基于西門子PLC的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、安徽大學(xué)機(jī)械與電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文）課 題：基于 s7-200 PLC 的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)專 業(yè)： 自 動(dòng) 化安徽建筑大學(xué)機(jī)械與電氣工程學(xué)院 二一三年六月安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要 隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步和社會(huì)飛速發(fā)展，熱水器成為人民日常生活息息相關(guān) 的電器產(chǎn)品；。設(shè)計(jì)方法也開始多種多樣， 從而使全自動(dòng)熱水機(jī)顯得更加智能化。 可編程控制器 (PLC)以微處理器為核心，普遍采用依據(jù)繼電接觸器控制系統(tǒng)電氣 原理圖編制的梯形圖語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)， 編程容易，功能擴(kuò)展方便， 修改靈活而 且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)。 矚慫潤(rùn)厲釤瘞睞櫪廡賴。S7-200系列可編程控制器指令豐富，可以接各種輸出、

2、輸入擴(kuò)充設(shè)備，有豐 富的特殊擴(kuò)設(shè)備，其中的模擬輸入設(shè)備和通信設(shè)備更是符合全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系 統(tǒng)的要求與特點(diǎn)。 聞創(chuàng)溝燴鐺險(xiǎn)愛氌譴凈。本設(shè)計(jì)選擇 S7-200為核心部件， 著重進(jìn)行硬件接口設(shè)計(jì)， 利用梯形圖和指令 表進(jìn)行編程， 實(shí)現(xiàn)了水的加熱控制系統(tǒng)的自動(dòng)化。 在整個(gè)設(shè)計(jì)程序以及程序結(jié)束 的處理操作過(guò)程中，更快捷?？傊?，整體梯形圖的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)練，有很強(qiáng)的可讀性及 操作性。 殘騖樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟。關(guān)鍵字： PLC、繼電接觸器、可編程控制器、自動(dòng)化ModelAlong with the constant progress of science and technology and the social

3、rapid development, the water heater become Peoples Daily life is closely linked釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。Electrical products; . Design method are also beginning to varied, so that the automatic hot water machine appear more intelligent. Programmable controller (PLC) in the microprocessor as the core, the widely us

4、ed electrical principle diagram based on relay contactor control system establishment of ladder diagram programming language, programming easy, convenient function extension and modification flexible and simple structure, strong anti-jamming capability.彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。S7-200 series programmable controlle

5、r instruction is rich, can meet various output andinput expansion equipment, has a lot of special equipment, and the analog input equipment and communication equipment is in accordance with the requirements and features of fully automatic washing machine control system.謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。This design choose

6、S7-200 as the core part, emphatically carries on the hardware interface design and programming using ladder diagram and instruction list, automate the water heating control system. Throughout the design process, in the process of the processing operations by the end of the program and more quickly.

7、In a word, the whole ladder diagram design concise, has the very strong readability and operability.廈礴懇蹣駢時(shí)盡繼價(jià)騷。Key words: PLC, relay contactor , PLC, automation安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1 緒論 煢1楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。2 系統(tǒng)的介紹 鵝3 婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。2.1系統(tǒng)的描述 3籟叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)。2.2 系統(tǒng)的功能 3預(yù)頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。2.3 系統(tǒng)的流程圖 4滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。3 硬件設(shè)計(jì) 鐃

8、5 誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。3.1 溫度變送器 5擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。3.3PLC 的簡(jiǎn)介 1贓0 熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。3.3.1 PLC主機(jī)的選型 10壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。3.3.2 PLC 的輸入和輸出模塊的選型 1. 1 蠟變黲癟報(bào)倀鉉錨鈰贅。3.4 PID 1買2鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。3.4.1 PID 在 PLC 中的回路指令 14綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。3.4.2 回路輸入輸出變量的數(shù)值轉(zhuǎn)換方法 15驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦。3.4.3 實(shí)數(shù)歸一化處理 15貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。3.4.4 PID 參數(shù)整定 15鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。3.5可控硅 16構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話騖。4 軟件設(shè)計(jì) 1

9、輒7 嶧陽(yáng)檉籪癤網(wǎng)儂號(hào)澩。 .1 軟件的設(shè)計(jì) 17堯側(cè)閆繭絳闕絢勵(lì)蜆贅。4.2 程序的編寫 18識(shí)饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒。致 謝 2凍3鈹鋨勞臘鍇癇婦脛糴。參考文獻(xiàn) 2恥4諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦。附錄 2鯊5腎鑰詘褳鉀溈懼統(tǒng)庫(kù)。附錄 2 2碩8癘鄴頏謅攆檸攜驤蘞。1 外文文獻(xiàn) 2閿8 擻輳嬪諫遷擇楨秘騖。安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)1 緒論 溫度及濕度的測(cè)量和控制對(duì)人類日常生活、 工業(yè)生產(chǎn)、 氣象預(yù)報(bào)、 物資倉(cāng)儲(chǔ) 等都起著極其重要的作用。 在許多場(chǎng)合， 及時(shí)準(zhǔn)確獲得目標(biāo)的溫度、 濕度信息是 十分重要的，近年來(lái)，溫濕度測(cè)控領(lǐng)域發(fā)展迅速，并且隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，溫 濕度的測(cè)控芯片也相應(yīng)的登上歷史的舞臺(tái)，

