畢業(yè)設(shè)計(jì)----plc控溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　學(xué)校名稱</b></p><p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文</p><p><b>　　PLC控溫系統(tǒng)</b></p><p>　　指導(dǎo)老師姓名： </p><p>　　專 業(yè) 名 稱： </p><p>　　班 級(jí)

2、 學(xué) 號(hào)： </p><p>　　論文提交日期： 2009年1月5日</p><p>　　論文答辯日期： 2009年1月7日</p><p>　　2009年 1 月 2 日</p><p>　　【摘要】在工業(yè)過程控制中，溫度的控制要求越來越高。隨著自動(dòng)化水平的逐步提高，實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)控制已成必需。本文主要介紹了利用可編程控制（PLC）進(jìn)

3、行溫度控制與檢測(cè)的過程。詳細(xì)介紹了利用PLC的基本單元而不是特殊功能模塊構(gòu)成的控溫系統(tǒng)。PLC控溫設(shè)計(jì)主要是通過LM35溫度傳感器，LM331電壓/頻率轉(zhuǎn)換器，將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)，送入PLC進(jìn)行比較輸出，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的自動(dòng)控制。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】PLC LM35 LM331 控溫系統(tǒng)</p><p>　　【Abstract】In the industrial p

4、rocess control, temperature control of an increasingly high demand. With the gradual improvement of the level of automation, automatic control of temperature have become necessary. This paper describes the use of program

5、mable logical controller (PLC) for temperature control and detection. Details on using the basic unit of the PLC and not the special function modules constitute the temperature control system. PLC design temperature main

6、ly through the LM35 temperature</p><p>　　【Key words】PLC LM35 LM331 temperature control system</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　

7、　2 PLC控溫總體設(shè)計(jì)方案2</p><p>　　2.1 控溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求2</p><p>　　2.2 PLC系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案2</p><p>　　2.3 PLC控溫設(shè)計(jì)所需器材3</p><p>　　3 PLC控溫硬件設(shè)計(jì)部分4</p><p>　　3.1 測(cè)溫電路4</p><

8、p>　　3.2 電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路4</p><p>　　3.2.1 芯片簡(jiǎn)介4</p><p>　　3.2.2 電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路5</p><p>　　3.3 顯示電路6</p><p>　　3.3.1 CD4511譯碼器7</p><p>　　3.3.2 LED數(shù)碼管7</p>

9、<p>　　3.4 電源電路8</p><p>　　3.4.1 電源電路8</p><p>　　3.4.2 橋式整流電路8</p><p>　　3.4.3 穩(wěn)壓電路10</p><p>　　3.5 PLC控制器11</p><p>　　3.6 繼電器12</p><p>　

10、　4 PLC控溫軟件設(shè)計(jì)部分15</p><p>　　4.1 PLC控溫設(shè)計(jì)流程圖15</p><p>　　4.2 PLC控溫設(shè)計(jì)梯形圖15</p><p>　　5 PLC控溫電路調(diào)試17</p><p>　　5.1 電源電路調(diào)試17</p><p>　　5.2 LM331及外圍電路的調(diào)試17</p

11、><p>　　5.3 顯示電路的調(diào)試18</p><p>　　5.4 上機(jī)調(diào)試18</p><p>　　5.5 注意事項(xiàng)18</p><p><b>　　6 總結(jié)19</b></p><p><b>　　7 致謝20</b></p><p>&l

12、t;b>　　8 參考文獻(xiàn)21</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　可編程序控制器（Programmable Logical Controller）簡(jiǎn)稱PLC是以微處理器為核心，綜合電子應(yīng)用技術(shù)、微機(jī)技術(shù)自動(dòng)控制技術(shù)以及通信技術(shù)而發(fā)展起來的新一代工業(yè)自動(dòng)化控制裝置。隨著相關(guān)技術(shù)，特別是超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)

13、展及其在PLC中的廣泛應(yīng)用，PLC中采用更高性能的微處理器作為CPU，功能進(jìn)一步增強(qiáng)，逐漸縮小與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)之間的差距。</p><p>　　現(xiàn)代PLC的發(fā)展有兩個(gè)主要趨勢(shì)其一向體積更小、速度更快、功能更強(qiáng)和價(jià)格更低的微小型方面發(fā)展；其二是向大型網(wǎng)絡(luò)化、高可靠性、良好的兼容性和多功能方面發(fā)展，趨向于當(dāng)前工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的性能。</p><p>　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步, 在工

14、業(yè)過程控制中，溫度的控制要求越來越高。隨著自動(dòng)化水平的逐步提高，實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)控制已成必需。在現(xiàn)代科技的諸多領(lǐng)域中都需要進(jìn)行溫度的檢測(cè)與控制?？删幊炭刂破髟诠I(yè)生產(chǎn)過程中越來越得到日趨廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　2 PLC控溫總體設(shè)計(jì)方案</p><p>　　2.1 控溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求</p><p>　　1、熟悉并掌握PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟及了解FX系列PL

