PLC溫程序控制器設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 PLC溫度程序控制器設(shè)計(jì) 院 （系） 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 職稱(chēng) 評(píng)閱教師 職稱(chēng) 2014年 6 月 6 日注 意 事 項(xiàng)1.設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致謝9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)）2.論文字?jǐn)?shù)要求：理工類(lèi)設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬(wàn)字（不包括圖紙、程序清單等），文科類(lèi)論文正文字?jǐn)?shù)不少于1.2萬(wàn)字。3.附件包括：任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印

2、件）。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語(yǔ)言流暢，書(shū)寫(xiě)字跡工整，打印字體及大小符合要求，無(wú)錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫(xiě)2）工程設(shè)計(jì)類(lèi)題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書(shū)寫(xiě)，不準(zhǔn)用徒手畫(huà)3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁(yè)以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無(wú)格子的頁(yè)面上5）軟件工程類(lèi)課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序1）設(shè)計(jì)（論文）2）附件：按照任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂3）其它學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明本人以信譽(yù)聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的設(shè)計(jì)（

3、研究）工作及取得的成果，設(shè)計(jì)（論文）中引用他（她）人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標(biāo)注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人獨(dú)立完成，不包含他人成果及為獲得重慶科技學(xué)院或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用其材料。與我一同工作的同志對(duì)本設(shè)計(jì)（研究）所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者（簽字）： 2014 年 6月 6日摘要在現(xiàn)代化生產(chǎn)中，溫度是最基本的重要參數(shù)，任何數(shù)據(jù)都離不開(kāi)溫度的影響！因此，對(duì)溫度的控制顯得尤為重要！尤其是在化工、冶金、機(jī)械、食品、石油等工業(yè)中顯得特別重要！因此，設(shè)計(jì)出一種能夠控制溫度的系統(tǒng)是當(dāng)今迫切需要的，本設(shè)計(jì)即是針對(duì)溫度程序控制而進(jìn)行的一系列探

4、究。根據(jù)設(shè)計(jì)的要求對(duì)硬件進(jìn)行了選擇，然后設(shè)計(jì)出硬件連接原理圖。根據(jù)設(shè)計(jì)出的硬件圖，完成PLC的端口設(shè)計(jì)，然后就開(kāi)始用PLC編寫(xiě)梯形圖，然后利用PID調(diào)節(jié)控制溫度，完成整個(gè)設(shè)計(jì)的控制。設(shè)計(jì)的最后完成了溫度的程序控制要求，并且調(diào)試出的結(jié)果達(dá)到了溫度程序控制的效果。關(guān)鍵詞：溫度程序控制 PLC 核心ABSTRACTIn the modernization of production, temperature is an important parameter in the most basic, the impact of any data cann

5、ot do without temperature! Therefore, the temperature control is particularly important for! Especially in the chemical industry, metallurgy, machinery is, food, petrole.umindustry is.particularlyimportant! Therefore,

6、60;to design a system can control temperature is in urgent need, the design is a series of research for the temperature program control of.The temperature program control system is already very popular products in the mo

7、dernization of all walks of life, they have the same principle, the principle is different, but in general can be divided into dynamic temperature control andconstant temperature control in two categories, different products may use di

8、fferent equipment to complete control correspondingly, and this design is to control the temperature by using PLC program, the regulator treatment ontemperature change to meet the needs of people to control the temperaturechanges&

9、#160;by PID.The design of finishing temperature control requirements, but in some places can not achieve the earliest expected results, but the design is not the end, the system will be updated with the progress of the times and p

10、rogress.Keywords: Temperature control； PLC； Kernel目錄摘要IABSTRACTII1 緒論11.1 本課題的目的及意義11.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析11.2.1 傳感器研究現(xiàn)狀分析21.2.2 PLC的研究現(xiàn)狀分析31.2.3 觸摸屏研究現(xiàn)狀分析31.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容32 硬件設(shè)計(jì)52.1 傳感器選擇52.2 PLC選擇62.3模擬量輸入模塊（AD轉(zhuǎn)換模塊）82.4 固態(tài)繼電器92.5 觸摸屏選擇102.6 硬件設(shè)計(jì)圖123 溫度控制算法143.1 溫度控制與PID運(yùn)用143.2 PID算法154.程序設(shè)計(jì)184.1程序設(shè)計(jì)流程圖184.2內(nèi)存地址分配

11、184.3 PID指令回路表194.4程序設(shè)計(jì)205 WinCC flexible設(shè)計(jì)265.1 創(chuàng)建一個(gè)新畫(huà)面265.2 組態(tài)畫(huà)面對(duì)象275.2.1 變量的生成與組態(tài)285.2.2 開(kāi)關(guān)和按鈕的生成與組態(tài)285.3 畫(huà)面設(shè)計(jì)296 系統(tǒng)調(diào)試306.1 PLC調(diào)試方法306.2 PLC調(diào)試結(jié)果337 結(jié)論37參考文獻(xiàn)38致 謝391 緒論1.1 本課題的目的及意義隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，溫度在工業(yè)生產(chǎn)的作用越來(lái)越重要，工廠需要對(duì)該工業(yè)生產(chǎn)中的溫度進(jìn)行系統(tǒng)的控制，如冶煉鋼鐵工業(yè)進(jìn)程中，需要對(duì)剛剛出爐的鋼鐵進(jìn)行熱處理，還有各種反應(yīng)爐、鍋爐、加熱爐等都需要進(jìn)行溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制溫度的精確度，尤其在

12、養(yǎng)殖行業(yè)里面，溫度的偏差或許會(huì)直接導(dǎo)致養(yǎng)殖群的集體死亡。溫度是一個(gè)在日常生活、醫(yī)院、環(huán)境、鋼鐵生產(chǎn)等眾多行業(yè)的常見(jiàn)物理量。并且，在很多的行業(yè)溫度控制的范圍不是人能夠靠近控制的，比如鋼鐵加熱爐，幾千攝氏度的高溫，人根本無(wú)法靠近，或者有些地方根本不需要人為的去控制?，F(xiàn)如今有很多加熱爐只是采用簡(jiǎn)單的溫度控制儀表和電路來(lái)控制溫度，這樣的控制很難達(dá)到控制要求，有很多的缺點(diǎn)。各個(gè)行業(yè)都存在不少這樣的情況，因此設(shè)計(jì)一個(gè)比較通用的溫度控制系統(tǒng)是非常有意義的，而對(duì)于控制，PLC能使操作更簡(jiǎn)單方便，也更顯得現(xiàn)代化，并且它還能勝任很多危險(xiǎn)的環(huán)境，所以，此設(shè)計(jì)選用PLC控制。溫度控制技術(shù)可以根據(jù)控制目標(biāo)的不同分為兩類(lèi)