10、能夠在工業(yè)、 農(nóng)業(yè)等各領(lǐng)域中廣泛使 用。 氬嚕躑竄貿(mào)懇彈瀘頷澩。自 70 年代以來(lái)，由于工業(yè)過(guò)程控制的需要，特別是在微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī) 技術(shù)的迅猛發(fā)展以及自動(dòng)控制理論和設(shè)計(jì)方法發(fā)展的推動(dòng)下， 國(guó)內(nèi)外溫度控制系 統(tǒng)發(fā)展迅速，并在職能化、自適應(yīng)、參數(shù)自整定等方面取得成果，在這方面，一 日本、美國(guó)、德國(guó)、瑞典等國(guó)技術(shù)領(lǐng)先，都產(chǎn)生了一批商品化的、性能優(yōu)異的溫 度控制器及儀器儀表，并在各行各業(yè)廣泛應(yīng)用。 釷鵒資贏車贖孫滅獅贅。其中 PLC的快速發(fā)展使得各種控制系統(tǒng)更加的簡(jiǎn)潔， 效率更高，而且系統(tǒng)穩(wěn) 定可靠。S7-200 是西門子公司開發(fā)的一種可編程控制器。 PLC(Programmable Logic

11、Controller )可編程邏輯控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)， 專為在工業(yè)環(huán) 境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。 它采用一類可編程的存儲(chǔ)器， 用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序， 執(zhí)行邏輯 運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬 式輸入/ 輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。是工業(yè)控制的核心部分。 慫闡譜鯪逕 導(dǎo)嘯畫長(zhǎng)涼。S7-200 系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從 替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。 應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛， 覆蓋所有與 自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域， 包括各種機(jī)床、 機(jī)械、電力設(shè)施、 民用設(shè)施、 環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。 如：沖壓機(jī)床

12、， 磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械， 中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。 諺辭調(diào)擔(dān)鈧諂動(dòng)禪瀉類。溫度控制系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)各行各業(yè)的應(yīng)用雖然十分廣泛，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。目前，我國(guó)在這方面總體水平處于 20實(shí)際 80年代中后期水平， 成熟產(chǎn)品主要以 “點(diǎn)位”控制及常規(guī)的 PID控制器為主， 它只能適應(yīng)一般溫度系 安徽建筑大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 統(tǒng)控制，難于控制滯后、復(fù)雜、時(shí)變溫度系統(tǒng)控制。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(guó)內(nèi)技術(shù)還不十分成熟。 形成商品化并在儀表控制系統(tǒng) 參數(shù)的自整定方面， 還沒(méi)開發(fā)性能

13、可靠的自整定軟件。 參數(shù)大多靠人工經(jīng)驗(yàn)及我 國(guó)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來(lái)確定。 嘰覲詿縲鐋囁偽純鉿錈。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)展趨勢(shì)。 熒紿譏鉦鏌觶鷹緇機(jī)庫(kù)。本次設(shè)計(jì)即是利用溫度控制硬件設(shè)備、 計(jì)算機(jī)與 PLC相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)水箱溫 度自行控制的測(cè)量。本裝置主要由電源、 S7-200 PLC，模擬量輸入模塊，模擬量輸出模塊，計(jì)算機(jī)， 溫度傳感器及變送器，電力調(diào)整器、水箱構(gòu)成。本次設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)以上各個(gè)部分。本 論文主要完成溫度的采集， 溫度的調(diào)節(jié)以及水加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 鶼漬螻偉閱劍鯫腎邏蘞。安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2

14、 系統(tǒng)的介紹2.1 系統(tǒng)的描述本系統(tǒng)為基于 PLC 的水箱溫度控制系統(tǒng)。 開始的時(shí)候打開入口電磁閥箱水箱中加水， 在水箱中放置一個(gè)浮球用來(lái)測(cè)試 水面的高度。系統(tǒng)開始工作時(shí)，將水箱中得水溫通過(guò)傳感器傳送給 PLC 主機(jī)， 主機(jī)再通過(guò)控制加熱器來(lái)加熱水箱中的水， 當(dāng)水箱中的水溫達(dá)到設(shè)定值時(shí)， 就自 動(dòng)減少功率加熱。 當(dāng)熱水層中的水量少于一半時(shí)， 停止加熱，加熱層在自動(dòng)補(bǔ)水， 補(bǔ)滿后繼續(xù)加熱，以此往復(fù)的工作。 紂憂蔣氳頑薟驅(qū)藥憫騖。2.2 系統(tǒng)的功能本系統(tǒng)中所使用的有溫度傳感器用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的數(shù)據(jù)的采集，所采集的 數(shù)據(jù)通過(guò)溫度變數(shù)器傳送給 PLC，中間有個(gè)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換， 我們所使用的溫度傳感 器是 P

15、t100，它主要是受溫度的變化是的電阻也發(fā)生變化，根據(jù)這個(gè)原理來(lái)采集 溫度數(shù)據(jù)， 因?yàn)橹苯硬杉牟皇菧囟鹊木唧w值， 所以要通過(guò)溫度變送器來(lái)轉(zhuǎn)化數(shù) 據(jù)，然后通過(guò) PLC的程序來(lái)調(diào)節(jié)。這個(gè)被采集的數(shù)據(jù)不能直接送到 PLC 中，需 要一個(gè)輸入模塊，通過(guò)輸入模塊把數(shù)據(jù)送到 PLC 中，因?yàn)閷?duì)數(shù)直接加熱而不經(jīng) 過(guò)調(diào)節(jié)會(huì)使得誤差較大，所以在這個(gè)系統(tǒng)中用了 PID 控制，它可以使得誤差更 小，對(duì)水溫的調(diào)節(jié)更加的精確。經(jīng)過(guò) CPU 處理后，輸出的數(shù)據(jù)通過(guò) PLC 的輸出 模塊，來(lái)控制可控硅的偏轉(zhuǎn)角，從而控制加熱器。當(dāng)達(dá)到所要求的水溫時(shí)，因?yàn)?水箱會(huì)散熱， 所以加熱器不能停止加熱， 而是小功率的在加熱。 穎芻莖