15、C的內(nèi)部系統(tǒng)的配置。學(xué)會(huì)常用的功能指令的編程及使用注意事項(xiàng)。</p><p>　　2、能夠利用PLC系統(tǒng)完成控溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)。完成PLC的編程設(shè)計(jì)，掌握梯形圖的設(shè)計(jì)方法。硬件設(shè)計(jì)要求布線美觀，防止布線混亂導(dǎo)致短路。</p><p>　　3、硬件設(shè)計(jì)好后，通過PLC進(jìn)行程序調(diào)試。用撥碼開關(guān)設(shè)定一個(gè)溫度值，當(dāng)測(cè)量的實(shí)際溫度小于設(shè)定值時(shí)，加熱裝置便加熱；當(dāng)測(cè)量的實(shí)際溫度大于設(shè)定溫度時(shí)加熱裝置就停止加

16、熱。</p><p>　　2.2 PLC系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案</p><p>　　PLC控溫系統(tǒng)主要包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分。硬件部分由測(cè)溫電路、電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路、PLC控制電路、加熱控制電路和顯示電路等構(gòu)成。如圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1控溫設(shè)計(jì)示意圖 </p><p>　　軟件部分應(yīng)用三菱FX系列PLC可編程

17、控制，型號(hào)為FX2n-32MR。</p><p>　　PLC控溫系統(tǒng)工作原理：在測(cè)溫電路中LM35溫度傳感器測(cè)量加熱裝置的溫度，把測(cè)得的實(shí)際溫度轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)送到電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路,在電壓/頻率轉(zhuǎn)換器（LM331）的輸出端輸出脈沖, PLC對(duì)脈沖計(jì)數(shù)。由PLC程序?qū)⒚}沖個(gè)數(shù)轉(zhuǎn)換為實(shí)際溫度，與由撥碼開關(guān)設(shè)定的溫度進(jìn)行比較，若設(shè)定溫度大于實(shí)際溫度，則繼電器吸合,加熱裝置開始加熱。等加熱到設(shè)定溫度時(shí),繼電器自動(dòng)斷開停止

18、加熱. PLC將此時(shí)的實(shí)際溫度值送到譯碼器(CD4511),譯碼器將輸入的BCD碼轉(zhuǎn)換成七段碼,在LED數(shù)碼管上顯示出來。</p><p>　　2.3 PLC控溫設(shè)計(jì)所需器材</p><p>　　包括FX2n-32MR型號(hào)可編程控制器、溫度傳感器（LM35）、精密壓/頻轉(zhuǎn)換器(LM331)、三態(tài)穩(wěn)壓器(7805)、譯碼器(CD4511)、LED數(shù)碼管、撥碼開關(guān)、繼電器、變壓器（220V/9

19、V）、可變電位器、三極管、加熱器（燈泡）、二極管（若干）、電阻（若干）、電容（若干）、導(dǎo)線（若干）等。</p><p>　　3 PLC控溫硬件設(shè)計(jì)部分</p><p><b>　　3.1 測(cè)溫電路</b></p><p>　　PLC控溫系統(tǒng)中，測(cè)溫電路主要應(yīng)用元件為溫度傳感器（LM35）。LM35系列是精密集成電路溫度傳感器，其輸出的電壓線性地

20、與攝氏溫度成正比。因此，LM35比按絕對(duì)溫標(biāo)校準(zhǔn)的線性溫度傳感器優(yōu)越得多。LM35系列傳感器生產(chǎn)制作時(shí)已經(jīng)過校準(zhǔn)，輸出電壓與攝氏溫度一一對(duì)應(yīng)，使用極為方便，重復(fù)性好，低輸出阻抗，線性輸出和內(nèi)部精密校準(zhǔn)使其與讀出或控制電路接口簡(jiǎn)單和方便，可單電源和正負(fù)電源工作。</p><p>　　LM35系列是電壓輸出式集成溫度傳感器，LM35的輸出電壓與攝氏溫度的線性關(guān)系可用下面的公式表示: V=0.01T ，0攝氏度時(shí)輸出為

21、0V,每升高1攝氏度,輸出電壓增加10mv. 靈敏度為10.0mV/℃。LM35引腳圖如圖3.1 所示。</p><p>　　引腳介紹: 1 正電源Vcc; 2輸出Vout; 3 地GND。</p><p><b>　　主要特點(diǎn): </b></p><p>　　?工作電壓：直流4～30V；    ? 工作電流：小

22、于133μA    ?使用溫度范圍：-55～+150℃額定范圍     ?精度：0.5℃精度（在+25℃時(shí)）； </p><p>　　?漏泄電流：小于60μA； </p><p>　　?比例因數(shù)：線性+10.0mV/℃

