優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)精品電熱器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、 畢業(yè)論文題目:電熱器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 專(zhuān)業(yè): 機(jī)械制造與自動(dòng)化 班級(jí):10級(jí)機(jī)械制造與自動(dòng)化 學(xué)號(hào): 姓名: 指導(dǎo)老師: 2011 年 5 月 摘 要隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們已經(jīng)越來(lái)越離不開(kāi)電了。不管在什么領(lǐng)域，從事著什么項(xiàng)目，電都和我們密不可分，并且電的需求也越來(lái)越大。當(dāng)今社會(huì)，人們憑借著自己的智慧，把電能轉(zhuǎn)變成其他各種形式的能量。但這又離不開(kāi)一個(gè)完善的控制系統(tǒng)，人們究竟是怎么安全可靠的完成電能到其他形式能量的轉(zhuǎn)換的喃？這里我們主要來(lái)研究電熱器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，本課題通過(guò)三相電熱器控制plc控制系統(tǒng)來(lái)對(duì)電熱器進(jìn)行研究，來(lái)使人們更加深刻的了解電熱器及其控制系統(tǒng)，使人們以后能更加方便安全的使用電熱

2、器。 關(guān)鍵字:電熱器 能量 plc控制系統(tǒng)目錄第一章 電熱器的介紹.1.1 電熱器的概念及發(fā)展.1.2 電熱器相關(guān)常識(shí). 1.2.1 電熱器的的分類(lèi). 1.2.2 電熱器的熱能的計(jì)算. 1.2.3 電熱器熱效應(yīng)參數(shù). 1.2.4 電熱管.1.3 三相電熱器的工藝分析.第二章 三相電熱器控制plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).2.1 三相電熱器控制程序流程圖設(shè)計(jì).2.2 三相電熱器控制程序設(shè)計(jì)思路.第三張 三相電熱器控制plc監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì). 3.1 plc介紹. 3.1.1 plc概念. 3.1.2 plc結(jié)構(gòu). 3.1.3 plc的工作原理.3.2 plc與上位監(jiān)控軟件通訊.3.3 上位監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì).3.

3、4 三相電熱器控制plc監(jiān)控系統(tǒng)梯形圖.結(jié)論與體會(huì).致辭.參考.附錄.前言近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展，plc的應(yīng)用不斷走向深入，同時(shí)帶動(dòng)著工業(yè)控制的日新月異的更新。由于plc自身的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，在工業(yè)控制中plc以得到廣泛運(yùn)用，包括機(jī)械、化工、電力、建筑等眾多領(lǐng)域，應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。三相電熱器控制系統(tǒng)是plc的一種應(yīng)用。主要運(yùn)用plc所具備的繼電器、計(jì)數(shù)器及特殊繼電器的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)的的，并運(yùn)用模擬的方式來(lái)檢測(cè)系統(tǒng)的可行性。而在plc控制程序中注重的是互鎖的實(shí)現(xiàn)、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器組成的有限震蕩實(shí)現(xiàn)燈的閃爍。程序中可分為兩方面的控制：第一，點(diǎn)動(dòng)即用xoo5的開(kāi)關(guān)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)電熱器的點(diǎn)動(dòng)控制；第二，啟動(dòng)即

4、用x001、x002和x004來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電熱器的啟動(dòng)和停止。 第一章 電熱器的介紹1.1 電熱器的概念及發(fā)展電熱器：電熱器(heater-type thermistor): 用導(dǎo)體制成具有一定電熱性的元件， 電熱是導(dǎo)體的一種基本性質(zhì),與通電導(dǎo)體的尺寸、材料、粗細(xì)程度有關(guān). 作用:主要職能就是把電能轉(zhuǎn)化為熱能。電阻式電熱器是利用導(dǎo)體的電阻來(lái)產(chǎn)生熱量來(lái)加熱的，由于電流通過(guò)導(dǎo)體，導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用，而電流要克服導(dǎo)體的阻力要做功，因?yàn)槟艿霓D(zhuǎn)化是靠做功來(lái)量度的，所以電流做多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化成熱能。這就是電阻式電熱器的加熱原理電熱器的發(fā)展：電加熱是將電能轉(zhuǎn)換為熱能的過(guò)程。自從發(fā)現(xiàn)電源通過(guò)導(dǎo)線可以發(fā)生