16、蛺餑億頓裊賠瀧。安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2.3 系統(tǒng)的框圖安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3 硬件設(shè)計(jì)3.1 溫度變送器工作原理 : 溫度變送器采用熱電偶、熱電阻作為測(cè)溫元件，從測(cè)溫元件 輸出信號(hào)送到變送器模塊，經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓濾波、運(yùn)算放大、非線性校正、 V/I 轉(zhuǎn)換、 恒流及反向保護(hù)等電路處理后，轉(zhuǎn)換成與溫度成線性關(guān)系的4 20mA 電流信號(hào)輸出。 濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。作用 : 將物理測(cè)量信號(hào)或普通電信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出或能夠以通訊 協(xié)議方式輸出的設(shè)備。 溫度變送器是將溫度變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào) 的儀表，主要用于工業(yè)過(guò)程溫度參數(shù)的測(cè)量和控制。 電流變送器是將被測(cè)主回路 交流電流轉(zhuǎn)換

17、成恒流環(huán)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，連續(xù)輸送到接收裝置。 銚銻縵嚌鰻鴻鋟謎諏涼。溫度電流變送器是把溫度傳感器的信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘?hào)，連接到二次儀表 上，從而顯示出對(duì)應(yīng)的溫度。比如，溫度傳感器的型號(hào)為 PT100，那么溫度電流 變送器的作用就是把電阻信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘?hào)，輸入儀表，顯示溫度。 擠貼綬電麥 結(jié)鈺贖嘵類。性能指標(biāo) :* 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)： IEC688 ：1992 ，QB/LF 系列 2007 1輸入范圍：-60 175 精度等級(jí)：0.5%.F.S整機(jī)功耗：0.5VA絕緣電阻：20M(DC500V)響應(yīng)時(shí)間：350mS工作環(huán)境：-10 50 ， 20%90%無(wú)凝露貯存環(huán)境：-40 100 ，20%95%無(wú)凝露安徽

18、建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)* 將被測(cè)環(huán)境溫度隔離轉(zhuǎn)換成按線性比例輸出的單路標(biāo)準(zhǔn)直流電壓或 直流電流；* 低功耗、可靠性高；* 優(yōu)良的抗干擾能力；* 拔插端子接口、標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌( 35mm )安裝；* 體積小、外型尺寸 (mm) ：95(L) 37(W) 32(H) ；技術(shù)參數(shù) :1、熱電偶溫度變送器技術(shù)指標(biāo)輸入輸入類型： K、E、S、B、T、J 等型熱電偶溫度量程范圍：(如下圖)輸入阻抗： 20K冷端溫度補(bǔ)償： 0100 輸出輸出電流： 420mA輸出回路供電： 1230VDC最小工作電壓： 12VDC負(fù)載電阻與供電電源的關(guān)系：綜合參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)精度： 0.2%溫度漂移：基本誤差 /10 熱電阻引線補(bǔ)償：

19、 0.1% (010)安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）負(fù)載變化影響： 0.1% （允許負(fù)載范圍內(nèi)）電源變化影響： 0.1% （1230V）開機(jī)響應(yīng)時(shí)間： 1S（090% ）工作環(huán)境溫度： 0 +100 防護(hù)等級(jí)： IP00/IP54 （傳感器防護(hù)等級(jí)決定）電磁兼容：符合 IEC61000,EN610002、熱電阻溫度變送器技術(shù)指標(biāo)輸入溫度量程范圍：Pt100：-200850 Cu50：-50 150最小溫度量程：100引線電阻： 10輸出輸出電流： 420mA輸出回路供電：1230VDC最小工作電壓：12VDC負(fù)載電阻與供電電源的關(guān)系：負(fù)載電阻（包括引線電阻） =供電電源（ V）-12（V）/0.

20、02A 綜合參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)精度： 0.2% （參見選型表）注：需要高精度可訂制溫度漂移：基本誤差 /10 熱電阻引線補(bǔ)償： 0.1% （0 10）負(fù)載變化影響：0.1% （允許負(fù)載范圍內(nèi)）安徽建筑大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)電源變化影響：0.1% （ 1230V）開機(jī)響應(yīng)時(shí)間：1S（090% ）工作環(huán)境溫度：0+100 防護(hù)等級(jí)： IP00/IP54 (傳感器防護(hù)等級(jí)決定)電磁兼容：符合 IEC61000,EN610003.2 PT100 溫度傳感器溫度傳感器種類繁多 ,但最符合要求的 PT100溫度傳感器 . PT100是鉑熱電 阻，它的阻值會(huì)隨著溫度的變化而改變。 PT 后的 100 即表示它在 0時(shí)

21、阻值為 100 歐姆，在 100 時(shí)它的阻值約為 138.5 歐姆。 賠荊紳諮侖驟遼輩襪錈。經(jīng)過(guò)仔細(xì)的網(wǎng)上搜尋 ,我覺(jué)得合肥中亞傳感器有限公司的產(chǎn)品性能較好 .以下 是對(duì)它的一些簡(jiǎn)單的介紹 :它的工作原理：當(dāng) PT100在 0 攝氏度的時(shí)候他的阻值為 100 歐姆，它的阻 值會(huì)隨著溫度上升而成近似勻速的增長(zhǎng)。 但他們之間的關(guān)系并不是簡(jiǎn)單的正比的 關(guān)系，而更應(yīng)該趨近于一條拋物線。 塤礙籟饈決穩(wěn)賽釙冊(cè)庫(kù)。鉑電阻的阻值隨溫度的變化而變化的計(jì)算公式： 裊樣祕(mì)廬廂顫諺鍘羋藺。-200t0 Rt=R01+At+Bt*t+C(t-100)t*t*t( 1)0t850 Rt=R0(1+At+Bt2) (2)R