23、；    ?非線性值：±1/4℃； 圖3.1 LM35引腳圖    ?校準(zhǔn)方式：直接用攝氏溫度校準(zhǔn)；    ?封裝：塑料TO-92晶體管封裝；    ?基于LM35開發(fā)的溫控系統(tǒng)，工作穩(wěn)定可靠，具有體積小、靈敏度高、響應(yīng)時(shí)間短、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。&

24、lt;/p><p>　　3.2 電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　3.2.1 芯片簡(jiǎn)介</p><p>　　PLC控溫系統(tǒng)中，電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路主要應(yīng)用的元件為電壓/頻率轉(zhuǎn)換器（LM331）。LM331是當(dāng)前最簡(jiǎn)單的一種高精度V/F轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器、線性頻率調(diào)制解調(diào)、長(zhǎng)時(shí)間積分器以及其它相關(guān)的器件。LM331為雙列直插式8引腳芯片，其引腳框圖如圖3.2所示。&

25、lt;/p><p>　　圖3.2 LM331 引腳功能圖</p><p>　　LM331 各引腳功能說明如下:</p><p>　　腳1 為脈沖電流輸出端,內(nèi)部相當(dāng)于脈沖恒流源,脈沖寬度與內(nèi)部單穩(wěn)態(tài)相同;</p><p>　　腳2 為輸出端脈沖電流幅度調(diào)節(jié),RS 越小,輸出電流越大;</p><p>　　腳3 為脈沖電壓輸

26、出端; </p><p><b>　　腳4 為地;</b></p><p>　　腳5 內(nèi)接比較器，外接電阻器，改變?cè)撾娮柚悼烧{(diào)節(jié)輸出的控制電壓大小 ;腳6 輸入負(fù)極性行頻脈沖信號(hào);</p><p>　　腳7 為比較器基準(zhǔn)電壓,用于設(shè)置輸入脈沖的有效觸發(fā)電平高低;</p><p>　　腳8 為電源Vcc , 正

27、常工作電壓范圍為4～40V。</p><p>　　3.2.2 電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　PLC控溫系統(tǒng)中要求溫度為0℃～100℃對(duì)應(yīng)于電壓0～1V，規(guī)定輸出頻率為0～10KHZ。根據(jù)輸入電壓與輸出頻率之間的關(guān)系：f0=[Vin*(R2+R3)]/(2.09*R1*R5*C4)可知電阻R1，R2，R3，R5和電容C4直接影響電壓和頻率的轉(zhuǎn)換結(jié)果。改變可變電位器R3的阻值大小可以

28、改變輸出頻率的大小，兩者為線性關(guān)系。電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路如圖3.3所示。</p><p>　　圖3.3 電壓/頻率轉(zhuǎn)換電路</p><p><b>　　3.3 顯示電路</b></p><p>　　PLC控溫系統(tǒng)中，顯示電路主要應(yīng)用元件為譯碼器CD4511（兩個(gè)），LED 數(shù)碼管（兩個(gè)）。CD4511將由PLC輸出的BCD碼形式的實(shí)際溫度值轉(zhuǎn)換成

29、七段碼，送到LED七段數(shù)碼管顯示出來，一個(gè)譯碼器對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)碼管。顯示兩位數(shù)值，個(gè)位和十位。顯示電路圖如圖3.4所示。</p><p>　　圖3.4 顯示電路圖</p><p>　　3.3.1 CD4511譯碼器</p><p>　　CD4511為雙列16腳封裝，BCD 碼—七段鎖存譯碼驅(qū)動(dòng)器，引腳圖如圖3.5所示。電源電壓+3V--+18V.它將輸入BCD標(biāo)準(zhǔn)代碼變

30、換成驅(qū)動(dòng)七段數(shù)碼管所需的信號(hào)。又稱四線—七段譯碼器。在此設(shè)計(jì)中應(yīng)用的譯碼器是一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)共陰極 LED 數(shù)碼管顯示器的 BCD 碼—七段碼譯具有BCD轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動(dòng)功能.能提供較大的上拉電流。其引腳功能介紹如下： BI：4腳是消隱輸入控制端，當(dāng)BI=0 時(shí)，不管其它輸入端狀態(tài)如何，七段數(shù)碼管均處于熄滅（消隱）狀態(tài)，不顯示數(shù)字。本設(shè)計(jì)采用高電平。</p><p>　　LT：3腳是測(cè)試

31、輸入端，當(dāng)BI=1，LT=0 時(shí)，譯碼輸出全為1，不管輸入 DCBA 的信號(hào)狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示“8”。它主要用來檢測(cè)數(shù)碼管是否損壞。本設(shè)計(jì)采用低電平。 LE：5腳是鎖定控制端，當(dāng)LE=0時(shí)，允許譯碼輸出。 LE=1時(shí)譯碼器是鎖定保持狀態(tài)，譯碼器輸出被保持在LE=0時(shí)的數(shù)值。本設(shè)計(jì)采用高電平。 A B C D為8421BCD碼輸入端。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中A B C D下接四個(gè)下