5、熱效應(yīng)之后，世界上就許多發(fā)明家從事于各種電熱電器的研究與制造。電熱的發(fā)展及普及應(yīng)用也與其它行業(yè)一樣，遵循著這樣一個(gè)規(guī)律：從先進(jìn)的國(guó)家逐步推廣到世界各國(guó)；從城市逐步發(fā)展到農(nóng)村；由集體使用發(fā)展到家庭、再到個(gè)人；產(chǎn)品由低檔發(fā)展到高檔。十九世紀(jì)處于萌芽階段的電熱電器大都是拙劣的，最早出現(xiàn)是用于生活的電熱電器，1893年電慰斗的雛型首在美國(guó)出現(xiàn)并使用，接著到1909年出現(xiàn)電灶的使用，那是在爐灶中放置電加熱器，也就是說(shuō)加熱從柴禾轉(zhuǎn)移到電氣，即從電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。但是真正電熱電器工業(yè)的急速發(fā)展，卻是在用作電熱元件的鎳鉻合金的發(fā)明之后。1910年美國(guó)首先研制成功用鎳鉻合金電熱絲制作的電慰斗，這就從根本上改善了電

6、慰斗結(jié)構(gòu)，使用慰斗迅速得到普及。到1925年在日本出現(xiàn)在鍋中安裝電熱元件的產(chǎn)品，成為現(xiàn)代電飯鍋的原形。在這階段工業(yè)上也出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室用電爐，熔膠爐、暖氣器等電熱產(chǎn)品。1910年至1925年是電熱電器歷史上的大發(fā)展階段，在家庭和工業(yè)方面，電熱電器各種品種的出現(xiàn)和普及應(yīng)用都得到了急速的發(fā)展，而尤以家庭方面為甚。所以鎳鉻合金的發(fā)明是奠定了電熱電器工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。1.2 電熱器相關(guān)常識(shí). 電熱元件（電熱器）是以金屬管為外殼（包括不銹鋼、紫銅管），沿管內(nèi)中心軸向均布螺旋電熱合金絲（鎳鉻、鐵鉻合金）其空隙填充壓實(shí)具有良好絕緣導(dǎo)熱性能的氧化鎂砂，管口兩端用硅膠密封，這種金屬鎧裝電熱元件可以加熱空氣，金屬模具和各

7、種液體。電熱元件1.2.1 電熱器的分類(lèi)電熱器分兩類(lèi):(1) 純電阻類(lèi),通電的目的只用于發(fā)熱,如電暖氣電熱水器等.(2) 非純電阻類(lèi):通電后電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能同時(shí)線圈散熱,如電風(fēng)扇等帶電動(dòng)機(jī)的電器電阻。 1.2.2 電熱器的熱能計(jì)算電熱器(1)若是純電阻電路:因?yàn)樗鼛缀跏羌冸娮桦娐?，所以公式為p=vi。v是電壓，i是電流。功率主要是和電阻率有密切聯(lián)系的。一般來(lái)說(shuō)，同材質(zhì)的電熱絲，直徑越大，電阻越小，功率也越大。也就是說(shuō)繞成線圈后，線圈的大小和形狀對(duì)功率沒(méi)有太大的影響。(2)若是非純電阻電路:1、首先需要確定升溫時(shí)間（h）和溫度差（度），多長(zhǎng)時(shí)間從多少度升到多少度,這個(gè)參數(shù)很重要。如果時(shí)間要求很短