22、t為 t 時(shí)的電阻值， R0為 0時(shí)的阻值。公式中的 A,B,系數(shù)為實(shí)驗(yàn)測(cè)定。這 里給出標(biāo)準(zhǔn)的DIN IEC751 系數(shù)： A=3.9083E-3、 B=-5.775E-7 、 C=-4.183E-12 倉(cāng)嫗盤紲囑瓏 詁鍬齊驁。根據(jù)韋達(dá)公式求得阻值大于等于 100歐姆的 Rt - t 的換算公式： 0t850 t=(sqrt(A*R0)2-4*B*R0*(R0-Rt)-A*R0)/2/B/R0綻萬(wàn)璉轆娛閬蟶鬮綰瀧。PT100溫度感測(cè)器是一種以白金 (Pt) 作成的電阻式溫度檢測(cè)器 , 屬于正電阻 系數(shù),其電阻和溫度變化的關(guān)系式如下： R=Ro(1+T) 其中=0.00392,Ro 為安徽建筑大

23、學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)100 (在 0的電阻值 ),T 為攝氏溫度 因此白金作成的電阻式溫度檢測(cè)器 , 又稱為 PT100。驍顧燁鶚巰瀆蕪領(lǐng)鱺賻。1：Vo=2.55mA 100(1+0.00392T)=0.255+T/1000 。2：量測(cè) Vo時(shí), 不可分出任何電流 ,否則測(cè)量值會(huì)不準(zhǔn)。 電路分析由于一般電 源供應(yīng)較多零件之后 , 電源是帶雜訊的 , 因此我們使用齊納二極體作為穩(wěn)壓零件 , 由于 7.2V 齊納二極體的作用 ,使得 1K電阻和 5K可變電阻之電壓和為 6.5V, 靠5 可變電阻的調(diào)整可決定電晶體的射 (集極)極電流, 而我們須將集極電流調(diào)為 2.55mA,使得量測(cè)電壓 V如箭頭所示

24、為 0.255+T/1000 。其后的非反向放大器 , 輸 入電阻幾乎無(wú)限大 ,同時(shí)又放大 10倍,使得運(yùn)算放大器輸出為 2.55+T/100 。6V 齊納二極體的作用如 7.2V 齊納二極體的作用 , 我們利用它調(diào)出 2.55V, 因此電壓 追隨器的輸出電壓 V1 亦為 2.55V 。其后差動(dòng)放大器之輸出為 Vo=10(V2-V1)=10(2.55+T/100-2.55)=T/10, 如果現(xiàn)在室溫為 25, 則輸出電壓 為 2.5V ?，嶀暈R曖惲錕縞馭篩涼。PT100 鉑電阻 RT 曲線圖表安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）溫度（度）阻值（ 歐姆）010010103.920107.7930111.

25、6740115.5450119.460123.2470127.0780130.8990134.7100138.5Pt100 分度表3.3PLC 的簡(jiǎn)介PLC是一種專門在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。 它采 用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、 計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令， 并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出， 控制各 種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系 統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。 鎦詩(shī)涇艷損樓紲鯗餳類。PLC= Programmable Logic Controller ，可編程邏輯控制

26、器，一種數(shù)字運(yùn)算 操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器， 用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向 用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入 / 輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 是工業(yè)控制的核心部分。 櫛緶歐鋤棗鈕種鵑瑤錟。3.3.1 PLC 主機(jī)的選型S7-200 系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。 使用范圍可覆蓋 從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。 應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛， 覆蓋所有 與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè) 施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。如：沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡

27、膠化工 機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。 轡燁棟剛殮攬瑤麗鬮應(yīng)。CPU單元設(shè)計(jì)：集成的 24V 負(fù)載電源：可直接連接到傳感器和變送器 （執(zhí)行器）， CPU 224， 輸出 280，可用作負(fù)載電源。 峴揚(yáng)斕滾澗輻灄興渙藺。CPU 224具有 14個(gè)輸入點(diǎn)和 10個(gè)輸出點(diǎn)。10安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）本次選用的 PLC 的 CPU 是 CPU 224S7-200 Cpu2243.3.2 PLC 的輸入和輸出模塊的選型PLC 有多種輸出和輸入模塊，本系統(tǒng)中的輸入信號(hào)是溫度信號(hào)，所以選擇 EM231 作為它的輸入模塊， 總共有四個(gè)模擬量輸入。 EM232 作為它的輸出模塊， 有兩個(gè)模擬量輸出。

28、 詩(shī)叁撻訥燼憂毀厲鋨驁。熱電偶選型：熱電阻選用 Pt100，其溫度測(cè)量范圍為 0100，測(cè)量精度 為 0.1 攝氏度。水箱中的溫度一般在： 20 100，不超過(guò) 100，控制恒溫水 供很多恒溫裝置實(shí)用。 則鯤愜韋瘓賈暉園棟瀧。EM231 的模塊設(shè)定如下：SW1/SW2/SW3/=010 （熱電偶選型為 T 型熱電偶 ） 。 SW4=0（OFF）狀態(tài)。SW5=0 正向斷線檢查。SW6=0 斷線檢查使能，模塊向輸入端加入 20uA 的 檢測(cè)電流，判斷模塊是否斷線。SW7=0 溫度單位選為（） 。SW8=0 冷端補(bǔ)償使能。型號(hào)名稱主要參數(shù)DC5V 消耗功耗11安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)EM231模

29、擬量輸入4 點(diǎn)， DC010V/020mA 輸入， 12 位20mA2W2 點(diǎn)，熱電阻輸入， 16 位87 mA1.8W4 點(diǎn)，熱電偶輸入， 16 位87 mA1.8W型號(hào)名稱主要參數(shù)DC5V 消耗功耗EM232模擬量輸出2點(diǎn)， -10V+10V/020mA ，12 位20mA2W3.4 PID模擬量閉環(huán)控制較好的方法之一是 PID控制，PID 在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)有 60 多年，現(xiàn)在依然廣泛地被應(yīng)用。人們?cè)趹?yīng)用的過(guò)程中積累了許多的經(jīng)驗(yàn)， PID 的研究已經(jīng)到達(dá)一個(gè)比較高的程度。 脹鏝彈奧秘孫戶孿釔賻。比例控制(P) 是一種最簡(jiǎn)單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)成 比例關(guān)系。其特點(diǎn)是具

