 系 統(tǒng) 實 現(xiàn) 恒 溫 控 制 的 功 能 ， 溫 度在 （ 0～ 100℃ ） 范 圍 內 任 意 設 定 （ X10~X21 輸 入 給 定 值 ） ， 經 過 積 分 分 離PID 調 節(jié) ， 實 現(xiàn) 恒 溫 控 制 ， 并 對 實 際 溫 度 進 行 實 時 LED 數(shù) 碼 顯 示 ， 同 時 有恒 溫 指 示 和 斷 偶 報 警 信 號 指 示 。 （ 總 程 序 見 附 錄 二 ）。 程 序 如 圖 32所 示 。否 則 輸 入 出 錯 報 警 （ Y6=1） 。 為 了 提 高 抗 干 擾 能 力 ， 程 序 采 用 了 數(shù) 字 濾 波 措 施 ， 濾 波 方 法 是 取數(shù)字調節(jié)器保存 n晶閘管觸發(fā)準備等待中斷等待中斷198 次 輸 入 的 平 均 值 作 為 檢 測 結 果 。 根 據(jù) 三 菱 公 司 的 用 戶 手 冊 中 的 模 塊 編 號 規(guī) 則 ，F(xiàn)X2N2AD 直 接 連 PLC 的 為 0 號 模 塊 。 控 制 周 期 計 時 中 斷 服 務 程 序 （ I610） 如 圖 34 所 示 。 當 計 時 10ms 到 ， 系 統(tǒng) 執(zhí)行 I610 中 斷 服 務 程 序 ， 控 制 周 期 計 數(shù) 器 （ D27） 加 1， 將 D27 與 480 比 較 ，若 相 等 則 M331 為 ON（ 計 時 到 ） ， 同 時 將 控 制 周 期 計 數(shù) 器 （ D27） 清0。 從 而 得 到 實 際 的 溫 度 的 數(shù) 值 而 送 入 D5， 同 時 將 所 得的 余 數(shù) 與 ℃ 所 對 應 的 數(shù) 字 量 (約 等 于 20)進 行 比 較 ， 如 果 大 于 20， 則將 D5 中 的 數(shù) 加 一 ， 反 之 則 不 變 。20標 度 變 換 功 能 的 PLC 程 序 如 圖 35 所 示 ： 圖 35 標度變換程序 恒溫控制程序（PID）設計 PID 算 法根 據(jù) 給 定 的 工 藝 要 求 ， 溫 度 控 制 分 為 三 段 ： 自 由 升 溫 段 、 恒 溫 段 和 自 然降 溫 段 。 用 于 恒 溫 控 制 的 調 節(jié)器 有 多 種 形 式 ， 如 大 林 算 法 、 PD 調 節(jié) 、 PID 調 節(jié) 、 開 關 調 節(jié) 等 ， 本 系 統(tǒng) 選用 實 際 中 切 實 可 行 的 積 分 分 離 PID 調 節(jié) ， 它 能 有 效 地 減 小 系 統(tǒng) 的 超 調 和 穩(wěn)態(tài) 誤 差 。 將 其離 散 化 ， 得 )]}2()1(2)[)()]1(){[)1() ???????? kekeTkeku dip式 中 ， T、 、 、 分 別 為 采 樣 周 期 、 微 分 時 間 常 數(shù) 、 積 分 時 間 常 數(shù) 和diPK比 例 時 間 常 數(shù) ； e（ k） 為 本 次 采 樣 時 Q0 與 Q 之 差 。pKid為 了 減 少 在 線 整 定 參 數(shù) 的 數(shù) 目 ， 常 常 假 定 約 束 條 件 ， 以 減 少 獨 立 變 量 的個 數(shù) ， 本 次 設 計 選 取T≈ s≈ ≈ 其 中 ， 為 純 比 例 控 制 時 的 臨 界 振 蕩 周 期 。 