13、：動(dòng)態(tài)溫度跟蹤與恒值溫度控制。什么是動(dòng)態(tài)溫度控制呢？其實(shí)就是預(yù)先繪制出溫度變化的軌跡，然后控制系統(tǒng)溫度隨著此軌跡進(jìn)行發(fā)展的控制系統(tǒng)。那什么又是恒溫控制系統(tǒng)呢?相對(duì)無(wú)言，恒溫就是溫度恒定不變，由于外界因素可能導(dǎo)致溫度的變化，此系統(tǒng)即是為了消除這些變化而達(dá)到一定波動(dòng)范圍調(diào)節(jié)溫度的系統(tǒng)。從工業(yè)控制溫度的變化來(lái)看，溫控系統(tǒng)可以大致分為3種：1.定值開(kāi)關(guān)溫度控制法；2.PID線性溫度控制法；3.智能溫度控制法；本設(shè)計(jì)最終選擇采用PID線性溫度控制法來(lái)達(dá)到溫度控制，因?yàn)檫@種最適合本設(shè)計(jì)的要求，且最容易實(shí)現(xiàn)。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析大概從一九七幾年左右，大量的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境都需要得到需要的溫度環(huán)境，并且隨著

14、相應(yīng)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，大量理論和設(shè)計(jì)的發(fā)展推動(dòng)，國(guó)外在溫度控制這個(gè)領(lǐng)域就一直不停的研究，并取得了大量的成果，尤其是在智能化控制系統(tǒng)，參數(shù)的自動(dòng)整定以及自動(dòng)適應(yīng)等等眾多方面取得碩果，其中尤以美國(guó)、英國(guó)、印度、日本等國(guó)在這方面的發(fā)展遙遙領(lǐng)先，不但滿足本國(guó)的需求，還生產(chǎn)了大批量出口的，且性能強(qiáng)勁的控制器及相關(guān)儀表，并且在各行各業(yè)廣泛應(yīng)用，它們注意有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1. 適應(yīng)于大慣性、大滯后等復(fù)雜溫度控制系統(tǒng)的控制；2. 能在即使控制系統(tǒng)的數(shù)字模型都不容易建立的情況下也能使用的溫度控制系統(tǒng)；3. 他們采用智能控制、自動(dòng)適應(yīng)控制、誤差控制等理論和世界先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，能夠處理過(guò)程復(fù)雜，參數(shù)易變

15、的溫度系統(tǒng)控制,能夠應(yīng)用于很多環(huán)境；4.大多數(shù)的溫度控制器都具備有參數(shù)的自動(dòng)控制的功能?？恐麄冾I(lǐng)先世界的計(jì)算機(jī)先進(jìn)技術(shù)，溫度控制器不僅僅能夠?qū)刂茖?duì)象的特性并且還能進(jìn)行參數(shù)自動(dòng)整定。而且有的還具有自學(xué)效仿的能力，它能根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)和對(duì)象的變化，自動(dòng)調(diào)整控制參數(shù)，以能更好的控制系統(tǒng)；5. 并且國(guó)外的溫度控制系統(tǒng)的控制精度已經(jīng)非常高，抗干擾能力也非常強(qiáng)，他們現(xiàn)如今的發(fā)展方向已經(jīng)是轉(zhuǎn)向更高精度和智能化及縮小體積了；在我們的國(guó)家，溫度控制系統(tǒng)的已經(jīng)在很多行業(yè)應(yīng)用起來(lái)，但是在國(guó)內(nèi)自己生產(chǎn)的溫度控制儀器的技術(shù)水平還非常的低，能夠達(dá)到的要求還很低，根本無(wú)法和國(guó)外如印度、日本相比。我們目前的水平還只是別人80

16、年代左右的水平，相差甚大。稍稍能夠拿得出去比較的PID控制及點(diǎn)位控制技術(shù)都只能適應(yīng)一些簡(jiǎn)單的溫度控制，難以在滯后、時(shí)變的高難度控制中應(yīng)用。對(duì)于那些高難度的控制技術(shù)還不是很成熟，自產(chǎn)的此類(lèi)商品根本無(wú)法和國(guó)外的相比較，也根本沒(méi)有市場(chǎng)，靠著價(jià)格低廉茍延殘喘。我們必須克服這些差距，隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，并且加入WTO的影響，政府對(duì)企業(yè)也是非常的重視，相繼創(chuàng)建了國(guó)家研發(fā)中心，并和企業(yè)合資，或讓企業(yè)獨(dú)資，合作等關(guān)系，促使我國(guó)的溫度控制領(lǐng)域的迅猛發(fā)展。1.2.1 傳感器研究現(xiàn)狀分析作為信息技術(shù)的核心基礎(chǔ)技術(shù)的傳感技術(shù)，是當(dāng)代所有發(fā)達(dá)國(guó)家都爭(zhēng)相投資科研的重要技術(shù)，是在21世紀(jì)乃至很長(zhǎng)一段時(shí)間都最優(yōu)先發(fā)展的先進(jìn)技

17、術(shù)。該領(lǐng)域所涉及的知識(shí)非常廣泛，它的研究和發(fā)展與其他行業(yè)科技也越來(lái)越關(guān)系緊密。國(guó)外傳感技術(shù)都是誕生成長(zhǎng)于他們迅敏發(fā)展的工業(yè)化浪潮，并且多數(shù)是經(jīng)過(guò)國(guó)家首先開(kāi)創(chuàng)研究應(yīng)用于軍事、航天等領(lǐng)域的研究實(shí)驗(yàn)，最終帶入了民用工業(yè)。隨著工業(yè)不斷的發(fā)展，電子、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的不斷進(jìn)步，日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的傳感器技術(shù)已經(jīng)在國(guó)際市場(chǎng)起了領(lǐng)導(dǎo)地位。而在我國(guó)傳感器檢測(cè)這方面技術(shù)的發(fā)展非常的停滯，要不是經(jīng)過(guò)一次次的國(guó)家政策的鼓勵(lì)，比如“六五”、“九五”，最終才得到了初步的進(jìn)步，形成了傳感器研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用的體系，而且在某些地方取得了為世界矚目的成果，如數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用及工礦監(jiān)控系統(tǒng)、儀器。但是，傳感器在我國(guó)的總體情