30、有快速反應(yīng)，控制及時(shí)，但不能消除余差。 鰓躋峽禱紉誦幫廢 掃減。在積分控制 (I) 中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的積分成正比關(guān)系。積分 控制可以消除余差，但具有滯后特點(diǎn)，不能快速對(duì)誤差進(jìn)行有效的控制。 稟虛嬪賑 維嚌妝擴(kuò)踴糶。在微分控制 (D) 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。 微分控制具有超前作用， 它能猜測(cè)誤差變化的趨勢(shì)。 避免較大的誤 差出現(xiàn)，微分控制不能消除余差。 陽(yáng)簍埡鮭罷規(guī)嗚舊巋錟。PID控制， P、I 、D各有自己的長(zhǎng)處和缺點(diǎn)，它們一起使用的時(shí)候又和互相制約，但只有合理地選取 PID 值，就可以獲得較高的控制質(zhì)量。 溈氣嘮戇萇鑿鑿櫧諤應(yīng)。圖

31、 3.1 閉環(huán)控制系統(tǒng)12安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）如圖 3.1 所示， PID 控制器可調(diào)節(jié)回路輸出，使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。偏差 e和輸入量 r 、輸出量 c 的關(guān)系 :e(t) r(t) c(t)3-1)控制器的輸出為：1u(t) K pe(t) 1 e(t)dt Td de(t)Ti 0dtu(t) PID 回路輸出3-2)Kp 比例系數(shù) PTi 積分系數(shù) ITd 微分系數(shù) DPID調(diào)節(jié)的傳輸函數(shù)為D(s)U(s)E(s)1K p1TdSTi S3-3)數(shù)字計(jì)算機(jī)處理這個(gè)函數(shù)關(guān)系式，必須將連續(xù)函數(shù)離散化， 對(duì)偏差周期采樣后，計(jì)算機(jī)輸出值。其離散化的規(guī)律。表 3.1 模擬與離散形式模擬形式

32、離散化形式e(t) r(t) c(t)e(n) r(n) c(n)de(t) dTe(n) e(n 1) Tte(t)dt0nne(i)T T e(i) i 0 i 0所以 PID 輸出經(jīng)過(guò)離散化后，它的輸出方程為T nTd3-4)u(n) K pe(n) T e(i) Td e(n) e(n 1)Ti i 0Tup(n) ui (n) ud(n) u0稱為比例項(xiàng)式中，up(n) K pe(n)13安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)ui(n) K pe(i) 稱為積分項(xiàng)Ti i 0ud(n) KpTTd e(n) e(n 1) 稱為微分項(xiàng) 上式中，積分項(xiàng)是包括第一個(gè)采樣周期到當(dāng)前采樣周期的所有誤差的

33、累積 值。計(jì)算中，沒(méi)有必要保留所有的采樣周期的誤差項(xiàng)，只需要保留積分項(xiàng)前值， 計(jì)算機(jī)的處理就是按照這種思想。故可利用 PLC 中的 PID 指令實(shí)現(xiàn)位置式 PID 控制算法量。 鋇嵐縣緱虜榮產(chǎn)濤團(tuán)藺。3.4.1PID 在 PLC 中的回路指令西門子 S7-200系列PLC中使用的 PID回路指令，見表 3.2表 3.2 PID 回路指令名稱PID 運(yùn)算指令格式PID指令表格式PID TBL,LOOP梯形圖使用方法：當(dāng) EN端口執(zhí)行條件存在時(shí)候，就可進(jìn)行 PID 運(yùn)算。指令的兩個(gè) 操作數(shù) TBL和 LOOP，TBL 是回路表的起始地址，本文采用的是 VB100，因?yàn)橐粋€(gè) PID回路占用了 32個(gè)

34、字節(jié)，所以 VD400到VD432都被占用了。 LOOP是回路號(hào)，可以是 07，不可以重復(fù)使用。PID 回路在 PLC中的地址分配情況如表 3.3 所示 懨俠劑鈍觸樂(lè)鷴燼觶騮。表 3.3PID 指令回路表偏移地址名稱數(shù)據(jù)類型說(shuō)明0過(guò)程變量( PVn)實(shí)數(shù)必須在 0.01.0 之間4給定值( SPn)實(shí)數(shù)必須在 0.01.0 之間8輸出值( Mn)實(shí)數(shù)必須在 0.01.0 之間14安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12增益（ Kc）實(shí)數(shù)比例常數(shù)，可正可負(fù)16采樣時(shí)間（ Ts）實(shí)數(shù)單位為 s，必須是正數(shù)20采樣時(shí)間（ Ti ）實(shí)數(shù)單位為 min，必須是正數(shù)24微分時(shí)間（ Td）實(shí)數(shù)單位為 min，必須是

35、正數(shù)28積分項(xiàng)前值（ MX）實(shí)數(shù)必須在 0.01.0 之間32過(guò)程變量前值（ PVn-1）實(shí)數(shù)必須在 0.01.0 之間3.4.2 回路輸入輸出變量的數(shù)值轉(zhuǎn)換方法本文中，設(shè)定的溫度是給定值 SP，需要控制的變量是水箱的溫度。但它不 完全是過(guò)程變量 PV，過(guò)程變量 PV和 PID 回路輸出有關(guān)。在本文中，經(jīng)過(guò)測(cè)量的 溫度信號(hào)被轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)溫度值才是過(guò)程變量， 所以，這兩個(gè)數(shù)不在同一個(gè)數(shù) 量值，需要他們作比較， 那就必須先作一下數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。 傳感器輸入的電流信號(hào)經(jīng) 過(guò) EM231轉(zhuǎn)換后，是一個(gè)整數(shù)值， 但PID 指令執(zhí)行的數(shù)據(jù)必須是實(shí)數(shù)型， 所以需 要把整數(shù)轉(zhuǎn)化成實(shí)數(shù)。使用指令 DTR就可以了。如