即 有sTPiK5?pd4因 此 ， 對 四 個 參 數(shù) 的 整 定 便 簡 化 成 了 對 一 個 參 數(shù) 的 整 定 。 恒 溫 控 制 程 序為 了 減 少 超 調 和 消 除 振 蕩 現(xiàn) 象 ， 當 自 由 升 溫 小 于 給 定 的 恒 溫 值 10℃ ，系 統(tǒng) 就 開 始 進 行 恒 溫 控 制 ， 恒 溫 控 制 采 用 積 分 分 離 PID 調 節(jié) 。當 e（ k） 5℃ 時 ， 按 式 （ 32） 進 行 PID 調 節(jié) 。iK溫 度 數(shù) 字 調 節(jié) 器 程 序 框 圖 如 圖 36 所 示 。將 實 際 溫 度 （ D5） 與 設 定 值 （ D4） 比 較 得 到 的 差 值 e（ k） 存 于D32。 若 e（ k） 小 于 5 時 則 進 行 PID 算 式 運 算 （ 實 現(xiàn) 式 （ 42） ） 。開始22 N Y N Y e（k）=Q0Qe（k）10u(k)=240計算 PD 項u（k）=u(k1)+kp[e(k)e(k1)]+kd[e(k)2e(k1)+e(k2)]e(k)5計算 PD+I 項u(k)=u(k)+kie(k)u(k)u(k1)e(k1)e(k2)e(k)e(k1)保存 u(k)結束圖 36 數(shù) 字 控 制 器 流 程23圖 37 數(shù)字控制器程序 數(shù)字觸發(fā)器程序設計 數(shù) 字 觸 發(fā) 器 組 成 與 原 理數(shù) 字 觸 發(fā) 器 按 照 調 節(jié) 器 輸 出 的 控 制 量 控 制 輸 送 給 加 熱 管 的 能 量 。圖 38 過 零 數(shù) 字 觸 發(fā) 器 組 成24工 作 原 理 如 下 ： 數(shù) 字 觸 發(fā) 器 準 備 程 序 將 控 制 量 u（ k） 變 換 為 晶 閘 管 的導 通 周 波 數(shù) n， 且 當 n0 時 ， 置 晶 閘 管 允 許 觸 發(fā) 標 志 為 1。 當 電 源 正 半 波 到 來 時 （ 由 低 電 平 變 高 電 平 ） ，)(sgn若 晶 閘 管 允 許 觸 發(fā) 標 志 為 1， 則 在 Y0 端 產 生 一 個 觸 發(fā) 脈 沖 ， 經 光 電 隔 離 和功 率 放 大 后 觸 發(fā) 晶 閘 管 VT1 導 通 ， 使 電 源 正 半 波 加 到 電 阻 絲 上 。 程 序還 完 成 晶 閘 管 已 導 通 周 波 數(shù) 計 數(shù) 工 作 ， 當 已 導 通 周 波 數(shù) 等 于 n 時 ， 表 示 本控 制 周 期 內 向 電 阻 絲 輸 送 的 能 量 已 達 到 控 制 要 求 ， 將 晶 閘 管 允 許 觸 發(fā) 標 志 清0， Y0、 Y1 不 再 輸 出 觸 發(fā) 脈 沖 。電 源 在 一 個 控 制 周 期 （ ） 有 240 個 周 波 ， 而 u（ k） 的 最 大 亦 也240， 因 此 ， 晶 閘 管 在 一 個 控 制 周 期 的 導 通 周 波 數(shù) n 與 控 制 量 u（ k） 的 關系 為n=u（ k）脈 沖 輸 出 通 道 要 求 PLC 輸 出 的 觸 發(fā) 脈 沖 為 正 脈 沖 ， 故 程 序 先 使Y0（ 或 Y1） 由 0 變 1， 延 時 約 后 （ 半 個 周 波 時 間 ） ， 再 將 Y0（ 或Y1） 置 0， 在 Y0（ 或 Y1） 端 形 成 一 個 寬 約 的 正 脈 沖 。 