18、況依然是非常依賴(lài)國(guó)外的技術(shù)支持，我國(guó)大多數(shù)傳感器產(chǎn)品還是進(jìn)口于國(guó)外，自己生產(chǎn)的產(chǎn)品在市場(chǎng)的占有率非常低，主要是國(guó)內(nèi)的創(chuàng)新和改進(jìn)還很差。1.2.2 PLC的研究現(xiàn)狀分析 在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，可編程控制器（PLC）都已經(jīng)投入工業(yè)生產(chǎn)的使用，并且越來(lái)越受到企業(yè)的歡迎，市場(chǎng)需求年年增長(zhǎng)，據(jù)估計(jì)，1998年全球的可編程控制器（PLC）的市場(chǎng)有接近5000萬(wàn)美元，到2001年可編程控制器（PLC）的市場(chǎng)可能高達(dá)2億5000萬(wàn)美元，后面更是逐年上升。目前，西方各發(fā)達(dá)國(guó)家都已經(jīng)把可編程控制器（PLC）當(dāng)成戰(zhàn)略發(fā)展對(duì)象來(lái)研究開(kāi)發(fā)。工業(yè)領(lǐng)域?qū)删幊炭刂破鳎≒LC）的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，并且被使用的趨勢(shì)越來(lái)越高。可編程控

19、制器（PLC）差不多是在1997年引進(jìn)國(guó)內(nèi)的。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的一些研究這方面的公司及相關(guān)機(jī)構(gòu)也得到了些許的基礎(chǔ)技術(shù)，不過(guò)始終是發(fā)展太晚，至今仍沒(méi)有任何的企業(yè)或者機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)出一款完整的設(shè)備出來(lái)。不過(guò)，在國(guó)內(nèi)還是有一些人在不斷努力，開(kāi)發(fā)一款具有自己版權(quán)的中國(guó)人自己語(yǔ)言編程的可編程控制器。國(guó)人的實(shí)力還是有的，只不過(guò)起步晚，但不一定就會(huì)永遠(yuǎn)落在別人的后面，比如我國(guó)自行開(kāi)發(fā)的DCS系統(tǒng)，就已經(jīng)能夠媲美國(guó)外領(lǐng)先的系統(tǒng)了。1.2.3 觸摸屏研究現(xiàn)狀分析1971年，世界上第一個(gè)觸摸傳感器被一個(gè)美國(guó)人創(chuàng)造了出來(lái)，雖然和如今的觸摸屏有所差異，不過(guò)卻為觸摸屏的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。觸摸屏最初多數(shù)是為了工控計(jì)算機(jī)和POS機(jī)等設(shè)備設(shè)

20、計(jì)的，發(fā)展至今，觸摸屏已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在了方方面面，比如如今的手機(jī)行業(yè)，電腦行業(yè)等；但目前的觸摸屏技術(shù)主要還是掌握在美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家。在中國(guó)，觸摸屏行業(yè)還正在起步階段，不過(guò)他的發(fā)展?jié)摿薮螅锌赡艹蔀槲覈?guó)電子工業(yè)的重要領(lǐng)域。現(xiàn)如今，所有的控制都是朝著方便的方向發(fā)展，其中就包括觸控和遙控，所以全觸屏產(chǎn)品是發(fā)展的必然趨勢(shì)，在不久的將來(lái)，觸控、遙控設(shè)備將處處可見(jiàn)。而且觸摸屏將更進(jìn)一步，利用大腦和眼睛感應(yīng)作出指示，給人們帶來(lái)更多的方便。1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容本設(shè)計(jì)是針對(duì)現(xiàn)代化需要，利用PLC程序控制，傳感器檢測(cè)技術(shù)，觸摸屏顯示來(lái)完成整個(gè)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)主要研究對(duì)象是一個(gè)恒溫箱，要求對(duì)交變溫度試驗(yàn)箱進(jìn)行溫度程序控制，

21、溫度控制的范圍在0-100度之間，精度要求為0.5度，必須采用熱平衡法實(shí)現(xiàn)加熱功能，采用觸摸屏進(jìn)行輸入操作和輸出顯示，可進(jìn)行溫度程序曲線設(shè)定值、PID控制參數(shù)、溫度超限報(bào)警設(shè)定值設(shè)置，可顯示當(dāng)前溫度設(shè)定值和實(shí)際測(cè)量值。并且要求對(duì)制冷壓縮機(jī)進(jìn)行過(guò)載保護(hù)、超壓保護(hù)，循環(huán)風(fēng)機(jī)進(jìn)行過(guò)載保護(hù)，試驗(yàn)箱進(jìn)行超溫保護(hù)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，開(kāi)始進(jìn)行后面的設(shè)計(jì)。 2 硬件設(shè)計(jì)2.1 傳感器選擇溫度傳感器的種類(lèi)繁多，總體來(lái)說(shuō)大致分為接觸式溫度傳感器和非接觸式溫度傳感器13。接觸式傳感器即字面意思一樣，傳感器會(huì)和被測(cè)物體接觸，進(jìn)行溫度傳遞，進(jìn)而測(cè)出溫度，但由于被測(cè)物會(huì)有能量傳遞出來(lái)，也就會(huì)降低被測(cè)物體的溫度，也就是說(shuō)得到的

22、溫度會(huì)比實(shí)際的低，測(cè)量精度就低了，也就成了這種傳感器的缺點(diǎn)，因此這種傳感器就應(yīng)該適用于那種熱量大的被測(cè)物。非接觸式傳感器則是利用紅外線，由于物體發(fā)熱都會(huì)產(chǎn)生紅外線，而其強(qiáng)度能夠反應(yīng)出溫度的大小，這種測(cè)量溫度的方法可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測(cè)量，不吸收被測(cè)物體的熱量，切測(cè)量速度快，但是其制造成本很高，測(cè)量精度也較低。熱電阻傳感器和熱電偶傳感器是接觸式傳感器里面使用最多的種類(lèi)，他們的區(qū)別在于熱電阻是通過(guò)溫度影響電阻的變化而測(cè)出溫度值，而熱電偶是利用溫度使電動(dòng)勢(shì)的變化來(lái)反應(yīng)溫度值。對(duì)應(yīng)于本設(shè)計(jì)的要求，最終選擇了熱電阻溫度傳感器，確定為pt100溫度傳感器。Pt100溫度傳感器屬于熱電阻傳感器，當(dāng)然也就具有熱電阻