32、拉電阻,保證低電平有效。 a、b、c、d、e、f、g：為譯碼輸出端，輸出為高電平1有效。</p><p>　　圖3.5 CD4511引腳圖</p><p>　　3.3.2 LED數(shù)碼管</p><p>　　半導(dǎo)體數(shù)碼管（或稱LED數(shù)碼管）是常用的顯示器件，其基本單元是發(fā)光PN結(jié)，目前較多采用磷砷化鎵做成的PN結(jié)，封裝成為發(fā)光二極管。發(fā)光二極管具有單向?qū)щ娦? 當(dāng)

33、外加正向電壓時(shí)，就能發(fā)出清晰的光線。正向?qū)▔航狄话阍?V左右(最大不能超過3.6V)，點(diǎn)亮電流為2毫安左右但通過的電流最大不能超過50毫安,故實(shí)際電路應(yīng)串接適當(dāng)?shù)南蘖麟娮?。本設(shè)計(jì)中數(shù)碼管上端接的8個(gè)300歐姆的電阻即為限流電阻,調(diào)節(jié)發(fā)光二極管的電流.（電源電壓為5V）。半導(dǎo)體數(shù)碼管引腳圖如圖3.6所示。 </p

34、><p>　　圖3.6 半導(dǎo)體數(shù)碼管引腳圖</p><p>　　其是由多個(gè)PN結(jié)可以分段封裝成半導(dǎo)體數(shù)碼管，每段為一發(fā)光二極管，其字形結(jié)構(gòu)如圖3.7所示。選擇不同字段發(fā)光，可顯示出不同的字形。例如，當(dāng)a、b、c、d、e、f、g字段亮?xí)r，顯示出8；a、f、g、c、d段亮?xí)r，顯示出5．半導(dǎo)體數(shù)碼管中七個(gè)發(fā)光二極管有共陰極和共陽(yáng)極兩種接法。前者，某一字段接高電平時(shí)發(fā)光；后者，接低電平時(shí)發(fā)光。<

35、/p><p>　　圖3.7 數(shù)碼管的兩種接法</p><p>　　本設(shè)計(jì)中選用共陰極數(shù)碼管。</p><p><b>　　3.4 電源電路</b></p><p>　　3.4.1 電源電路</p><p>　　因?yàn)樵赑LC控溫設(shè)計(jì)電路中LM35工作電壓范圍為4—30V,LM331工作電壓的范圍是4—4

36、0V，CD4511輸出電壓是+3V—+18V，所以此次電路選用的電壓為+5V直流電。220V變壓為9V的交流電經(jīng)過整流、濾波,再經(jīng)三態(tài)穩(wěn)壓管7805穩(wěn)壓后輸出+5V的電壓。電源流程圖如圖3.8所示。</p><p>　　圖3.8 電源流程圖</p><p>　　3.4.2 橋式整流電路</p><p>　　為了克服全波整流電路的缺點(diǎn)，電路中采用橋式整流電路。電路中采

37、用四個(gè)二極管，接成橋式，故稱橋式整流電路。橋式整流電路如圖3.9所示。工作原理為整流過程中，四個(gè)二極管兩兩輪流導(dǎo)通，因此正、負(fù)半周內(nèi)都有電流流過RL,從而使輸出電壓的直流成分提高。在U2的正半周，VD1、VD3導(dǎo)通，VD2、VD4截止；在U2的負(fù)半周VD2、VD4導(dǎo)通，VD1、VD3截止。但是無論在正半周或負(fù)半周，都有電流通過RL。</p><p>　　圖3.9 橋式整流電路</p><p&

38、gt;　　橋式整流電路波形如圖3.10所示。</p><p>　　圖3.10 橋式整流電路波形圖</p><p>　　橋式整流電容濾波的原理與半波時(shí)相同,其原理圖如圖3.11所示極性電容C5并聯(lián)在電路兩端對(duì)交流電進(jìn)行濾波。</p><p>　　圖3.11 橋式整流電容濾波</p><p>　　3.4.3 穩(wěn)壓電路</p>&l

39、t;p>　　集成三端穩(wěn)壓電路運(yùn)用其器件內(nèi)部電路來實(shí)現(xiàn)過壓保護(hù)、過流保護(hù)、過熱保護(hù)，能夠?qū)崿F(xiàn)1A以上的輸出電流，器件具有良好的溫度系數(shù) 。</p><p>　　穩(wěn)壓電路中用到的主要元件是三端穩(wěn)壓器7805，分別是輸入端、接地端和輸出端。它是TO- 220 的標(biāo)準(zhǔn)封裝，如圖3.12所示 。 </p><p>　　圖中的引腳號(hào)：①腳為輸入信號(hào)，②腳接地，③腳為輸出信號(hào)。</p