8、，那要求的加熱功率可能就很大，浪費(fèi)能源；如果時(shí)間長(zhǎng)了，設(shè)備的準(zhǔn)備時(shí)間就長(zhǎng)，需要一個(gè)平衡點(diǎn)。2、主體設(shè)備內(nèi)空氣的體積（立方米），包括管道，估算一下。3、空氣比重1.16（kg/m3），比熱0.24kcal/kg.4、還有加熱效率，一般0.50.6。按下列公式計(jì)算：加熱功率（kw）=（體積x比重x比熱x溫度差）/（860x升溫時(shí)間x效率）。物體電熱能計(jì)算公式：電熱 q=i2rt=iut=pt ，其中，電壓符號(hào)u ， 電流符號(hào)i ，電阻符號(hào)r ，r叫做物體的電阻系數(shù)或是電阻率，它與物體的材料有關(guān)，在數(shù)值上等于單位長(zhǎng)度、單位面積的物體在20時(shí)所具有的電阻值。常見(jiàn)導(dǎo)體的電阻率 常見(jiàn)導(dǎo)體的電阻率

9、材料20時(shí)的電阻率（µm）銀0.016 銅0.0172 金0.022 鋁0.029 鋅0.059 鐵0.0978 鉛0.206汞0.958 碳25康銅（54%銅，46%鎳）0.50 錳銅（86%銅，12%錳，2%鎳）0.431.2.3 電熱器熱效應(yīng)參數(shù)電介質(zhì)中出現(xiàn)的熱電效應(yīng)(見(jiàn)熱電性)的逆效應(yīng)。熱電體的溫度變化時(shí)其極化強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化；另一方面如果在絕熱條件下施加外電場(chǎng)來(lái)改變熱電體的極化強(qiáng)度，則其溫度亦會(huì)發(fā)生變化；后者稱(chēng)為電熱效應(yīng)，類(lèi)似于順磁體的絕熱去磁（見(jiàn)磁熱效應(yīng)）。絕熱去磁是獲得1k以下低溫的重要方法,利用絕熱去極化也可以獲得致冷,目前用氯化鉀或氧化銣晶體摻雜，可獲得由1k附近到m

10、k級(jí)致冷。 與絕熱去磁相比，絕熱去極化因?yàn)椴恍枰獜?qiáng)磁場(chǎng)而只需電場(chǎng)，在技術(shù)設(shè)備上要簡(jiǎn)單得多。由熱力學(xué)知在絕熱條件下施加于電介質(zhì)的外電場(chǎng)改變e時(shí),其溫度變化limt0（s）t=0式中p為熱電系數(shù)矢量，為電場(chǎng)等于零時(shí)單位體積電介質(zhì)的熱容量。在低溫下隨t3減小很快,因此借助于絕熱去極化獲得低溫的方法十分有效。常用材料有srtio3、玻璃陶瓷及有機(jī)熱電體如pvf及pvf2等。對(duì)于鐵電體,當(dāng)其電滯回線具有較窄的形狀，回線面積較小時(shí)能產(chǎn)生較大的電熱效應(yīng)，這類(lèi)材料電熱效應(yīng)都很小。例如：srtio3玻璃陶瓷，在10k時(shí)，e為20kvcm時(shí)，可獲得30mk的致冷。其實(shí)極化率與溫度有關(guān)的所有電介質(zhì)都存在電熱效應(yīng)?，F(xiàn)

11、在初步證明，有可能利用鐵電體的電熱效應(yīng)得到功率密度很高的熱電換能，例如在60赫的電頻率下，功率密度達(dá)106兆瓦米2。1.2.4 電熱管金屬管狀電加熱器元件（電熱管），是在金屬管中放入電熱元件，并在空隙部分緊密填充有良好耐熱性、導(dǎo)熱性和絕緣性的結(jié)晶氧化鎂粉，在經(jīng)其它工藝處理而成。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)械強(qiáng)度高、熱效率高、安全可靠、安裝簡(jiǎn)便、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。廣泛適用于各種硝石槽、水槽、油槽、酸堿槽、易熔金屬熔化爐、空氣加熱爐、干燥爐、干燥箱、熱壓模等裝置。為什么摸通電的電熱絲時(shí)感覺(jué)不到有電？當(dāng)然我不是直接摸發(fā)熱的電熱絲。電飯鍋上的電熱板原理大致相同，而鍋膽本身是金屬做的，與電熱板直接接觸。 在正常情

