PLC恒溫水箱設(shè)計(jì)畢業(yè)論文.doc

11設(shè)計(jì)方案的確定1.1各控制方案的比較根據(jù)任務(wù)設(shè)計(jì)要求,恒溫水箱的水溫需要運(yùn)用PID控制。在工程實(shí)際中，應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡(jiǎn)稱PID控制，又稱PID調(diào)節(jié)。當(dāng)被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)，控制理論的其它技術(shù)難以采用時(shí)，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來(lái)確定，這時(shí)應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便。即當(dāng)我們不完全了解一個(gè)系統(tǒng)和被控對(duì)象或不能通過(guò)有效的測(cè)量手段來(lái)獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，最適合用PID控制技術(shù)。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。首先，PID應(yīng)用范圍廣。雖然很多工業(yè)過(guò)程是非線性或時(shí)變的，但通過(guò)對(duì)其簡(jiǎn)化可以變成基本線性和動(dòng)態(tài)特性不隨時(shí)間變化的系統(tǒng)，這樣PID就可控制了。其次，PID參數(shù)較易整定。也就是PID參數(shù)Kp，Ki和Kd可以根據(jù)過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性及時(shí)整定。如果過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性變化，例如可能由負(fù)載的變化引起系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性變化，PID參數(shù)就可以重新整定。第三，PID控制器在實(shí)踐中也不斷的得到改進(jìn)，PID參數(shù)自整定就是為了處理PID參數(shù)整定這個(gè)問(wèn)題而產(chǎn)生的。許多自身整定參數(shù)的PID控制器經(jīng)常工作在自動(dòng)整定模式而不是連續(xù)的自身整定模式。自動(dòng)整定通常是指根據(jù)開(kāi)環(huán)狀態(tài)確定的簡(jiǎn)單過(guò)程模型自動(dòng)計(jì)算PID參數(shù)。1.1.1純模擬電路控制傳統(tǒng)的溫度控制較多地使用純模擬電路并采用繼電器一接觸器或者雙向晶閘管進(jìn)行模擬部分驅(qū)動(dòng)制冷器件。純模擬電路溫度控制有很多不足之處，比如:模擬電路復(fù)雜、控制精度不高、控制參數(shù)的調(diào)整要依靠經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，很難做到動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)、系統(tǒng)操作復(fù)雜，不利于遠(yuǎn)程控制、實(shí)時(shí)控制以及數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集等等。本2文在分析了溫度控制的特點(diǎn)后，建立在PID參數(shù)自整定方法的溫度控制方法，具有控制精度高、控制溫度范圍大、制冷響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。1.1.2PLC控制PLC控制系統(tǒng)有以下一些特點(diǎn)：1.可靠性高。它采用微電子技術(shù)，大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路完成。2.應(yīng)用靈活。PLC已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的系統(tǒng)化，標(biāo)準(zhǔn)化的積木硬件結(jié)構(gòu)和單元化的軟件設(shè)計(jì)，使它不僅可以適應(yīng)規(guī)模不同，功能繁復(fù)的控制要求，而且可以適應(yīng)各種工藝流程變更較多的場(chǎng)合。3.功能強(qiáng)，通用性好。PLC產(chǎn)品已經(jīng)形成系列化，單元化，并配合品種齊全的控制單元供用戶選擇，還可以組成滿足各種要求的控制系統(tǒng)。4.編程簡(jiǎn)單。采用梯形圖編程方式。它與傳統(tǒng)的繼電器接觸控制線路圖有許多相似，操作容易。5.PLC具有體積小，能耗低，質(zhì)量少。1.1.3單片機(jī)控制單片機(jī)常用的是C，匯編與Basic。就算是C，也有許多不同的開(kāi)發(fā)工具(如ICCAVR，CodeVersion,IAR,GCC.)，彼此不兼容。這種百花齊放的局面，它讓我們的交流變得更加困難。綜上所述,結(jié)合各個(gè)控制方案的特點(diǎn),所以選擇用PLC來(lái)進(jìn)行控制。1.2PLC溫控系統(tǒng)原理由感溫元件熱電偶檢測(cè)溫度，通過(guò)溫度變送器把溫度傳送給3ONFXA，A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程中，溫度變?yōu)槟M電壓輸入給PLC。PLC為控制裝置主機(jī)，通過(guò)PID運(yùn)算，調(diào)整模擬量大小，完成溫度控制任務(wù)?？刂浦袑⒛M量變?yōu)槊}沖數(shù)字輸出，用數(shù)字顯示，溫度的控制由程序設(shè)定，3用PLC的PID控制功能調(diào)節(jié)。為了防止干擾，在PLC輸人、輸出模塊前、后加裝了隔離變壓器，同時(shí)加設(shè)了上限及故障報(bào)警裝置。圖1PLC控制的溫控系統(tǒng)工作原理框圖攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì)（論文）系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)42系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.1硬件分配PLC控制的恒溫箱溫控系統(tǒng)硬件包括：1.溫度傳感器2.放大器部分