23、傳感器的一切特性，它是采用聚四西三芯，而且聚四西三芯是能在高達(dá)200攝氏度左右的溫度仍能運(yùn)行的鍍了銀的線條，該傳感器的精度很高、非常穩(wěn)定、安裝方便、使用簡(jiǎn)單、體積又很小、很輕、不怕震動(dòng)，是非常實(shí)用的一種溫度傳感器，因此它的應(yīng)用也是非常廣泛，包括航天航空、汽車(chē)、醫(yī)療設(shè)備等等眾多領(lǐng)域。大多數(shù)的金屬熱電阻的電阻值和溫度的函數(shù)關(guān)系總結(jié)成如下式表示： Rt=Rt01+t-t0 (2.1)其中：Rt 是t時(shí)刻的電阻值 Rt0 是溫度為t0 時(shí)對(duì)應(yīng)的電阻值 是溫度系數(shù)Pt100溫度傳感器測(cè)量溫度與電阻之間的關(guān)系經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐，總結(jié)了更為簡(jiǎn)單的函數(shù)關(guān)系，如下函數(shù)： Rpt=t×0.385+100

24、（2.2）其中： Rpt 是Pt轉(zhuǎn)換后得到的最終電阻值t 是當(dāng)前傳感器的實(shí)際溫度圖2.1 傳感器圖示選擇該傳感器還是因?yàn)楹竺鏁?huì)選擇EM231，配套使用！2.2 PLC選擇本設(shè)計(jì)的要求是使用西門(mén)子S7-200PLC，而此PLC系列一共有4個(gè)不同的基本型號(hào)8種CPU提供選擇，即CPU221、CPU222、CPU224、CPU226。S7200PLC應(yīng)用廣泛，基本所有的自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)化控制相關(guān)工業(yè)及民用企業(yè)都用到此PLC，如各種機(jī)床，電力設(shè)備，民用設(shè)備等等，具體的如空調(diào)、電梯，磨床等。用可編程控制器（PLC）來(lái)控制的系統(tǒng)使用靈活，并且可以隨時(shí)擴(kuò)展，它與其他控制最大的區(qū)別就在與它是用開(kāi)關(guān)量來(lái)控制，這樣

25、使得使用起來(lái)非常簡(jiǎn)單，編程就容易得多了，并且可以采用更加容易看懂的梯形圖、邏輯圖或者語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言，不需要使用者擁有高深的電腦知識(shí)就能使用可編程控制器（PLC）的一切功能設(shè)計(jì)。而且一個(gè)可編程控制器（PLC）控制的系統(tǒng)設(shè)計(jì)不需要長(zhǎng)時(shí)間的開(kāi)發(fā)，也能隨時(shí)隨地的進(jìn)行更改，隨時(shí)隨地的更改程序改變控制，而且可編程控制器（PLC）能在各種惡劣的環(huán)境下應(yīng)用，抵抗干擾的能力非常強(qiáng)大，而可靠性還非常高，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他控制。根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，能夠滿足要求的切最適合的，最終確定CPU224型號(hào)。此CPU外形圖及型號(hào)參數(shù)如下：圖2.2 PLC 224外形圖表2.1 PLCCPU 224參數(shù)信息表電源電壓DC 24V，A

26、C 100230V電源電壓波動(dòng)DC 20.4-28.8V，AC 84-264V（47-63Hz）環(huán)境溫度、濕度水平安裝0550C，垂直安裝0450C，595%大氣壓8601080hPa保護(hù)等級(jí)IP20到IEC529輸出給傳感器的電壓DC 24V （20.4-28.8V）輸出給傳感器的電流280mA，電子式短路保護(hù)（600mA）為擴(kuò)展模塊提供的輸出電流660mA程序存儲(chǔ)器8K字節(jié)/典型值為2.6K條指令數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2.5K字存儲(chǔ)器子模塊1個(gè)可插入的存儲(chǔ)器子模塊數(shù)據(jù)后備整個(gè)BD1在EEPROM中無(wú)需維護(hù)在RAM中當(dāng)前的DB1標(biāo)志位、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等通過(guò)高能電容或電池維持，后備時(shí)間190h（400C時(shí)

27、120h），插入電池后備200天編程語(yǔ)言LAD，F(xiàn)BD，STL程序結(jié)構(gòu)一個(gè)主程序塊（可以包括子程序）程序執(zhí)行自由循環(huán)。中斷控制，定時(shí)控制（1255ms）子程序級(jí)8級(jí)用戶程序保護(hù)3級(jí)口令保護(hù)指令集邏輯運(yùn)算、應(yīng)用功能位操作執(zhí)行時(shí)間0.37s掃描時(shí)間監(jiān)控300ms（可重啟動(dòng)）內(nèi)部標(biāo)志位256，可保持：EEPROM中0112計(jì)數(shù)器0256，可保持：256，6個(gè)高速計(jì)數(shù)器定時(shí)器可保持：256，4個(gè)定時(shí)器，1ms30s16個(gè)定時(shí)器，10ms5min236個(gè)定時(shí)器，100ms54min接口一個(gè)RS485通信接口可連接的編程器/PCPG740P = 2 * ROMAN II，PG760P = 2 * ROMA

28、N II，PC（AT）本機(jī)I/O數(shù)字量輸入：14，其中4個(gè)可用作硬件中斷，14個(gè)用于高速功能數(shù)字量輸出：10，其中2個(gè)可用作本機(jī)功能，模擬電位器：2個(gè)可連接的I/O數(shù)字量輸入/輸出：最多94/74模擬量輸入/輸出：最多28/7（或14）AS接口輸入/輸出：496最多可接擴(kuò)展模塊7個(gè)2.3模擬量輸入模塊（AD轉(zhuǎn)換模塊）對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)的要求，需要選擇對(duì)溫度的轉(zhuǎn)換模塊，即把溫度這個(gè)模擬量轉(zhuǎn)換成PLC能夠讀取的數(shù)字量！綜合考慮選擇了EM231AD轉(zhuǎn)換模塊！針對(duì)該模塊的有如下幾種模塊：表2.2 EM系列模塊參數(shù)輸入模塊通道數(shù)量程范圍EM231普通模塊4 單極性：0-10V;0-5V;0-20mA或0-40mA