12、況下，如果不是電熱鍋其它的元件漏電，赤手摸鍋膽感覺(jué)不到有電。而我用手搖發(fā)電機(jī)做過(guò)嘗試，這個(gè)手搖發(fā)電機(jī)的功率較大，能電得人手麻痹?？墒?，在兩個(gè)極之間接上一根金屬線后，發(fā)電，再摸這根金屬線就感覺(jué)不到有電了。如何驗(yàn)證優(yōu)質(zhì)電熱器。 驗(yàn)證電熱管優(yōu)劣最直觀的方法是：先將電熱管表面擦凈，然后接通交流220v電源，在空氣中干燒，表面發(fā)紅后斷電，待電熱管完全冷卻后，用餐巾紙擦拭，白紙上應(yīng)無(wú)黑色氧化粉末（未與空氣中的氧氣反應(yīng)），說(shuō)明為優(yōu)質(zhì)電熱管。碳纖維發(fā)熱體是本世紀(jì)最具有競(jìng)爭(zhēng)力的高科技材料，它的出現(xiàn)在電熱領(lǐng)域掀起了一場(chǎng)新的革命，碳纖維發(fā)熱體替代金屬發(fā)熱體將成為一種必然的趨勢(shì)。 電熱管1.3 三相電熱器工藝分析電加

13、熱器是一種消耗電能轉(zhuǎn)換為熱能，來(lái)對(duì)需加熱物料進(jìn)行加熱。在工作中低溫流體介質(zhì)通過(guò)管道在壓力作用下進(jìn)入其輸入口，沿著電加熱容器內(nèi)部特定換熱流道，運(yùn)用流體熱力學(xué)原理設(shè)計(jì)的路徑，帶走電熱元件工作中所產(chǎn)生的高溫?zé)崮芰?，使被加熱介質(zhì)溫度升高，電加熱器出口得到工藝要求的高溫介質(zhì)。電加熱器內(nèi)部控制系統(tǒng)依據(jù)輸出口的溫度傳感器信號(hào)自動(dòng)調(diào)節(jié)電加熱器輸出功率，使輸出口的介質(zhì)溫度均勻；當(dāng)發(fā)熱元件超溫時(shí)，發(fā)熱元件的獨(dú)立的過(guò)熱保護(hù)裝置立即切斷加熱電源，避免加熱物料超溫引起結(jié)焦、變質(zhì)、碳化，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致發(fā)熱元件燒壞，有效延長(zhǎng)電加熱器使用壽命。三相電的最大用途是驅(qū)動(dòng)電熱器。如果是單相或者兩項(xiàng)交流電構(gòu)不成穩(wěn)定的具有固定旋轉(zhuǎn)方向的旋

14、轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，四相、五相甚至更多的相當(dāng)然好，但費(fèi)用昂貴不經(jīng)濟(jì)，那就只有選三相交流電了。三相電的產(chǎn)生是因?yàn)槠淠転殡婋姛崞鲙?lái)較好的性能。三相并不是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的最小相數(shù)，兩個(gè)在空間上垂直，在相位上差90度的交流線圈同樣可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，但這會(huì)造成電機(jī)極距下線圈無(wú)法均布，從而不但降低了電機(jī)容量，還會(huì)產(chǎn)生主磁場(chǎng)的嚴(yán)重崎變。三相供電系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn)，為各國(guó)廣泛采用。在發(fā)電方面，相同尺寸的三相發(fā)電機(jī)比單相發(fā)電機(jī)的功率大，在三相負(fù)載相同的情況下，有利于電熱器的工作；在傳輸方面，三相系統(tǒng)比單相系統(tǒng)節(jié)省傳輸線，三相變壓器比單相變壓器經(jīng)濟(jì)三相電應(yīng)是工廠用的三相動(dòng)力線，是三根火線，火線之間的電壓是380v，而每根火線與