36、本設(shè)計(jì)中，是從 AIW0讀入溫 度被傳感器轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。 謾飽兗爭(zhēng)詣繚鮐癩別瀘。3.4.3 實(shí)數(shù)歸一化處理因?yàn)?PID中除了采樣時(shí)間和 PID 的三個(gè)參數(shù)外，其他幾個(gè)參數(shù)都要求輸入或 輸出值 0.01.0 之間，所以，在執(zhí)行 PID指令之前，必須把 PV和SP的值作歸一 化處理。使它們的值都在 0.01.0 之間。單極性的歸一化的公式： 咼鉉們歟謙鴣餃競(jìng) 蕩賺。Rnoum(Rraw / 32000)3.4.4 PID 參數(shù)整定PID 參數(shù)整定方法就是確定調(diào)節(jié)器的比例系數(shù) P、積分時(shí)間 Ti 和和微分時(shí)間 Td，改善系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性， 使系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程達(dá)到最為滿意的質(zhì)量指標(biāo)要 求。一般可以

37、通過(guò)理論計(jì)算來(lái)確定，但誤差太大。目前，應(yīng)用最多的還是工程整 定法：如經(jīng)驗(yàn)法、衰減曲線法、臨界比例帶法和反應(yīng)曲線法。 瑩諧齷蘄賞組靄縐嚴(yán)減。經(jīng)驗(yàn)法又叫現(xiàn)場(chǎng)湊試法， 它不需要進(jìn)行事先的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)， 而是根據(jù)運(yùn)行經(jīng) 驗(yàn)，利用一組經(jīng)驗(yàn)參數(shù)， 根據(jù)反應(yīng)曲線的效果不斷地改變參數(shù)， 對(duì)于溫度控制系 統(tǒng)，工程上已經(jīng)有大量的經(jīng)驗(yàn)。 麩肅鵬鏇轎騍鐐縛縟糶。15安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)3.5 可控硅可控硅，是可控硅整流元件的簡(jiǎn)稱，是一種具有三個(gè) PN 結(jié)的四層結(jié)構(gòu)的大 功率半導(dǎo)體器件，亦稱為晶閘管。具有體積小、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)等特點(diǎn)， 是比較常用的半導(dǎo)體器件之一。該器件被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備和電子產(chǎn)品 中

38、，多用來(lái)作可控整流、逆變、變頻、調(diào)壓、無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)等。家用電器中的調(diào)光 燈、調(diào)速風(fēng)扇、空調(diào)機(jī)、電視機(jī)、電冰箱、洗衣機(jī)、照相機(jī)、組合音響、聲光電 路、定時(shí)控制器、玩具裝置、無(wú)線電遙控、攝像機(jī)及工業(yè)控制等都大量使用了可 控硅器件。 納疇鰻吶鄖禎銣膩鰲錟?？煽毓栌址Q晶閘管( Silicon Controlled Rectifier,SCR )。自從20世紀(jì) 50年代 問(wèn)世以來(lái)已經(jīng)發(fā)展成了一個(gè)大的家族， 它的主要成員有單向晶閘管、 雙向晶閘管、 光控晶閘管、逆導(dǎo)晶閘管、可關(guān)斷晶 閘管、快速晶閘管，等等。 風(fēng)攆鮪貓鐵頻鈣薊糾 廟?？煽毓?滅噯駭諗鋅獵輛覯餿藹?？煽毓枵髌骷且环N非常重要的功率器件， 可用

39、來(lái)做高電壓和高電流的控 制?？煽毓杵骷饕迷陂_關(guān)方面， 使器件從關(guān)閉或是阻斷的狀態(tài)轉(zhuǎn)換為開啟或 是導(dǎo)通的狀態(tài)， 反之亦然。 可控硅器件與雙極型晶體管有密切的關(guān)系， 二者的傳 導(dǎo)過(guò)程皆牽涉到電子和空穴， 但可控硅的開關(guān)機(jī)制和雙極晶體管是不同的， 且因 為器件結(jié)構(gòu)不同， 可控硅器件有較寬廣范圍的電流、 電壓控制能力。 現(xiàn)今的可控 硅器件的額定電流可以從幾毫安到 5000A 以上，額定電壓可以超過(guò) 10000V 。下 面將討論基本可控硅器件的工作原理， 然后給出一些高功率和高頻率的可控硅器 件。 鐒鸝餉飾鐔閌貲諢癱騮。本設(shè)計(jì)所使用是 12 16A 的可控硅，可控硅的電流留有一倍的流量這樣使用 起來(lái)

40、比較安全，型號(hào)： BTA12G， 最大電流 12A， 擊穿電壓 600 V ；攙閿頻嶸陣澇 諗譴隴瀘。16安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4 軟件設(shè)計(jì) .1 軟件的設(shè)計(jì)首先計(jì)算溫度值， 因?yàn)?溫度 的變 化是 從 0100， 而模 塊中 的是640032000 ，所以設(shè)輸入的溫度是 X，則轉(zhuǎn)化的溫度是 Y，計(jì)算公式是：趕輾雛紈顆鋝討躍滿賺。X -6400 Y 032000- 6400 100 0根據(jù)這個(gè)公式可以得出溫度的具體值設(shè)定：水箱內(nèi)溫度入口電磁閥.出口電磁閥.啟動(dòng)變頻器.報(bào)警器.控制加熱量大小設(shè)定溫度溫度輸入17安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4.2 程序的編寫將采集到的水箱內(nèi)的溫度和設(shè)定的溫度

