【正文】 統(tǒng)計(jì)加熱管加熱時間返回NNYY 系統(tǒng)流程圖 內(nèi)存變量地址分配地 址名 稱注 釋1號加熱管啟動上升沿有效1號加熱管急停上升沿有效2號加熱管啟動上升沿有效2號加熱管急停上升沿有效總停止上升沿有效1號加熱管上升沿有效2號加熱管上升沿有效VB0加熱管PID表8bitVD0加熱管過程變量PVn32bitVD4加熱管設(shè)定值SPn32bitVD8加熱管輸出值Mn32bitVD12加熱管增益KC32bitVD16加熱管采樣時間TS32bitVD20加熱管積分時間TI32bitVD24加熱管微分時間TD32bitVD28加熱管積分前項(xiàng)MX32bitVD32加熱管過程前值PVn132bitAIW0加熱管溫度16bitC01號加熱管時間增計(jì)數(shù)器續(xù)表 C12號加熱管時間增計(jì)數(shù)器1號加熱管運(yùn)行標(biāo)志“1”有效2號加熱管運(yùn)行標(biāo)志“1”有效主程序分5個網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)1：設(shè)置定時中斷；網(wǎng)絡(luò)2：系統(tǒng)的停止控制；網(wǎng)絡(luò)3：加熱管的控制；網(wǎng)絡(luò)4：記錄1號加熱管加熱時間；網(wǎng)絡(luò)5：記錄2號加熱管加熱時間。下面給出主程序的梯形圖及其對應(yīng)的STL語句。上述梯形圖對應(yīng)的STL語句為：說明：（1） 表示首次掃描時為1，可用于調(diào)用初始化子程序。（2）SMB34 表示定時中斷0的時間間隔，單位是ms，可以指定為1～255ms。上述梯形圖對應(yīng)的STL語句為：上述梯形圖對應(yīng)的STL語句為： 說明：（1）CALL N(N1,N2……) 表示調(diào)用子程序，可以有16個可選參數(shù)。上述梯形圖對應(yīng)的STL語句為： 說明：（1）CTU Cxxx，PV 表示加計(jì)數(shù)器。第4章 硬件電路設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)采用的是西門子S7200型PLC。S7200系列是一類可編程邏輯控制器。這一系列可滿足多種多樣的自動化控制需要。由于具有緊湊的設(shè)計(jì)、良好的擴(kuò)展性、低廉的價格以及強(qiáng)大的指令，使得S7200可近乎完美地滿足小規(guī)模的控制要求。 Micro PLC。它包括一個S7200 Micro CPU模塊，一臺個人計(jì)算機(jī)（PC），STEP 7Micro/WIN 32編程軟件，以及一條通訊電纜。 S7200 Micro PLC系統(tǒng)的組成 S7200 Micro PLC主要組成部分一臺S7200Micro PLC包括一個單獨(dú)的S7200 CPU，或者帶有各種各樣的可選擴(kuò)展模塊。（1） S7200 CPUS7200 CPU模塊包括一個中央處理單元（CPU）、電源以及數(shù)字量I/O點(diǎn)，這些都被集成在一個緊湊、獨(dú)立的設(shè)備中。l CPU負(fù)責(zé)執(zhí)行程序和存儲數(shù)據(jù)，以便對工業(yè)自動控制任務(wù)或過程進(jìn)行控制。l 輸入和輸出是系統(tǒng)的控制點(diǎn)：輸入部分從現(xiàn)場設(shè)備（例如傳感器或開關(guān)）中采集信號，輸出部分則控制泵、電機(jī)、以及工業(yè)過程中的其它設(shè)備。l 電源向CPU以及所連接的任何模塊提供電力。l 通訊斷口允許將S7200 CPU同編程器或其它一些設(shè)備連接起來。l 狀態(tài)信號燈顯示了CPU的工作模式（運(yùn)行或停止），本機(jī)I/O的當(dāng)前狀態(tài)，以及檢查出的系統(tǒng)錯誤。l 通過擴(kuò)展模塊可增加CPU的I/O點(diǎn)數(shù)（CPU221不可擴(kuò)展）。