15、零線是220v,也就是我們用的市電。三根火線相位不同，相差120度。第二章 三相電熱器控制plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 三相電熱器控制程序流程圖設(shè)計(jì)開(kāi)始 判斷coscos切在1位置cos切在2位置按鍵選擇pb5按下是否風(fēng)扇停止運(yùn)轉(zhuǎn)，電熱器斷電pl4動(dòng)作按pbl，風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)mcl、pll閃爍，pl4熄滅。5秒后pll閃爍5次，pll亮，此時(shí)方可按pb2，電熱器導(dǎo)電mc2、pl2動(dòng)作按pb4時(shí)電熱器斷電，15秒后pll閃爍15次，風(fēng)扇停止運(yùn)轉(zhuǎn)，pl4亮風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)mcl、pll動(dòng)作，電熱器導(dǎo)電mc2、pl2動(dòng)作，pl4熄滅結(jié)束2.2 三相電熱器控制程序設(shè)計(jì)思路1控制電路如圖2-2所示。2cos切在1的位置。

16、 (1) 按住pb5，風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)mcl、pll動(dòng)作，電熱器導(dǎo)電mc2、pl2動(dòng)作，pl4熄滅。 (2) 放開(kāi)pb5，風(fēng)扇停止運(yùn)轉(zhuǎn)，電熱器斷電pl4動(dòng)作。 (3) 此時(shí)按pbl、pb2、pb4均無(wú)作用。3cos切在2的位置。 (1) 按pbl，風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)mcl、pll閃爍，pl4熄滅。5秒后pll閃爍5次，pll亮，此時(shí)方可按pb2，電熱器導(dǎo)電mc2、pl2動(dòng)作。 (2) 按pb4時(shí)電熱器斷電，15秒后pll閃爍15次，風(fēng)扇停止運(yùn)轉(zhuǎn)，pl4亮。 (3) 此時(shí)按pb5沒(méi)有作用。4熱繼電器(thry)動(dòng)作時(shí)，風(fēng)扇停止運(yùn)轉(zhuǎn)，電熱器斷電，pl4亮，bz響，pl3閃爍on05s，off05s 。5熱繼電器先復(fù)

17、位，警報(bào)同前bz響、pl3閃爍，按pb3，bz停響，pl3熄滅。6先按pb3時(shí)，bz停響，pl3亮；熱繼電器復(fù)位，pl3熄滅。第3章 三相電熱器控制plc監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 plc的介紹3.1.1 plc的概念早期的可編程控制器稱(chēng)作可編程邏輯控制器(programmable logic controller,plc)，它主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種采用微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的工業(yè)控制裝置的功能已經(jīng)大大超過(guò)了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱(chēng)作可編程控制器，簡(jiǎn)稱(chēng)pc。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)(personal computer)的簡(jiǎn)稱(chēng)混淆，所以將可編程序控制器簡(jiǎn)稱(chēng)plc,plc

18、自1966年美國(guó)數(shù)據(jù)設(shè)備公司（dec）研制出現(xiàn)，現(xiàn)行美國(guó)，日本，德國(guó)的可編程序控制器質(zhì)量?jī)?yōu)良，功能強(qiáng)大。3.1.2 plc結(jié)構(gòu)plc實(shí)質(zhì)是一種專(zhuān)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，基本構(gòu)成為： a、電源 plc的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒(méi)有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此plc的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將plc直接連接到交流電網(wǎng)上去 b. 中央處理單元(cpu) 中央處理單元(cpu)是plc的控制中樞。它按照plc系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序

19、和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、i/o以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)plc投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入i/o映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入i/o映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將i/o映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。 為了進(jìn)一步提高plc的可靠性，近年來(lái)對(duì)大型plc還采用雙cpu構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三cpu的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè)cpu出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。 c、存儲(chǔ)器

20、 存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。 存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為用戶程序存儲(chǔ)器。 d、輸入輸出接口電路 1、現(xiàn)場(chǎng)輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路，作用是plc與現(xiàn)場(chǎng)控制的接口界面的輸入通道。 2、現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求電路集成，作用plc通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路向現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。 e、功能模塊 如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊。 f、通信模塊 如以太網(wǎng)、rs485、profibus-dp通訊模塊等。3.1.3 plc的工作原理一. 掃描技術(shù) 當(dāng)plc投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)