41、進(jìn)行對(duì)比， 要是大于這個(gè)溫度 值，報(bào)警器就動(dòng)作18安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主程序，將采集到的溫度通過(guò)程序運(yùn)算抓換得出真實(shí)的溫度值。主程序，將采集的溫度通過(guò)程序調(diào)節(jié)加熱器加熱量的大小子程序，把輸出的控制量放到 AQW0子程序，復(fù)位入口電磁閥19安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）子程序，把設(shè)定的溫度放到中。20安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）21安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）子程序，將輸入的溫度值進(jìn)行轉(zhuǎn)化22安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）致謝本課題的研究是在我的導(dǎo)師李老師的悉心指導(dǎo)下完成的，趙老師學(xué)識(shí)淵博、 治學(xué)態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)、 工作一絲不茍， 更有誨人不倦的師者風(fēng)范， 在此謹(jǐn)向趙老師致以 誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意

42、！ 夾覡閭輇駁檔驀遷錟減。此外，衷心感謝本組的其他成員， 若是沒(méi)有他們， 也就不會(huì)有這篇論文的產(chǎn) 生。畢業(yè)在即，衷心感謝指導(dǎo)過(guò)我的各位老師， 特別是畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師趙為 松老師。大學(xué)生涯是人生中的一筆寶貴財(cái)富；感謝 0級(jí)自動(dòng)化欒慶磊老師，四 年的大學(xué)生活對(duì)我們關(guān)懷備至； 感謝相伴度過(guò)四年的舍友、 感謝同窗四年的同學(xué)、 感謝幫助關(guān)心過(guò)我的學(xué)長(zhǎng)， 感謝默默關(guān)心我支持我的朋友們， 祝大家在今后的生 活中幸?？鞓?lè)！ 視絀鏝鴯鱭鐘腦鈞欖糲。最后感謝含辛茹苦撫養(yǎng)我的父母，感謝他們多年來(lái)的支持與付出！23安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）參考文獻(xiàn)1 SIMATIC S7-200 可編程序控制器系統(tǒng)手冊(cè) M. 北

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44、列 PLC 應(yīng)用與開發(fā) M. 中國(guó)水利水電出版 社,2007.8 柳梁.編程控制器（ PLC）入門 PLC及其硬件組成 J. 計(jì)算機(jī)時(shí)代 ,1996 （5）.9 毛聯(lián)杰.S7-300 系列 PLC與組態(tài)軟件 Wincc實(shí)現(xiàn)通信的方法 J. 國(guó)內(nèi)外 機(jī)電一體化技術(shù) ,2006 （4）.10 曲還波 . 有效擴(kuò)展可編程控制器 I/O 的實(shí)用方法 J. 設(shè)備管理與維 修,2007.11 焦海生. 可編程程序控制器梯形圖的順序控制設(shè)計(jì) J. 內(nèi)蒙古電大學(xué) 刊,2006（6）.12 趙玉英. 可編程控制器在電器控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 J. 河南科技學(xué)院學(xué) 報(bào),2006 （3）.13 張侖.可編程序控制器中 P

45、ID控制的研究 J. 電子電氣教學(xué)學(xué)報(bào) ,200514 謝克明,夏路易. 可編程控制器原理與程序設(shè)計(jì) M. 北京:電子工業(yè)出 版 社 ,2002.24安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）附錄25安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）26安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）27安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）附錄 21 外文文獻(xiàn)在現(xiàn)代制造業(yè)中， 系統(tǒng)是用過(guò)程和結(jié)果的革新來(lái)描述的， 并且因此不得不改 變系統(tǒng)性能以快速做出反應(yīng)。 因此，一個(gè)大的挑戰(zhàn)是提供技術(shù)以限制自動(dòng)控制系 統(tǒng)對(duì)變化需要和新機(jī)會(huì)的反應(yīng)，所以，設(shè)計(jì)和操作知識(shí)可以實(shí)時(shí)的被再次利用， 在工業(yè)實(shí)踐中提供了一個(gè)重要的競(jìng)爭(zhēng)面。 緦徑銚膾齲轎級(jí)鏜撟廟。研究表明，在自動(dòng)化系統(tǒng)中

46、， 程序?qū)崿F(xiàn)的方法已經(jīng)與計(jì)算機(jī)資源應(yīng)用的急速 增長(zhǎng)不能匹配。例如，可編程邏輯控制器（）程序仍然依靠一種方便的有 邏輯梯形圖的程序?qū)崿F(xiàn)模式。 結(jié)果，程序上的延遲和資源成了生產(chǎn)工業(yè)過(guò)程的主 要絆腳石。 在可編程邏輯控制器程序設(shè)計(jì)過(guò)程中， 測(cè)試和調(diào)試可能會(huì)占用超過(guò)百 分之五十的人力。 在發(fā)展和傳播 “” 已經(jīng)形 成標(biāo)準(zhǔn) IEC 60848, 1999; IEC-61131-3, 1993; IEC 61499, 1998; ISO 15745-1, 1999，但是，基本上這些標(biāo)準(zhǔn)都不能參與有效的程序和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面知識(shí)的革 新。 騅憑鈳銘僥張礫陣軫藹。系統(tǒng)的方法通過(guò)使用原有的軟件模塊， 有助于增加設(shè)計(jì)

47、自動(dòng)化的水平， 同時(shí) 也將提供一種可管理的大規(guī)模系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法。 同樣的，它也將改善軟件的質(zhì)量 的可靠性，以及關(guān)系到系統(tǒng)的較高安全標(biāo)準(zhǔn)，尤其是這些對(duì)環(huán)境有危害影響的， 比如：機(jī)場(chǎng)控制、公共鐵路運(yùn)輸。 癘騏鏨農(nóng)剎貯獄顥幗騮。軟件工業(yè)被認(rèn)為是系統(tǒng)性能的破壞者和系統(tǒng)復(fù)雜性的產(chǎn)生者。 逐漸下降的硬 件價(jià)格，破壞了對(duì)通過(guò)優(yōu)化程序獲得的軟件性能的需要。 其結(jié)果是， 一方面造成 了大量而低效率的程序代碼， 另一方面并沒(méi)有獲得高的硬件性能。 其次，軟件變 得難以掌握其程度的復(fù)雜； 在現(xiàn)代自動(dòng)化系統(tǒng)中， 軟件設(shè)計(jì)和保持系統(tǒng)本質(zhì)幾乎 變得不可能。尤其是，可編程邏輯控制器（）程序設(shè)計(jì)從二十五年前的兩 條主線，發(fā)展到