40、><p>　　在控溫設(shè)計(jì)電路采用三端穩(wěn)壓器7805的穩(wěn)壓電路。整體電源電路如圖3-13所示。 </p><p>　　圖圖3.12 7805引腳圖</p><p><b>　　圖3-13電源電路</b></p><p>　　3.5 PLC控制器</p><p>　　PLC是一種通用的智

41、能化工業(yè)控制設(shè)備，其檔次和功能面向各種各樣的應(yīng)用，眾多的生產(chǎn)廠家提供各種系列且功能各異的產(chǎn)品。目前常見的國(guó)內(nèi)外的PLC產(chǎn)品的型號(hào)有幾百種。 </p><p>　　PLC作為新一代的工業(yè)控制器具有通用型好、實(shí)用性強(qiáng)、硬件配套齊全、編程簡(jiǎn)單易學(xué)等優(yōu)點(diǎn)。其基本組成中央處理單元、存儲(chǔ)器、輸入輸出模塊、編程器。此次PLC設(shè)計(jì)采用FX2N-32MR，F(xiàn)X是三菱公司的產(chǎn)品，2N是系列序號(hào)，32是輸入輸出點(diǎn)，輸入16點(diǎn)，輸出16

42、點(diǎn)，M是基本單元類型，R是繼電器輸出，可以輸出交、直流。PLC的供電電源為50HZ、220V的交流電，F(xiàn)X系列PLC有直流24V輸出接線端，該接線端可為輸入傳感器提供直流24V電源。</p><p>　　PLC開關(guān)量輸出接口按PLC機(jī)內(nèi)使用的器件可以分為繼電器型（R）、晶體管型(T)和晶閘管型(S)。輸出接口本身都不帶電源，在考慮外驅(qū)動(dòng)電源時(shí)，需要考慮輸出器件的類型，繼電器型的輸出接口可用于交流和直流兩種電源，晶

43、體管型的輸出接口只適用于直流驅(qū)動(dòng)的場(chǎng)合，而晶閘管型的輸出接口只適用于交流驅(qū)動(dòng)的場(chǎng)合。</p><p>　　本設(shè)計(jì)PLC接線端子如圖3.14所示,其各端子的具體連接如表3.1所示，具體連接參考圖3.16。</p><p>　　圖3.14 PLC接線端子圖</p><p>　　表3.1 PLC的硬件連接</p><p><b>　　

44、3.6 繼電器</b></p><p>　　在控制電路中，其輸出端Y17控制繼電器，當(dāng)加熱的溫度小于設(shè)定溫度時(shí)，繼電器吸合，大于設(shè)定溫度，繼電器斷開。</p><p>　　繼電器是一種根據(jù)電氣量（電壓、電流等）或非電氣量（溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、時(shí)間等）的變化接通或斷開控制電路的自動(dòng)切換電器。繼電器的種類繁多、應(yīng)用廣泛，常用的繼電器有電磁式繼電器、時(shí)間繼電器、熱繼電器等。</p

45、><p>　　電磁式繼電器感受機(jī)構(gòu)是電磁系統(tǒng)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是觸點(diǎn)系統(tǒng)，主要用于控制電路中，觸點(diǎn)容量?。ㄒ话阈∮?0A以下），觸點(diǎn)數(shù)量多且無主、輔之分，無滅弧裝置，體積小，動(dòng)作迅速，準(zhǔn)確，控制靈敏，可靠性高。</p><p>　　本控溫設(shè)計(jì)采用的是電磁式繼電器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、使用維護(hù)方便，廣泛地應(yīng)用于控制系統(tǒng)中。常用的電磁式繼電器有電壓繼電器、電流繼電器、中間繼電器等。電磁式繼電器的電氣符號(hào)

46、如圖3.15所示。</p><p>　　PLC控溫系統(tǒng)的加熱控制電路中，采用繼電器作為控制加熱的開關(guān)裝置.當(dāng)實(shí)際溫度小于設(shè)定溫度時(shí)，繼電器吸合，加熱裝置開始加熱；當(dāng)實(shí)際溫度大于設(shè)定溫度時(shí)，繼電器斷開，停止加熱。</p><p>　　圖3.15 繼電器電氣符號(hào)</p><p>　　3.7 總體設(shè)計(jì)原理圖 </p>&

47、lt;p>　　圖 3.16 總體設(shè)計(jì)原理圖</p><p>　　4 PLC控溫軟件設(shè)計(jì)部分</p><p>　　4.1 PLC控溫設(shè)計(jì)流程圖</p><p>　　圖4.1 控溫設(shè)計(jì)流程圖</p><p>　　4.2 PLC控溫設(shè)計(jì)梯形圖 </p><p>　　本控溫設(shè)計(jì)梯形圖，如圖4.2所示。</p>