21、階段稱(chēng)作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，plc的cpu以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。 (一) 輸入采樣階段 在輸入采樣階段，plc以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入i/o映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，i/o映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 (二) 用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段，plc總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃

22、描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)ram存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在i/o映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。 即，在用戶程序執(zhí)行過(guò)程中，只有輸入點(diǎn)在i/o映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在i/o映象區(qū)或系統(tǒng)ram存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能

23、對(duì)排在其上面的程序起作用。 在程序執(zhí)行的過(guò)程中如果使用立即i/o指令則可以直接存取i/o點(diǎn)。即使用i/o指令的話，輸入過(guò)程影像寄存器的值不會(huì)被更新，程序直接從i/o模塊取值，輸出過(guò)程影像寄存器會(huì)被立即更新，這跟立即輸入有些區(qū)別。 (三) 輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，plc就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，cpu按照i/o映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是plc的真正輸出。 3.2 plc與上位監(jiān)控軟件通訊上位機(jī)是指人可以直接發(fā)出操控命令的計(jì)算機(jī)，一般是pc,屏幕上顯示各種信號(hào)變化（液壓，水位，溫度等）。下位機(jī)是直接控制設(shè)備獲取設(shè)備狀況的計(jì)

24、算機(jī)，一般是plc/單片機(jī)之類(lèi)的。上位機(jī)發(fā)出的命令首先給下位機(jī)，下位機(jī)再根據(jù)此命令解釋成相應(yīng)時(shí)序信號(hào)直接控制相應(yīng)設(shè)備。下位機(jī)不時(shí)讀取設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)（一般模擬量），轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)反饋給上位機(jī)。簡(jiǎn)言之如此，上下位機(jī)都需要編程，都有專(zhuān)門(mén)的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。在概念上，控制者和提供服務(wù)者是上位機(jī)，被控制者和被服務(wù)者是下位機(jī)，也可以理解為主機(jī)和從機(jī)的關(guān)系，但上位機(jī)和下位機(jī)是可以轉(zhuǎn)換的，兩機(jī)如何通訊，一般取決于下位機(jī)。tcp/ip一般是支持的。但是下位機(jī)一般具有更可靠的獨(dú)有通訊協(xié)議，購(gòu)買(mǎi)下位機(jī)時(shí)，會(huì)帶一大堆手冊(cè)光盤(pán)，告訴你如何使用特有協(xié)議通訊。里面會(huì)舉大量例子。一般對(duì)編程人員而言一看就會(huì)，即使用新的api。多語(yǔ)言支持

25、功能模塊，一般同時(shí)支持?jǐn)?shù)種高級(jí)語(yǔ)言為上位機(jī)編程。通常上位機(jī)和下位機(jī)通訊可以采用不同的通訊協(xié)議，可以有rs232的串口通訊，或者采用rs485串行通訊，當(dāng)用計(jì)算機(jī)和plc通訊的時(shí)候不但可以采用傳統(tǒng)的d形式的串行通訊，還可以采用更適合工業(yè)控制的雙線的profibus-dp通訊，采用封裝好的程序開(kāi)發(fā)工具就可以實(shí)現(xiàn)plc和上位機(jī)的通訊。當(dāng)然可以自己編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)類(lèi)的接口協(xié)議控制上位機(jī)和下位機(jī)的通訊上位機(jī)基本結(jié)構(gòu)3.3 上位監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì)在使用工控軟件中，我們經(jīng)常提到組態(tài)一詞，組態(tài)英文是“configuration”，其意義究竟是什么呢？簡(jiǎn)單的講，組態(tài)就是用應(yīng)用軟件中提供的工具、方法，完成工程中某一具體任務(wù)