48、現(xiàn)在的成千上萬(wàn)條?，F(xiàn)在安全性增加了，例如，關(guān)于防火的新措 施，以及現(xiàn)代自動(dòng)化系統(tǒng)的柔韌性增加了程序設(shè)計(jì)過(guò)程的復(fù)雜性。 因此，軟件的 使用周期花費(fèi)是總共花費(fèi)的一個(gè)固定不變的增長(zhǎng)部分。 百分之八十到九十的花費(fèi) 用于軟件維護(hù)、調(diào)試、優(yōu)化（改進(jìn)） 、和擴(kuò)展以滿足不斷變換的需求。 鏃鋝過(guò)潤(rùn)啟 婭澗駱讕瀘。目前，大部分設(shè)計(jì)研究的主要焦點(diǎn)都集中在機(jī)械和電子產(chǎn)品上。 這種有目的 性的研究產(chǎn)生了一個(gè)副產(chǎn)品， 就是通過(guò)推廣這中研究到系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域， 從而28安徽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）加固了我們對(duì)設(shè)計(jì)理論和技巧的基本理解。 針對(duì)大規(guī)模和復(fù)雜系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)理 論并沒(méi)有成熟。 尤其是， 對(duì)如何簡(jiǎn)化一個(gè)繁冗而復(fù)雜的設(shè)

49、計(jì)任務(wù)這一問(wèn)題， 仍然 沒(méi)有被科學(xué)的處理。 而且，正在設(shè)計(jì)理論和代表計(jì)算機(jī)科學(xué)及運(yùn)籌學(xué)研究的認(rèn)識(shí) 論結(jié)果之間構(gòu)建一條橋梁，這樣的具體應(yīng)該是邏輯硬件電路設(shè)計(jì)。 榿貳軻謄壟該檻鯔 塏賽。從邏輯學(xué)的角度來(lái)看，可編程邏輯控制器（ PLC）的軟件設(shè)計(jì)類似與集成電 路的硬件設(shè)計(jì)?，F(xiàn)代超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)（ Very Large Scale 邁蔦賺陘賓唄擷鷦訟湊。 Integration-VLSI ）是及其復(fù)雜的，一個(gè)集成電路一般有幾百萬(wàn)個(gè)晶體管，而且 產(chǎn)品開發(fā)周期大都三年左右。 設(shè)計(jì)過(guò)程一般都分成局部功能塊設(shè)計(jì)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩 個(gè)階段。在局部功能塊設(shè)計(jì)階段，單個(gè)功能將被設(shè)計(jì)出來(lái)，并予以驗(yàn)證。在系統(tǒng) 設(shè)計(jì)階段，

50、 所有功能塊都將被整合起來(lái)， 整個(gè)系統(tǒng)行為特性和功能將會(huì)通過(guò)仿真 形式加以測(cè)試。一般來(lái)說(shuō)，所有部分都完全的驗(yàn)證是不可能的。因此，統(tǒng)計(jì)學(xué)可 以作為可編程邏輯控制器 （ PLC）設(shè)計(jì)的一個(gè)例子， 并有可能影響邏輯硬件設(shè)計(jì)。 嶁硤貪塒廩袞憫倉(cāng)華糲。2、SIEMENS可編程序控制器SIMATIC S7-300 系列 PLC 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， 其強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中， 或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控 制功能。 該櫟諼碼戇沖巋鳧薩錠。該產(chǎn)品具有光電隔離， 高電磁兼容； 具有很高的工業(yè)適用性， 允許的環(huán)境溫 度達(dá) 60；具有很強(qiáng)的抗干擾、抗振動(dòng)與抗沖擊性能，因

51、此在嚴(yán)酷的工作環(huán)境 中得到了廣泛的應(yīng)用。 劇妝諢貰攖蘋塒呂侖廟。自由通訊口方式也是 S7-300 型 PLC 的一個(gè)很有特色的功能，它使 S7-300 型 PLC 可以與任何通訊協(xié)議公開的其它設(shè)備、控制器進(jìn)行通訊，即S7- 300 型PLC 可以由用戶自己定義通訊協(xié)議（例 ASCII 協(xié)議），波特率為 1。5Mbit/s（可 調(diào)整）。因此使可通訊的范圍大大增加，使控制系統(tǒng)配置更加靈活、方便。任何 具有串行接口的外設(shè)，例如：打印機(jī)或條形碼閱讀器、變頻器、調(diào)制解調(diào)器 （ Modem）、上位 PC 機(jī)等都可連接使用。用戶可通過(guò)編程來(lái)編制通訊協(xié)議、交 換數(shù)據(jù)（例如： ASCII 碼字符），具有 RS232 接口的設(shè)備也可用 PC/PPI 電纜連 接起來(lái)進(jìn)行自由通訊方式通訊。 臠龍訛驄椏業(yè)變墊羅蘄。當(dāng)上位機(jī)脫機(jī)時(shí)，在下位機(jī)控制下，整個(gè)系統(tǒng)能正常運(yùn)行。上位機(jī)即圖文控制中心，主要由 PC 機(jī)和激光打印機(jī)組成，采用 SIMATIC WINCC 軟件平臺(tái)，采用全中文操作界面，人機(jī)對(duì)話友好。管理人員和操作者， 可以通過(guò)觀察 PC 機(jī)所顯示的各種信息來(lái)了解當(dāng)前和以往整個(gè)冰蓄冷自控系統(tǒng)的 運(yùn)行情況和所有參數(shù)，并且通過(guò)鼠標(biāo)進(jìn)行設(shè)備管理和執(zhí)行打印任務(wù)。 WINCC 軟