48、<p>　　圖4.2 控溫設(shè)計(jì)梯形圖</p><p>　　具體指令說明如下所示：</p><p>　　M8000 特殊輔助繼電器 運(yùn)行監(jiān)視。當(dāng)PLC執(zhí)行用戶程序時(shí)為ON，停止執(zhí)行時(shí)為OFF。</p><p>　　[BIN K2X010 D10] 二進(jìn)制輸入指令（設(shè)置溫度指令）。在PLC的輸入口（X10----X17）,將BCD碼轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)送到D1

49、0（設(shè)定溫度值）。</p><p>　　[SPD X0 K1000 D0] 速度檢測(cè)指令。X0是輸入點(diǎn)，計(jì)脈沖個(gè)數(shù)，間隔時(shí)間為1000MS。把1000MS內(nèi)計(jì)到的脈沖個(gè)數(shù)放到D0。</p><p>　　[DIV D0 K100 D40] 除法指令。D0中的脈沖個(gè)數(shù)除以100，得到實(shí)際溫度送入D40。</p><p>　　[CMP D10 D40 M0] 比較指令

50、。把拔碼開關(guān)設(shè)定的溫度與實(shí)際溫度比較。若D10>D40則輔助繼電器M0=1，若D10=D40則M1=1，若D10<D40，則M2=1。</p><p>　　Y17 加熱控制信號(hào)輸出。當(dāng)M0=1，X2閉合時(shí)，加熱裝置工作。</p><p>　　M8013 特殊輔助繼電器，產(chǎn)生1秒的時(shí)鐘脈沖。</p><p>　　[BCD D40 K2Y000] BCD

51、碼變換指令。當(dāng)秒脈沖到時(shí)，將D40中的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成BCD碼送到輸出口Y7----Y0中。</p><p><b>　　END 結(jié)束。</b></p><p>　　5 PLC控溫電路調(diào)試</p><p>　　主要調(diào)試工具：數(shù)字式萬用表、雙路直流穩(wěn)壓電源、頻率計(jì)數(shù)器。</p><p>　　5.1 電源電路調(diào)試</p&

52、gt;<p>　　1.具體接線如圖3.16, 當(dāng)斷開負(fù)載接入220V電源電壓時(shí).測(cè)量變壓器的輸出電壓.測(cè)得交流電壓為9V,證明變壓器是好的。</p><p>　　2.再測(cè)經(jīng)橋式電路整流后的電壓即測(cè)極性電容C5一端電壓,測(cè)得為10.8V,說明整流電橋正常工作。</p><p>　　3.最后測(cè)經(jīng)過7805穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后的輸出電壓即C7一端電壓,測(cè)得數(shù)值為5.02V,證明7805是好

53、的。</p><p>　　綜上所述,硬件的電源部分工作正常。</p><p>　　5.2 LM331及外圍電路的調(diào)試</p><p>　　1.不接LM35和LM331的芯片,接220V電源,測(cè)LM331各腳電壓,測(cè)得數(shù)據(jù)如表5.1所示。</p><p>　　2.裝上LM331的芯片，但不接入輸入信號(hào)的電壓，接通電源，測(cè)LM331各腳電壓,測(cè)

54、得數(shù)據(jù)如表5.1所示。</p><p>　　3.在LM331的7腳R4的一端接入一個(gè)1V的穩(wěn)壓源，接通電源，測(cè)LM331各腳電壓,測(cè)得數(shù)據(jù)如表5.1所示。</p><p>　　表5.1 LM331各引腳電壓</p><p>　　根據(jù)輸入電壓與輸出頻率之間的關(guān)系f0=[Vin*(R2+ R3)]/(2.09*R1*R5*C4)可知電阻R1、R2、R3、R5和C4直接影

55、響轉(zhuǎn)換結(jié)果，在溫度0℃~100℃的對(duì)應(yīng)電壓為0V~1V的情況下規(guī)定輸出頻率在0~10KHz。</p><p>　　4.在上一步的基礎(chǔ)上，在穩(wěn)壓電源兩端用數(shù)字萬用表并接，調(diào)整使7腳輸入電壓為1V。在LM331的3腳R7的另一端測(cè)量輸出頻率。用頻率計(jì)測(cè)量頻率。此時(shí)觀察頻率，調(diào)節(jié)可變電阻R3使頻率達(dá)到10KHZ。</p><p>　　5.當(dāng)輸入信號(hào)電壓為1V時(shí)，輸出頻率為10KHZ時(shí)，把輸入電壓

56、從1V降低到0.9V、0.8V、0.7V一直到0.1V，并分別測(cè)量對(duì)應(yīng)的頻率值，再?gòu)?.1V反調(diào)</p><p>　　到1.0V，同樣測(cè)量頻率。數(shù)據(jù)如表5.2所示，表中可以看出LM331的線性很好。</p><p>　　表5.2 LM331電壓所對(duì)應(yīng)的頻率</p><p>　　5.3 顯示電路的調(diào)試</p><p>　　顯示電路的測(cè)試我們采用