26、的過(guò)程。與硬件生產(chǎn)相對(duì)照，組態(tài)與組裝類(lèi)似。如要組裝一臺(tái)電腦，事先提供了各種型號(hào)的主板、機(jī)箱、電源、cpu、顯示器、硬盤(pán)、光驅(qū)等，我們的工作就是用這些部件拼湊成自己需要的電腦。當(dāng)然軟件中的組態(tài)要比硬件的組裝有更大的發(fā)揮空間，因?yàn)樗话阋扔布械摹安考备?，而且每個(gè)“部件”都很靈活，因?yàn)檐洸考加袃?nèi)部屬性，通過(guò)改變屬性可以改變其規(guī)格（如大小、性狀、顏色等）。在組態(tài)概念出現(xiàn)之前，要實(shí)現(xiàn)某一任務(wù)，都是通過(guò)編寫(xiě)程序（如使用basic、c、fortran等）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。編寫(xiě)程序不但工作量大、周期長(zhǎng)，而且容易犯錯(cuò)誤，不能保證工期。組態(tài)軟件幾天就可以完成。組態(tài)軟件是有專(zhuān)業(yè)性的。一種組態(tài)軟件只能適合某種領(lǐng)域的

27、應(yīng)用。組態(tài)概念最早出現(xiàn)在工業(yè)計(jì)算機(jī)控制中。如dcs（集散控制系統(tǒng)）組態(tài)，plc（可編程控制器）梯形圖組態(tài)。人機(jī)界面生成軟件就叫工控組態(tài)軟件。其實(shí)在其他行業(yè)也有組態(tài)的概念，人們只是不這么叫而已。如auto cad、photoshop、辦公軟件（powerpoint）都存在相似的操作，即用軟件提供的工具來(lái)形成自己的作品，并以數(shù)據(jù)文件保存作品，而不是執(zhí)行程序。組態(tài)形成的數(shù)據(jù)只有其制造工具或其他專(zhuān)用工具才能識(shí)別。但是不同之處在于，工業(yè)控制中形成的組態(tài)結(jié)果是用在實(shí)時(shí)監(jiān)控的。組態(tài)工具的解釋引擎，要根據(jù)這些組態(tài)結(jié)果實(shí)時(shí)運(yùn)行。從表面上看，組態(tài)工具的運(yùn)行程序就是執(zhí)行自己特定的任務(wù)。雖然說(shuō)組態(tài)就是不需要編寫(xiě)程序就

28、能完成特定應(yīng)用。但是為了提供一些靈活性，組態(tài)軟件也提供了編寫(xiě)手段，一般都是內(nèi)置編譯系統(tǒng)，提供類(lèi)basic語(yǔ)言，有的甚至支持vb。在當(dāng)今工控領(lǐng)域，一些常用的大型組態(tài)軟件主要有：wincc、ifix、intouch、組態(tài)王、力控、易控等。3.4 三相電熱器控制plc監(jiān)控系統(tǒng)梯形圖0 71217232730m5x006 x000m102x006 m101m1x001 x006 x000y001m103m103 m5 t2 m101y001t1 k50m103 y002ti m103m2m100m2m103 m2m104y002 m5 m1 m104x002m102y002圖3-1三相電熱器控制plc

29、監(jiān)控系統(tǒng)梯形圖結(jié)論與體會(huì)通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，我親身體會(huì)到三相電熱器控制plc控制系統(tǒng)的艱辛和努力，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我遇到了不少困難，也有許多從未遇到的難題，但是我堅(jiān)持并努力的克服了，在尋求答案的過(guò)程中我學(xué)習(xí)到了更多知識(shí)，這都是在這次課程設(shè)計(jì)中學(xué)習(xí)到的寶貴經(jīng)驗(yàn)，相信在以后的學(xué)習(xí)生活中，我會(huì)繼續(xù)運(yùn)用好這種精神，讓學(xué)習(xí)和工作變得更加有樂(lè)趣，也更加積極向上的學(xué)習(xí)新知識(shí)。通過(guò)這次設(shè)計(jì)實(shí)踐。我學(xué)會(huì)了plc的基本編程方法，也更加了解了三相電熱器控制系統(tǒng)，對(duì)plc的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對(duì)理論的運(yùn)用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒(méi)有做實(shí)踐設(shè)計(jì)以前，我們對(duì)知道的撐握都是思想上的，對(duì)一些細(xì)節(jié)不加重視