29、 雙極性：±5V；±2.5V 8EM231熱電偶模塊4支持：S,T,R,E,N,K,J,不支持B型熱電偶8EM231熱電阻模塊2鉑（Pt），銅（Cu），鎳（Ni）或電阻（R<600歐姆）4對(duì)應(yīng)前面選擇的Pt100熱電阻，選擇該表中EM231熱電阻模塊！S7-200系列PLC用于熱電阻測(cè)量輸入的特殊功能模塊只有一種，模塊可以把外部?jī)赏ǖ罍囟葌鞲衅鳒y(cè)量值，轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部處理所需要的15位數(shù)字量，該模塊主要性能參數(shù)如下： 表2.3 EM231熱電阻模塊參數(shù)表物理特性隔離尺寸(寬×高×深)71.2×80×62mm71.2×8

30、0×62mm現(xiàn)場(chǎng)至邏輯500V AC功耗1.7W1.7W現(xiàn)場(chǎng)至24V DC500V AC電源損耗24V到邏輯500V AC+5V DC消耗電流35  mA35  mA共模輸入范圍0L+34 mA37 mA(輸入通道至輸入通道)L+線圈電壓范圍20.428.8V DC共模抑制>120dB120V ACLED燈指示24V DC電源供電良好ON=無(wú)錯(cuò)，OFF=無(wú)24V DC電源，SF：ON=模塊故障，閃爍=輸入信號(hào)錯(cuò)誤,OFF=無(wú)錯(cuò)輸入分辨率模擬量輸入特性溫度0.1/0.1輸入類(lèi)型模塊參考接地?zé)犭娮桦妷?5位加符號(hào)位輸入范圍熱電阻類(lèi)型(選一種):測(cè)量原理

31、Sigma-DeltaPt-100，200，500，1000(=3850PPm，3920PPM，3850.55 PPM，3916PPM，3902PM)模塊更新時(shí)間(所有通道)425ms825msPt-10000(=3850PPM)到傳感器的導(dǎo)線長(zhǎng)度最大100米Cu-9.035(=4720PPM)導(dǎo)線回路電阻20，Cu型2.7Ni-10，120，1000(=6720PPM，6178PPM)噪聲抑制85dB 50Hz/60Hz/400HzR-150，300，600數(shù)據(jù)字格式電阻：-27648至+27648輸入點(diǎn)數(shù)24輸入阻抗>10M輸入濾波衰減-3dB 21kHz最大輸入電壓30V DC（檢

32、測(cè)），5V DC（源）基本誤差0.1% FS(電阻)分辨率15位+符號(hào)位重復(fù)性0.05% FS2.4 固態(tài)繼電器固態(tài)繼電器（簡(jiǎn)稱(chēng)SSR）是一種隨著現(xiàn)代化應(yīng)運(yùn)而生的新型無(wú)觸電開(kāi)關(guān)，組成它的主要元件是固體電子，它是利用電子組件的開(kāi)關(guān)特性，達(dá)到無(wú)觸點(diǎn)、火花、且能起到接通和斷開(kāi)電路的目的，所以又叫無(wú)觸電開(kāi)關(guān)14。固態(tài)繼電器的作用是擴(kuò)大電流輸出，就如輸入小電流，輸出大電流，在一些高電壓作業(yè)的場(chǎng)所這種設(shè)備是保障安全的必要措施。固態(tài)繼電器由三部分組成：輸入電路，隔離（耦合）和輸出電路；1）輸入電路輸入電路就是信號(hào)的傳人電路，可以根據(jù)傳入電壓的不同分成三種電路：直流輸入電路、交流輸入電路以及交直流輸入電路,有

33、的輸入電路還能和TTL/CMOS組合，以得到邏輯控制和反相等等新功能，電路連接方便14。2）隔離（耦合）固態(tài)繼電器的輸入輸出電路的隔離和耦合有兩種方式：光電耦合和變壓器耦合14。3）輸出電路固態(tài)繼電器的輸出電路和輸入電路一樣，也分成三種不同的電路，分別是直流輸出電路、交流輸出電路和交直流輸出電路14。固態(tài)繼電器的輸出電路就是一個(gè)開(kāi)關(guān)負(fù)載的原件。通過(guò)PLC把控制的溫度經(jīng)DA轉(zhuǎn)換，然后傳入固態(tài)繼電器信號(hào)，使固態(tài)繼電器驅(qū)動(dòng)發(fā)熱原件工作。在最后的考慮中，決定了用GOLD固特三相交流固態(tài)繼電器SA3-4080D 80A SA34080D，該型號(hào)的具體主要參數(shù)如下：表2.4 SA3-4080D 80A S

34、A34080D固態(tài)繼電器參數(shù)信息 此固態(tài)繼電器連線圖：圖2.3 固態(tài)繼電器接線圖2.5 觸摸屏選擇觸摸屏，也叫做觸控屏、觸控面板。它利用屏幕上的感應(yīng)系統(tǒng)反饋對(duì)屏幕觸碰的信息的一種新型設(shè)備，然后該系統(tǒng)會(huì)根據(jù)事先編程規(guī)定的指令運(yùn)行接下來(lái)的步驟。觸摸屏是現(xiàn)今最流行的輸入設(shè)備，已經(jīng)應(yīng)用在了很多的領(lǐng)域，比如我們最常見(jiàn)的手機(jī)，已經(jīng)普遍是觸摸屏控制的了，還有其他很多的領(lǐng)域都使用了觸摸屏的控制，因?yàn)樗悄壳盀橹棺詈?jiǎn)單方便的人機(jī)交流設(shè)備。觸摸屏按照其技術(shù)原理大概可以分為五個(gè)種類(lèi)：矢量壓力傳感技術(shù)觸摸屏、電阻技術(shù)觸摸屏、電容技術(shù)觸摸屏、紅外線技術(shù)觸摸屏、表面聲波技術(shù)觸摸屏16。其中優(yōu)缺并存，根據(jù)不同的場(chǎng)合選擇不同