57、高低電平調(diào)試方法。把Y3、Y7接5V高電平，其他腳接低電平(10001000)，兩個(gè)七段數(shù)碼管上顯示“88”字樣，再把所有的引腳都接低電平(00000000)，兩個(gè)七段數(shù)碼管上應(yīng)顯示“00”字樣，但個(gè)位和十位數(shù)碼管f段和g段有問題，該f段亮而g段不亮，但顯示出來是f段不亮而g段亮;再把Y1、Y5接5V高電平，其他腳接低電平(00100010)， 兩個(gè)七段數(shù)碼管上應(yīng)顯示“22”字樣，但f段和g段顯示還是相反。我們首先判斷那兩路連線可能出現(xiàn)

58、問題。斷電檢查，查出數(shù)碼管上的f段和g段接線接反了，重新?lián)Q過來后顯示電路工作正常。</p><p><b>　　5.4 上機(jī)調(diào)試</b></p><p>　　把可編程控制器（PLC）連接到電腦上，打開FX2n軟件寫入程序，進(jìn)行編譯調(diào)試。然后開始監(jiān)控后，先觀察PLC上輸入信號(hào)燈是否都亮，對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)燈是否正確。利用撥碼開關(guān)設(shè)定一個(gè)溫度(30攝氏度).當(dāng)LM35感應(yīng)到的

59、實(shí)際溫度值(15攝氏度左右)小于設(shè)定溫度值時(shí)，加熱裝置工作，開始加熱；當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定溫度值時(shí)，加熱裝置停止工作，停止加熱。隨著周圍氣溫降低,實(shí)際溫度又會(huì)小于設(shè)定溫度, 加熱裝置又工作,繼續(xù)加熱。</p><p><b>　　5.5 注意事項(xiàng)</b></p><p>　　1. 測(cè)量電壓時(shí)要分清交流直流電,數(shù)字萬用表的檔位要與其一致,測(cè)量范圍要在所選量程之內(nèi)。</p&g

60、t;<p>　　2. 元件極性要搞清楚(特別是極性電容),否則測(cè)量時(shí)容易引發(fā)爆炸。</p><p>　　3. 測(cè)量中若出現(xiàn)問題一定要先斷開電源再檢查，注意安全。</p><p><b>　　6 總結(jié)</b></p><p>　　時(shí)間過的真快，一個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)馬上就要結(jié)束了，這是我們大學(xué)之中最后一個(gè)也是最重要的一個(gè)設(shè)計(jì)、一個(gè)階段。

61、畢業(yè)設(shè)計(jì)是考驗(yàn)我們大學(xué)這三年來的所學(xué)，它要求我們將大學(xué)這三年來所學(xué)到的知識(shí)能夠融會(huì)貫通、熟練應(yīng)用，并要求我能夠理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)我的綜合運(yùn)用能力以及解決實(shí)際問題的能力。在這期間我不斷學(xué)習(xí)、不斷積累并且不斷的提高。在惲老師的悉心指導(dǎo)下，我們從最初的開題報(bào)告購(gòu)買元器件，接硬件，如何編程序，怎樣調(diào)試軟硬件等幾個(gè)階段。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，是對(duì)我這三年來所學(xué)的專業(yè)知識(shí)是否踏實(shí)的檢驗(yàn)，讓我對(duì)這三年中所學(xué)知識(shí)進(jìn)行了綜合，也讓我回顧復(fù)習(xí)了一些已經(jīng)快要淡忘的

62、專業(yè)知識(shí)，并且還學(xué)到了一些實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)。與此同時(shí)，我也充分認(rèn)識(shí)到自身的許多不足：基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)得不夠扎實(shí)，缺乏綜合運(yùn)用及理論聯(lián)系實(shí)際的能力等。</p><p>　　此時(shí)此刻，我想說一句話——感謝惲老師！僅短短的一段時(shí)間，讓我學(xué)到了我從課本上所不能學(xué)到的東西，讓我對(duì)我的大學(xué)生活感到無比的幸福和留念。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我真正明白一句話，一個(gè)人要不斷否定自己，不斷戰(zhàn)勝自己、不斷超越自己、不斷完善自己，這樣才能不斷進(jìn)步?？傊?/p>

63、通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西，收獲很大。不僅進(jìn)一步學(xué)習(xí)了PLC的一些重要知識(shí)，增強(qiáng)了自己動(dòng)手設(shè)計(jì)的能力，而且，還讓自己學(xué)到了平時(shí)所學(xué)不到的東西，那就是——只要自己有信心，肯努力就一定能夠克服困難，做好任何事情都有可能。因此我覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)開展的很有必要，也非常重要，對(duì)我來說更是必不可少，我從中受益非淺，我很高興能夠擁有這次PLC的畢業(yè)設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)！這次的PLC設(shè)計(jì),加深了我們對(duì)PLC軟硬件系統(tǒng)的理解與掌握,也使我深深體會(huì)到學(xué)習(xí)PLC的