30、，當(dāng)我們把自己想出來(lái)的程序與到plc中的時(shí)候，問(wèn)題出現(xiàn)了，不是不能運(yùn)行，就是運(yùn)行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。能過(guò)解決一個(gè)個(gè)在調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題，我們對(duì)plc 的理解得到加強(qiáng)，看到了實(shí)踐與理論的差距。設(shè)計(jì)的過(guò)程本身就是收集知識(shí)和尋找答案的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程中可能有時(shí)一籌莫展，有時(shí)無(wú)從下手，但是一旦找到了靈感，找到了方法，其實(shí)事情本來(lái)很簡(jiǎn)單，只是以前從來(lái)沒(méi)有想到而已，所以，在以后的學(xué)習(xí)和工作中，試著嘗試換一種方式，用嶄新的思維重新思考下，或許就有了更大的收獲。 致辭林花謝了春紅，太匆匆，無(wú)奈朝來(lái)寒雨晚來(lái)風(fēng)。轉(zhuǎn)眼間，我已在西南科技大學(xué)度過(guò)了兩年了。從專(zhuān)科到本科，兩年的光陰讓我成長(zhǎng)，讓我從青澀走向成熟。特別

31、是，升本的這段時(shí)間，讓我的人生有了不同的軌跡。    在這寶貴的兩年的升本生活中，首先我要感謝我的導(dǎo)師孫紅老師?！笆谌艘贼~(yú)，不如授之以漁”，孫老師正是這樣以言傳身教來(lái)教導(dǎo)著我們。    畢業(yè)論文的每一個(gè)過(guò)程都凝結(jié)著孫老師的心血，從選題到定稿的每一步，都離不開(kāi)孫老師悉心的指導(dǎo)。孫老師對(duì)我的影響是巨大而深刻的，這種影響不是一朝的迸發(fā)，而是日積月累的滲透，在這點(diǎn)滴匯聚中使我逐漸形成正確、成熟的人生觀、價(jià)值觀。為此，我常常慶幸于我的幸運(yùn)有這樣的導(dǎo)師是我讀書(shū)生涯的一大幸事！遺憾的是，畢業(yè)在即，能夠在孫老師身邊學(xué)習(xí)的日子已屈指可數(shù)。多么希望時(shí)間可

32、以再多些，日子可以再長(zhǎng)些，讓我可以有更多的時(shí)間、更多的機(jī)會(huì)向?qū)O老師再多學(xué)一點(diǎn)。但我知道，我人生的角色該轉(zhuǎn)換了，我該走出校園了，在這轉(zhuǎn)變發(fā)生之前我有孫老師給我的如此多的指導(dǎo)，就將使我在面對(duì)以后的工作和生活有可以借鑒的資本。在此，我要真誠(chéng)的說(shuō)聲：“謝謝您，孫老師！”     感謝和我一起生活兩年半的室友，是你們讓我們的寢室充滿快樂(lè)與溫馨，你們的活潑、自信、勇敢，都值得我學(xué)習(xí)。   感謝我的朋友，感謝你們?cè)谖沂б鈺r(shí)給我鼓勵(lì)，在失落時(shí)給我支持，感謝你們和我一路走來(lái)，讓我在此過(guò)程中倍感溫暖！   感謝我的家人我的父母、姐姐和弟弟。沒(méi)有你們，就不會(huì)有今天的我！我一直感恩，感恩于我可以擁有一個(gè)如此溫馨的家庭，讓我所有的一切都可以在你們這里得到理解與支持，得到諒解和分擔(dān)。我愛(ài)你們，愛(ài)我們的家！    一個(gè)人的成長(zhǎng)絕不是一件孤立的事，沒(méi)有別人的支持與幫助絕不可能辦到。我感謝可以有這樣一個(gè)空間，讓我對(duì)所有給予我關(guān)心、幫助的人說(shuō)聲“謝謝”！今后，我會(huì)繼續(xù)努力，好好工作！好好學(xué)習(xí)！好好生活！參考文獻(xiàn)1