l 通過擴(kuò)展模塊可提供其通訊性能。l 一些CPU具有內(nèi)置實(shí)時時鐘，其它的CPU則需要實(shí)時時鐘卡。l EEPROM卡可以存儲CPU程序，也可以將一個CPU中的程序傳送到另一個CPU中。l 通過可選的插入式電池盒可延長RAM中的數(shù)據(jù)存儲時間。 S7200 CPU（2） 擴(kuò)展模塊S7200 CPU模塊提供了一定數(shù)量的本機(jī)I/O，擴(kuò)展模塊提供了附加的輸入輸出點(diǎn)。 帶有擴(kuò)展模塊的CPU 外部演示電路 模擬量擴(kuò)展單元EM235的配置及應(yīng)用本電爐溫度控制系統(tǒng)的控制任務(wù)是：根據(jù)溫度給定值和測量值的比較結(jié)果，決定2個加熱管的啟動和停止，實(shí)現(xiàn)溫度控制。具體的控制要求是：當(dāng)偏差量大于或者等于20%時，1號加熱管加熱，當(dāng)偏差量大于或者等于50%時，2號加熱管加熱。PLC的普通輸入輸出端口均為開關(guān)量處理端口，為了使PLC能完成模擬量的處理，常見的方法是為整體式PLC加配模擬量擴(kuò)展單元。模擬量擴(kuò)展單元可將外部模擬量轉(zhuǎn)換為PLC可處理的數(shù)字量及將PLC內(nèi)部運(yùn)算結(jié)果數(shù)字量轉(zhuǎn)換為機(jī)外所需的模擬量。模擬量擴(kuò)展單元有單獨(dú)用于模/數(shù)轉(zhuǎn)換的，單獨(dú)用于數(shù)/模轉(zhuǎn)換的，也有兼具模/數(shù)及數(shù)/模兩種功能的。本系統(tǒng)用到的是S7200系列PLC的模擬量擴(kuò)展模塊EM235，它具有四路模擬量輸入及一路模擬量輸出，可以用于電爐溫度控制系統(tǒng)中。為能適用輸入、輸出量，模擬量處理模塊都設(shè)計(jì)成可編程的，而轉(zhuǎn)換生成的數(shù)字量一般具有固定的長度及格式。模擬量輸出則希望將一定范圍的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電流量或標(biāo)準(zhǔn)電壓量以方便與其他控制設(shè)備接口。 給出了EM235的輸入輸出技術(shù)規(guī)范。 模擬量擴(kuò)展模塊EM235輸入/輸出技術(shù)規(guī)范輸入技術(shù)規(guī)范輸出技術(shù)規(guī)范最大輸入電壓30V DC隔離（現(xiàn)場到邏輯）無最大輸入電流32mA信號范圍電壓輸出電流輸出 177。10V 0～20mV輸入濾波衰減3dB，分辨率12位 A/D轉(zhuǎn)換器隔離否分辨率，滿量程 電壓 電流12位11位輸入類型差分輸入范圍電壓單極性電壓雙極性電流0～10V，0～5V0～1V，0～500mV0～100mV，0～50mV177。（10V，5V，1V，500mV，250mV，100mV，50mV，25mV）0~20mA電壓電流32000～+320000～+32000精度最差，0～55℃電壓輸出電流輸出典型，25℃177。2%滿量程177。5%滿量程AD轉(zhuǎn)換時間250us24V DC電壓范圍～設(shè)置時間2ms 溫度傳感器鉑電阻是鉑熱電阻的簡稱。鉑電阻是用導(dǎo)體的電阻隨溫度變化而變化的特性測量溫度的。鉑電阻具有電阻溫度系數(shù)穩(wěn)定、電阻率高、線性度好、測量范圍寬（200℃～600℃）等特點(diǎn)。因此，它被廣泛用作工業(yè)測溫元件和作為溫度標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)選用鉑熱電阻作為溫度傳感器。一、鉑電阻與溫度的關(guān)系由于鉑電阻物理、化學(xué)性能在高溫和氧化性介質(zhì)中很穩(wěn)定，它能用作工業(yè)測溫電路的溫度標(biāo)準(zhǔn)。按國際溫標(biāo)IPTS68規(guī)定，℃～℃溫域內(nèi)，以鉑電阻的阻值作基準(zhǔn)器。