35、的類(lèi)型。另外觸摸屏還可以按照它不同的工作原理和信息傳輸?shù)姆绞椒譃殡娮枋接|摸屏、電容感應(yīng)式觸摸屏、紅外線式觸摸屏以及表面聲波式觸摸屏16。它們各自有自己獨(dú)有的，但也都存在著缺陷，這就根據(jù)需要選擇不同的原理的觸摸屏。本設(shè)計(jì)選用觸摸屏來(lái)進(jìn)行參數(shù)顯示和設(shè)置，使其系統(tǒng)顯得更加人性化，操作更加方便簡(jiǎn)單。生產(chǎn)應(yīng)用于PLC的觸摸顯示屏的廠商主要是國(guó)外的發(fā)達(dá)國(guó)家，其中以三菱，歐姆龍，keyence，proface，西門(mén)子等公司的產(chǎn)品應(yīng)用最多，本設(shè)計(jì)采用西門(mén)子PLC，因此選擇西門(mén)子觸摸屏以達(dá)到匹配。最終確定型號(hào)為西門(mén)子觸摸屏 Smart700IE 6AV6 648-0BC11-3AX0，該型號(hào)主要參數(shù)如下表：表2

36、.5 Smart700IE 6AV6 648-0BC11-3AX0參數(shù)信息上顯示尺寸（英寸）7英寸寬屏開(kāi)孔尺寸（mm）192×138前面板尺寸（mm）213×159顯示類(lèi)型LCD-TFT分辨率（寬×高.像素）800×480顏色65536亮度250cd/m2亮度調(diào)節(jié)背光壽命（25）最大40000小時(shí)（屏保）觸屏類(lèi)型4線電阻式觸摸屏CPUARM.400MHZ供電電源24VDC電壓允許范圍內(nèi)存64MSDRAM+8MFlash蜂鳴器時(shí)鐘軟件時(shí)鐘通信接口1×422/485以太網(wǎng)接口1×RJ45USB-MMC/SD/CF卡槽-功能鍵-表2.6 S

37、mart700IE 6AV6 648-0BC11-3AX0參數(shù)信息下環(huán)境條件操作溫度0-50存儲(chǔ)運(yùn)輸溫度2060最大相對(duì)濕度90%耐沖擊性15g/11ms防護(hù)等級(jí)前面IP65背面IP20軟件功能組態(tài)軟件SIMATIC WinCC flexible 2008可連接的西門(mén)子PLCS7-200變量800畫(huà)面數(shù)100報(bào)警緩存256配方5趨勢(shì)曲線報(bào)警緩沖腳本/存檔認(rèn)證CE下面即列出西門(mén)子S7-200系列匹配觸摸屏的一種外觀圖： 圖2.4 西門(mén)子s7-200觸摸屏2.6 硬件設(shè)計(jì)圖根據(jù)前面選擇好的硬件，最終設(shè)計(jì)出總的硬件連接圖如下：圖2.5 硬件設(shè)計(jì)總連接圖3 溫度控制算法3.1 溫度控制與PID運(yùn)用圖3

38、.1 PID溫度過(guò)程控制圖上圖就是一個(gè)在工業(yè)生產(chǎn)或現(xiàn)實(shí)生活中常用的過(guò)程控制閉環(huán)系統(tǒng)，它主要作用就是控制一個(gè)特定的環(huán)境的溫度保持在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)。該系統(tǒng)有溫度傳感器獲得溫度信息，用來(lái)采集實(shí)際的溫度獲得和需要的溫度的誤差值，然后利用PID調(diào)節(jié)器的運(yùn)算，得到控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)，然后驅(qū)動(dòng)固態(tài)繼電器控制發(fā)熱管的發(fā)熱量，來(lái)克服這個(gè)溫度變化，保證它的誤差趨近于無(wú)。就比如，假如某一瞬間，恒溫箱里面的熱量散失很多，也就是溫度變化很大，這個(gè)時(shí)候就會(huì)通過(guò)反饋調(diào)節(jié)，使溫度返回到變化之前的溫度，它的溫度調(diào)節(jié)過(guò)程如下圖：圖3.2 PID溫控關(guān)系變化圖溫度控制輸出是靠固態(tài)繼電器，固態(tài)繼電器是以脈寬可調(diào)電壓作為輸出端口。當(dāng)

39、固態(tài)繼電器的輸入端傳人信號(hào)，輸出端就會(huì)有電壓加載到驅(qū)動(dòng)的發(fā)熱原件兩頓，使其工作。當(dāng)SSR沒(méi)有接收到輸入信號(hào)時(shí)，SSR就會(huì)斷開(kāi)。所以，發(fā)熱原件兩端的電壓平均值就為： Ud=tT×UAN=K×UAN （3.1）其中K=tT是在一個(gè)周期里面SSR運(yùn)行的比率，叫做占空比或者負(fù)載電壓系數(shù)，K值一般在0-1之間。調(diào)節(jié)K值的方式，因?yàn)橹芷谝话闶枪潭ǖ模跃驼{(diào)節(jié)t值，使發(fā)熱管電壓變化，這種調(diào)節(jié)方法叫做定頻調(diào)寬法。PID調(diào)節(jié)器的作用就是任一時(shí)刻它都能夠計(jì)算出為了使加熱區(qū)抵消在外界干擾情況下的溫度變化調(diào)節(jié)的K值，保障系統(tǒng)的溫度。溫控系統(tǒng)的慣性比較大，所以在給加熱區(qū)加熱時(shí)，并不能馬上達(dá)到設(shè)定的

40、溫度，而是會(huì)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的緩沖，同理，當(dāng)停止加熱的時(shí)候，它也不能馬上就把溫度定下來(lái)，而是會(huì)仍然有一小段時(shí)間的加熱。溫控系統(tǒng)的慣性大就給溫度控制造成了比較大的麻煩，也就是假如我們?cè)谙到y(tǒng)達(dá)到我們?cè)O(shè)定的溫度停止加熱，那么最終的溫度可能會(huì)超過(guò)預(yù)計(jì)的溫度，而如果我們?cè)跊](méi)達(dá)到溫度就停止加熱又怕會(huì)達(dá)不到預(yù)期的溫度。這就是溫度難以控制的根源。因此，我們?yōu)榱颂幚磉@樣的情況把溫度控制劃分成PID調(diào)節(jié)前階段和PID調(diào)節(jié)階段兩部分，下面就是對(duì)這兩部分的講解：1）PID調(diào)節(jié)前階段在這個(gè)階段，實(shí)際溫度離我們預(yù)期的溫度還相差很遠(yuǎn)，因此可以通過(guò)SSR 調(diào)節(jié)K值，使發(fā)熱原件滿負(fù)荷運(yùn)行，即使K=1，使系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間更短，更快達(dá)到要