X0 為 電 源 周 波 信 號 輸 入 端 ， 當 允 許 晶 閘 管 觸 發(fā) 時 ， 當 X0 的 上 升 沿（ 下 降 沿 ） 到 時 Y0（ Y1） 輸 出 1， 延 時 半 個 周 波 時 間 后 Y0（ Y1） 輸 出0， 即 在 Y0（ Y1） 端 口 產 生 正 脈 沖 去 觸 發(fā) 晶 閘 管 導 通 。 直 到 D25 為 0 止 。圖 311 數(shù) 字 觸 發(fā) 器 程 序26 顯 示 程 序本 設 計 系 統(tǒng) 用 GT1040QBBDC 觸摸屏顯 示 溫 度 （ 本 系 統(tǒng) 設 定 溫 度 范 圍為 0~100℃ ） ，顯 示 程 序 如 圖 312 所 示 ：觸 摸 屏 溫 度 顯 示 （ 右 圖 第 二 行 數(shù) 字 即 為 溫 度 顯 示 ） ： 恒溫指示程序當 實 際 溫 度 與 溫 度 給 定 值 相 等 時 ， 系 統(tǒng) 發(fā) 出 恒 溫 指 示 信 號 （ Y4=1，綠 燈 亮 ） 。 同 時 令 觸 發(fā) 脈 沖 個 數(shù) 為 0， 系 統(tǒng) 將 不 對 電 阻 爐加 熱 。 如 圖 314 所 示 。PLC完 成 對 系 統(tǒng) 現(xiàn) 場 的 控 制 過 程 。同 時 ， 控 制 系 統(tǒng) 現(xiàn) 場 對 變 量 的 變 換 有 著 直 觀 的 顯 示 作 用 。（ 2） PLC編 程 實 現(xiàn) 積 分 分 離 PID算 法 。（4）過零觸發(fā)晶閘管實現(xiàn)電功率的控制.通過此次課設，讓我了解了 plc 梯形圖、指令表、順序功能圖有了更好的了解，也讓我了解了關于 plc 設計原理。雖然本次課程設計是要求自己獨立完成，但是，彼此還是脫離不了集體的力量，遇到問題和同學互相討論交流。我們在做課程設計的過程中要不停的討論問題，這樣，我們可以盡可能的統(tǒng)一思想，這樣就不會使自己在做28的過程中沒有方向，并且這樣也是為了方便最后設計和在一起。多改變自己設計的方法，在設計的過程中最好要不停的改善自己解決問題的方法，這樣可以方便自己解決問題 展 望由 于 PLC的 諸 多 優(yōu) 點 ， 也 已 經 在 工 控 領 域 得 到 了 廣 泛 引 用 ， 但 是 ， 還沒 有 形 成 系 統(tǒng) 化 、 理 論 化 的 開 發(fā) 方 法 。 同 時 ， 要 盡 量 抑 制 干 擾 ， 尤 其 是 控 制 回 路 之 外 的 干 擾 。隨 著 微 機 的 軟 硬 件 技 術 和 網 絡 通 訊 技 術 的 飛 速 發(fā) 展 ， 工 業(yè) 自 動 化 領 域 發(fā)生 了 革 命 性 的 技 術 進 步 。 參 考 文 獻[1] 郁漢琪主編. 電氣控制與可編程序控制器應用技術[M]. 南京：東南大學出版社，202229[2] 張萬忠主編 . 可編程序控制器應用技術[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2022[3] 三菱公司編 . 三菱 FX 系列可編程序控制器特殊功能模塊用戶手冊，2022[4] 三菱公司編 . 三菱可編程序控制器應用 101 例，1994[5]方希修、尤明珍《飼料加工工藝與設備》中國農業(yè)大學出版社[6]于海生《計算機控制技術》 清華大學出版社[7]《過程控制及儀表 》教材[8]熊幸明《電氣控制與 PLC》 機械工業(yè)出版社[9]《傳感器技術 》教材[10]三菱觸摸屏用戶使用手冊 附 錄 系 統(tǒng) 程 序 （ 梯 形 圖 ）30313233