鉑電阻與溫度的關(guān)系，在0～℃以內(nèi)為在190～0℃以內(nèi)為式中，Rt——溫度為t℃時的電阻； R0——溫度為0℃時的電阻； t ——任意溫度； A，B，C——分度系數(shù)：A=102/℃，B=107/℃2； C=1012/℃4。 溫度變送器溫度變送器的作用是把溫度敏感元件（如熱電阻、熱電偶等）所產(chǎn)生的微弱的電壓信號，變換成工業(yè)控制系統(tǒng)中通用的電壓或電流信號。本設(shè)計(jì)所采用的溫度變送器為兩線制，即將熱電阻的微弱電壓信號，變換成變送器直流饋電電源中電流的變化；在工業(yè)控制系統(tǒng)中該電流的變化規(guī)定為4～20mA。兩線制溫度變送器具有以下優(yōu)點(diǎn)：，可以和溫度敏感元件做成一體安裝在現(xiàn)場且為電流輸出；故抗干擾能力強(qiáng)，可遠(yuǎn)距離傳輸。一般來說，電源電壓在30%～+15%之間波動不影響輸出電流的精度。，從而節(jié)省了設(shè)備的投資，降低了成本。穩(wěn)壓源由恒流管2DH穩(wěn)壓管2CW72及運(yùn)算放大器IC1組成。穩(wěn)壓管2CW72輸出電壓為7V。運(yùn)算放大器接成電壓跟隨形勢，以提高穩(wěn)壓源的帶負(fù)載能力，其輸出電壓作為測量電橋的電源。 兩線制溫度變送器的原理圖測量電橋由RRRRPI及Rt組成。其中：R3=R4，R3》R5，RPI，Rt E為電壓跟隨器的輸出電壓約7V。當(dāng)溫度發(fā)生變化時Rt的阻值產(chǎn)生相應(yīng)變化，電橋產(chǎn)生不平衡電壓，輸出給V/I變換器，進(jìn)行電壓放大及電壓——電流變化。V/I變換器：由運(yùn)算放大器ICRRRR9以及三極管3DK4B組成。V/I變換器的輸入/輸出關(guān)系推導(dǎo)如下： 代入熱電阻和溫度的關(guān)系式： R0：零溫度電阻；k：熱電阻的電阻溫度系數(shù)。則 由上式可知：運(yùn)算放大器輸出電壓V。包括兩項(xiàng)：第一項(xiàng)為與溫度無關(guān)的常量；第二項(xiàng)是溫度的線性函數(shù)。改變R6可以調(diào)節(jié)放大倍數(shù)。通過三極管3DK4B將V0變換電流。 同理，也包含兩項(xiàng)：第一項(xiàng)為常量，稱為輸出零點(diǎn)電流，通過調(diào)節(jié)R5(RPI)可調(diào)節(jié)零點(diǎn)電流大??；第二項(xiàng)是溫度t的函數(shù)，通過調(diào)節(jié)R6(RP2)可以調(diào)整溫度——電流變換系數(shù)。流過供電電源的總電流I0： IW為流過穩(wěn)壓量2CW72的電流，IC為流過運(yùn)算放大器IC2電源的電流，IQ為流過測量電橋的電流。這幾項(xiàng)電流均為常量。第5章 系統(tǒng)調(diào)試在任何一個設(shè)計(jì)過程中，系統(tǒng)調(diào)試這部分內(nèi)容是最關(guān)鍵的，難度最大的，也是最考驗(yàn)人的工作。嚴(yán)格來說，整個系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成敗全系于此。同時，它也能夠檢測所用的設(shè)計(jì)方案的可行性和正確性。在這個系統(tǒng)調(diào)試過程中，可能遇到在設(shè)計(jì)中所沒有考慮到的地方，通過調(diào)試使整個設(shè)計(jì)得到更好的完善。 調(diào)試設(shè)備電腦 1臺萬用表 1個12V穩(wěn)壓電源　　 1個西門子 S7200型號：CPU222 1個EM235 擴(kuò)展塊 1個 系統(tǒng)配置模擬量模塊在接入電路工作前需完成配置及校準(zhǔn)，配置指根據(jù)實(shí)際需要接入的信號類型對模塊進(jìn)行的一些設(shè)定。校準(zhǔn)可以簡單地理解為儀器儀表使用前的調(diào)零及