41、求，而當(dāng)溫度上升的速率超過(guò)了某一個(gè)上限值的時(shí)候，就直接關(guān)閉SSR，即使K=0，停止系統(tǒng)加熱輸出。因此，在這個(gè)階段，根本沒(méi)用到PID調(diào)節(jié)，完全靠加速速率調(diào)節(jié)SSR的K值在控制溫度變化。2）PID調(diào)節(jié)階段這個(gè)階段就是靠PID控制輸出了，PID根據(jù)算出的偏差值控制K值，來(lái)控制此偏差值一直保持在接近于零這個(gè)界限，就算是有外界干擾，也能使這個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定。3.2 PID算法PID其實(shí)是P、I、D三個(gè)字母合并來(lái)的，也就當(dāng)然代表著三種不同的意思組合而成的一種功能。它是原理基礎(chǔ)來(lái)自如下面的公式：Mt=Kc×et+Kc0te（t）dt+Kc×e（t）dt+Minitial （3.2）輸出= 比例

42、項(xiàng) + 積分項(xiàng) + 微分項(xiàng) + 常數(shù)項(xiàng)其中： Mt PID控制得到的輸出，是關(guān)于時(shí)間的函數(shù)； Kc PID控制的比例增益； e PID控制產(chǎn)生的偏差，即初始值與變化值之差； Minitial PID控制的靜態(tài)輸出值；由于公式（3.2）是理論算法，計(jì)算機(jī)并不能處理無(wú)限運(yùn)算次數(shù)的式子，因此，必須轉(zhuǎn)換成有限次數(shù)的算式，才能利用計(jì)算機(jī)計(jì)算輸出，轉(zhuǎn)換成的算式為： Mn=Kc×en+KI×eIn+KD×en-en-1+Minitial （3.3）輸出=比例項(xiàng) + 積分項(xiàng) + 微分項(xiàng) + 常數(shù)項(xiàng)從公式（3.3）可以看出來(lái)，PID運(yùn)算的積分項(xiàng)只計(jì)算第一個(gè)周期和當(dāng)前周期的偏差的函數(shù)

43、，微分項(xiàng)則是當(dāng)前和當(dāng)前前一次偏差結(jié)果的函數(shù)，而比例項(xiàng)就只是當(dāng)前采樣的函數(shù)。由于利用計(jì)算機(jī)計(jì)算并不是所有誤差項(xiàng)都會(huì)存儲(chǔ)，而是計(jì)算一次，就會(huì)被下一次的覆蓋，也就是說(shuō)最多只保存當(dāng)前和前一次的值，利用計(jì)算機(jī)重復(fù)處理的高效性，可以把上面的公式再變換為下面的公式：Mn= Kc×SV-PVn +KI×SV-PVn+MX+KD×PVn-1-PVn+Minitial （3.4）輸出 = 比例項(xiàng) + 積分項(xiàng) + 微分項(xiàng) + 常數(shù)項(xiàng)其中：Mn 是在第n 次采樣時(shí)刻，PID回路的輸出計(jì)算值； SV PID 控制設(shè)定值； PVn 是在第n 次采樣時(shí)刻的變化量值； PVn-1 是在第n1 次

44、采樣時(shí)刻的變化量值； MX 積分前項(xiàng)值； Minitial PID控制的靜態(tài)輸出值； Kc PID控制的比例增益； KI 積分項(xiàng)的比例常數(shù)KI=Kc×TsTi Ts 是離散化時(shí)的采樣時(shí)間間隔 Ti 是積分時(shí)間參數(shù)； KD 微分項(xiàng)的比例常數(shù) KD=Kc×TDTs； Ts 是離散化時(shí)的采樣時(shí)間間隔 Td 是微分時(shí)間參數(shù)；從上面的一系列公式大致可以看出 Kc、 KI 、KD在控制中的主要作用：1) Kc的比例調(diào)節(jié)作用：比例項(xiàng)是按照比例反映系統(tǒng)偏差的，系統(tǒng)一出現(xiàn)偏差，比例項(xiàng)就會(huì)朝使偏差消失的方向調(diào)節(jié)。比例調(diào)節(jié)是大范圍的調(diào)節(jié)，因此對(duì)于偏差很大的情況能夠很快的調(diào)節(jié)回來(lái)，但是就因?yàn)楸壤{(diào)

45、節(jié)比較大，從而導(dǎo)致系統(tǒng)很不穩(wěn)定。2） KI 的積分調(diào)節(jié)作用：積分項(xiàng)是消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差，提高無(wú)差度的。積分是隨著偏差的存在而存在的，它總是輸出一個(gè)固定的值。積分項(xiàng)是提高系統(tǒng)的精度，單是它反應(yīng)緩慢，同時(shí)也就降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。3）KD 的微分調(diào)節(jié)作用：微分調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)是不能單獨(dú)使用的，必須和前面的兩種調(diào)節(jié)配合使用，它對(duì)干擾有擴(kuò)大的作用，因此微分調(diào)節(jié)太強(qiáng)，對(duì)于系統(tǒng)的抗干擾能力會(huì)有所下降，在我看來(lái)，微分調(diào)節(jié)最大的作用在于他能預(yù)測(cè)變化趨勢(shì)，從而在偏差產(chǎn)生之前就消除它產(chǎn)生的原因，提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。如果微分參數(shù)TD 選擇恰當(dāng)，還可以減少調(diào)節(jié)時(shí)間，加快系統(tǒng)響應(yīng)。4.程序設(shè)計(jì)運(yùn)行PLC初始化PID初始化運(yùn)行指示