64、重要性和艱難性.同時(shí)還加強(qiáng)了我的動(dòng)手能力.能把我們所學(xué)到的書本知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去,現(xiàn)在看到硬件不再是無頭緒了,對(duì)程序的編寫也有了了解,同時(shí)學(xué)習(xí)PLC對(duì)我真的很有用,現(xiàn)在PLC與我們的生活緊密相關(guān). 不過在經(jīng)過了前面的一些努力之后，我有信心也有能力去把它完成的更加完美。</p><p>　　我們希望老師對(duì)我門的課程設(shè)計(jì)能夠滿意！這次通過老師對(duì)我設(shè)計(jì)項(xiàng)目的剖析,每個(gè)元?dú)饧淖饔玫慕忉?讓我真正理解了然后動(dòng)手實(shí)踐，按照

65、設(shè)計(jì)要求,我也對(duì)自己的程序不斷改進(jìn),調(diào)試,終于功夫不負(fù)有心人,在老師你對(duì)我的盡心盡力幫助下 ,我終于完成了最后的畢業(yè)設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　7 致謝</b></p><p>　　經(jīng)過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西，不僅了解了更多的專業(yè)知識(shí)，而且也懂得了許多為人處世的道理,從某某老師身上,我看到了嚴(yán)謹(jǐn),認(rèn)真,謙虛。她對(duì)我們很隨和，只要我們有什么不懂的地方，

66、去請(qǐng)教她，她就會(huì)耐心地給我們講解，雖然老師要求也很嚴(yán)格，這對(duì)我們有百益而無一害，這樣我們答辯的時(shí)候懂得就多一點(diǎn)，主要的是我們可以學(xué)到很多東西，比如開始時(shí)我不知道繼電器的管腳是怎樣連接的，通過這次的設(shè)計(jì)，我們自己查資料，就可以弄明白了。</p><p>　　這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)就是考察我們所學(xué)的專業(yè)知識(shí)和自己的動(dòng)手能力，通過設(shè)計(jì)我們發(fā)現(xiàn)了自己在學(xué)習(xí)中的不足，讓我們深刻認(rèn)識(shí)到理論知識(shí)的學(xué)習(xí)必須扎實(shí)，得結(jié)合實(shí)踐去論證。掌握更

67、多的專業(yè)知識(shí)，加強(qiáng)自己的動(dòng)手能力 ，都是我們必須做到的。</p><p>　　在設(shè)計(jì)過程中，通過針對(duì)性地查找資料，了解了一些PLC方面的資料，既增長(zhǎng)了自己見識(shí)，補(bǔ)充最新的專業(yè)知識(shí)，又提高了自己的應(yīng)用能力。</p><p>　　通過PLC控溫設(shè)計(jì)，讓我體會(huì)到PLC使用的廣泛性以及其重要性，PLC技術(shù)的出現(xiàn)給現(xiàn)代控制領(lǐng)域帶來了一項(xiàng)新的改變。目前，PLC在控制系統(tǒng)諸多領(lǐng)域中得到了極為廣泛的應(yīng)用，

68、特別是其中FX2N系列的PLC的出現(xiàn)，具有很好的穩(wěn)定性，更快和更準(zhǔn)確的運(yùn)算精度，推動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)，影響著人們的工作和學(xué)習(xí)。所以我們要不斷學(xué)習(xí)加強(qiáng)這方面的知識(shí)以及相關(guān)的知識(shí)，比如PLC程序設(shè)計(jì)、PLC的硬件設(shè)計(jì)、PLC的通信等等。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)校安排我們每個(gè)組有六個(gè)人，那就是要我們一起努力，共同完成這個(gè)設(shè)計(jì)。這就告訴我們要有團(tuán)結(jié)合作的精神，走上社會(huì)以后會(huì)遇到很多與別人合作的機(jī)會(huì)，這就要求我們有以積極

69、的心態(tài)去面對(duì)，配合我們的合作伙伴，一起努力，才能更好地實(shí)現(xiàn)我們的目標(biāo)！</p><p>　　最后，在該設(shè)計(jì)過程中給予極大鼓勵(lì)和幫助的老師、同學(xué)，在此表示衷心的感謝。</p><p><b>　　8 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 楊青杰主編.三菱FX系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.4 P374&l

70、t;/p><p>　　[2] 高勤主編.可編程控制器原理及應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2006.8 P207</p><p>　　[3] 沈任元 吳勇主編.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.6 P235</p><p>　　[4] 楊志忠主編.數(shù)字電子技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2003.12 P367 </p><