46、燈調(diào)用子程序1-5設(shè)定溫度t1-5設(shè)定PID值每100ms調(diào)用一次中斷程序讀入溫度并轉(zhuǎn)換把實(shí)際溫度值放入VD100調(diào)用PID指令輸出PID值返回主程序子程序1-5中斷程序4.1程序設(shè)計(jì)流程圖圖4.1 程序流程圖4.2內(nèi)存地址分配表4.1 內(nèi)存地址分配表地址說(shuō)明VD0實(shí)際溫度存放VD5設(shè)定溫度t5存放VD4設(shè)定溫度t4存放VD3設(shè)定溫度t3存放VD2設(shè)定溫度t2存放VD1設(shè)定溫度t1存放輸入端口地址0.0SB10.1SB20.2FR10.3FR2輸出端口地址0.0KM10.1KM20.2超溫報(bào)警器4.3 PID指令回路表表4.2 PID指令回路表偏移量名稱(chēng)說(shuō)明0過(guò)程變量（PVn）在0.01.0之

47、間取值4給定值（SPn）在0.01.0之間取值8輸出值（Mn）在0.01.0之間取值12增益（ Kc）比例常數(shù)，可正可負(fù)16采樣時(shí)間（Ts）單位（s），而且必須是正數(shù)20采樣時(shí)間（Ti）單位（min），而且必須是正數(shù)24微分時(shí)間（Td）單位（min），而且必須是正數(shù)28積分項(xiàng)前值（MX）在0.01.0之間取值32過(guò)程變量前值（PVn-1）在0.01.0之間取值4.4程序設(shè)計(jì)啟動(dòng)設(shè)備的第一次采集讀取模擬溫度信號(hào)，并把獲得的模擬溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為PLC識(shí)別的16位數(shù)字代碼；判斷恒溫箱溫度是否在要求范圍之內(nèi)，打開(kāi)正常運(yùn)行指示燈、超溫報(bào)警燈4.4.3 啟動(dòng)過(guò)程：按下開(kāi)始運(yùn)行開(kāi)關(guān)后，立即就會(huì)置位標(biāo)志位SB1

48、，而使FR1復(fù)位。正常運(yùn)行指示燈Q0.0則會(huì)點(diǎn)亮，停止指示燈則不會(huì)亮，并且恢復(fù)默認(rèn)PID設(shè)置。開(kāi)始運(yùn)行子程序0。停止過(guò)程：按下停止運(yùn)行開(kāi)關(guān)后，立即就會(huì)復(fù)位標(biāo)志位SB2，停止指示燈馬上點(diǎn)亮，并且熄滅運(yùn)行指示燈。并會(huì)把輸出模擬量AQW0歸零，停止恒溫箱繼續(xù)加熱。終止程序調(diào)用，但仍會(huì)顯示恒溫箱溫度，以完成后續(xù)的要求。4.4.4 判斷是否在加熱。4.4.5 停止時(shí)模擬量輸出清零，防止恒溫箱繼續(xù)升溫。4.4.6 調(diào)用子程序1-54.4.7 子程序1）分別輸入設(shè)定溫度2）把設(shè)定溫度、P值、I值、D值都導(dǎo)入PID3）每100ms中斷一次子程序進(jìn)行PID運(yùn)算4.4.8 中斷程序，PID的計(jì)算1）模擬信號(hào)的采樣

49、處理，歸一化導(dǎo)入PID2） DIP程序運(yùn)算3） 輸出DIP運(yùn)算結(jié)果，逆轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào) 5 WinCC flexible設(shè)計(jì)5.1 創(chuàng)建一個(gè)新畫(huà)面WinCCflexible是德國(guó)西門(mén)子公司開(kāi)發(fā)的一款用于組態(tài)用戶界面操作和監(jiān)視機(jī)器設(shè)備設(shè)計(jì)的組態(tài)軟件，是應(yīng)用與觸摸屏設(shè)計(jì)的軟件，該軟件的操作界面圖如下：圖5.1 WinCCflexible軟件界面圖在WinCCflexible里面創(chuàng)建一個(gè)新畫(huà)面的具體步驟如下： 1.在打開(kāi)的項(xiàng)目窗口中，從左側(cè)的“項(xiàng)目視圖”中選擇“畫(huà)面”組。2.雙擊快捷菜單中的 “新建畫(huà)面”，畫(huà)面在項(xiàng)目中生成并出現(xiàn)在項(xiàng)目窗口中間的工作區(qū)域，畫(huà)面屬性顯示在下方的“屬性視圖”中，如下圖所示。

50、 圖5.2 WinCC flexible畫(huà)面設(shè)計(jì)圖5.2 組態(tài)畫(huà)面對(duì)象變量編輯器用來(lái)創(chuàng)建和編輯變量。 在打開(kāi)的項(xiàng)目窗口中，雙擊左側(cè)“項(xiàng)目視圖”中“通訊”組下方的“變量”圖標(biāo)，在工作區(qū)域?qū)⒋蜷_(kāi)如下圖所示的變量編輯器。 圖5.3 WinCC flexible畫(huà)面按鈕設(shè)計(jì)圖5.2.1 變量的生成與組態(tài) 所打開(kāi)項(xiàng)目中所有的變量將顯示在該編輯器中，編輯器的表格中包括變量的屬性：名稱(chēng)、連接、數(shù)據(jù)類(lèi)型、地址、數(shù)組計(jì)數(shù)、采集周期和注釋?zhuān)梢栽谧兞烤庉嬈鞯谋砀裰谢蛟诒砀裣路降膶傩砸晥D中編輯變量的這些屬性。 圖5.4 WinCC flexible變量設(shè)計(jì)圖5.2.2 開(kāi)關(guān)和按鈕的生成與組態(tài)“開(kāi)關(guān)”的生成與“域”的生成類(lèi)似，其組態(tài)也是在工作區(qū)域下方的屬性視圖進(jìn)行。 如下圖所示，在屬性視圖中“常規(guī)”組的“設(shè)置”區(qū)域可以設(shè)置開(kāi)關(guān)的格式。 圖5.5 WinCC flexible畫(huà)面開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)圖圖5.6 WinCC flexible畫(huà)面開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)圖5.3 畫(huà)面設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，在觸摸屏的顯示界面上設(shè)計(jì)了需要的內(nèi)容，具體圖形如下：圖5.7 觸摸屏界面圖6 系統(tǒng)調(diào)試6.1 PLC調(diào)試方法首先打開(kāi)s7_200模擬仿真器，界面如圖:圖6.1 s7_200模擬仿真器界面然后設(shè)置CPU型