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积分
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基于
plc
水箱
恒温
控制系统
设计
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基于PLC的热水箱恒温控制系统设计,基于,plc,水箱,恒温,控制系统,设计
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题目 一 、 课题背景 : 1、 随着现在工业的逐步发展，在工业生产中，温度、压力、流量和液位是四种最常见的过程变量。温度是一个非常重要的过程变量。例如：在冶金工业、化工工业、电力工业、机械加工和食品加工等许多领域，都需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉的温度控制。这方面的应用大多是基于单片机进行 而单片机控制的 别是涉及到逻辑控制方面更不是其长处，然而 随着 此在逻辑控制与 过采用 单、灵活性大的优点，而且可以大幅度提高被测温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此， 也正是本课题所重点研究的内容。 2、恒温箱 ： 随着社会发展的需求，国内外对于恒温箱的研究越来越深入，恒温箱 的用途也越来越广泛，在日常生活当中，人们对恒温箱的需求也逐渐增大，工业生产和实验室中电热恒温箱的应用随处可以见到。在生活中我们保存食物用到恒温箱，自制一些小食品等也可以用到恒温箱 ;工业生产中一些生产原料的保存用到恒温箱，在实验室里，特别是生物的培育实验，恒温箱的应用更是普遍。用于工业生产的各种作用的恒温箱产品越来越多，但有却不能满足工业生产需求，但是要用到恒温箱的地方，要是用工业生产所用的恒温箱的话，对这些需求的用户来说成本相当高，因而这种低成本而又能达成需求者要求的恒温箱就有了意义。 二、 恒温箱的控制 过程： 本系统的控制过程是 这样的： 当设定水温后，启动水泵向恒温水箱中注水，当水上升到液位检测点 2是启动搅拌电动机，测量水温并与设定值比较，若温度差小于设定值，则开始加热。当水温高于设定值是，进冷水，当储备水箱水温高于设定值时，采取进水与风机冷却同时进行的方法实现降温控制。 系统还要求具有报警功能，如当启动泵时无流量，或加热时无温度变化则发出报警信号。 三、控制方案的分析： 由系统的工艺过程及控制过程要求知，本系统的工作实质是根据恒温 水箱及储备水箱中水的 温度，决定系统的工作状态：或加热搅拌，或经两个途径（冷却及不冷却）为恒温箱供入冷水。由于温度传感器为模拟量传感器，系统中三处温度对应的模拟量均需要变换为数字量供 提高加热的快速性及系统的稳定性，加热采用可调压的可控电源，且电源的功率采用 调压电源为电压量控制方式。这样系统为输入及输出均需模拟量的控制系统。需为 、 D/系统还有流量显示要求，拟选用叶轮式流量计，采用 从总体控制功能来说 ，系统为温度值控制下的加热或冷却系统，输入量为温度值、液位值、流量值，输出为搅拌电动机，冷却风扇电动机及电磁阀的动作及自动调节的加热功率。为了方便温度、流量、功率的显示并减少投资，拟采用同一组数码管分时完成。数码管的驱动及译码片信号选用可编程器的输出口，因而 四、恒温控制流程图： 低 高 是 否 是 否 否 是 判断与 温度设定工作方式选择 进水 液位到否？ 启动搅拌电动机 测试水箱温度并与设定值比较 温度低于设定值吗？ 加热功率 D/A 水温与设定值比较？ 初始化 启动阀放水启动泵上水进行水温调节 测室温送 五、 设计任务完成的阶段内容及时间安排 第一周 收集、查找资料 第二周 复习相关课程，阅读相关资料，确定设计方案 第三周 写开题报告 第四周、五周 选择合适硬件，画出硬件的连接草图。 第六周、七周 设计系统软件 第八周 计算系统的控制算法 第九周、第十周 系统的调式 第十一周 完成设计论文 第十二周、十三周 检查设计系统和论文 第十四周、十五周 准备答辩 六、 参考文献 电气控制与 王淑英 编 张万忠 编 基于 苏中 编 张伟林 编 电子系统设计与实践 周群 编 1 摘 要 传统的加热炉电气控制系统普遍采用继电器控制技术 ,由于采用固定接线的硬件实现逻辑控制 ,使控制系统的体积增大 ,耗电多 ,效率不高且易出故障 ,不能保证正常的工业生产。 随着计算机控制技术的发展 ,传统继电器控制技术必然被基于计算机技术而产生的 制技术所取代。 而 身优异的性能使基于种温度控制系统对改造传统的继电器控制系统有相当的意义。 在以 热炉为基础的温度自动控制系统中， 加热炉温度设定值与温度传感器的测量值之间 的偏差经 算后得到的信号控制输出电压的大小，从而调节加热器加热，实现温度自动控制的目的。文章介绍了基于 关键词： 温度控制 节器 温度传感器 目录 1 温度控制对象 1 能特点与技术参数 1 制手段 1 2 方案设计 1 场总线概述 1 7 4 3 7 6 7 7 度控制算法 9 4 制程序的设计 14 制程序的组成 14 度采集程序设计 14 字滤波程序设计 15 17 5 态 18 量组态 18 面组态 18 量连接 19 6 程序调试 21 21 21 7 数的整定 22 定方法 22 定结果及分析 23 8 技术小结 24 参考文献 25 附录 26 现场总线测控系统设计 1 1 温度控制对象 温度控制对象，在工业控制过程中，是相当重要的控制对象，因为温度直接的影响到了燃烧、化学反应、发酵、烘烤、蒸馏、浓 度，结晶以及空气流动等物理的和化学的变化过程。温度控制的不好很有可能引起严重的安全事故，产品质量和产量等一系列的问题。 温度控制是许多设备的重要的构成部分，它的功能是将温度控制在所需要的温度范围内，以利于进行工件的加工与处理。不论是在生活中还是在工业生产过程中，温度的变化对生活、生产的某些细节环节都会造成不同程度的影响，所以适时地对温度进行控制具有重要的意义。 能特点与技术参数 实践证明温度对象的特点是 :时间常数大，滞后现象严重，反应在控制系统上，就是被控温度的变化滞后于调节器的输出。我们知道热量的 传递是需要一定时间的，温度上升的快慢与其热容量的大小有关，通常温度的上升与下降和时间的关系是一个指数曲线关系。而产生滞后则与热量的传递过程有关，再者测温元件也有一定的惯性，这些都会产生滞后现象。 本次设计选用的是 2 型温度控制器，该温度控制器同样的具有滞后大和惯性大的特点。该加热器用的是 0 制手段 通过以上的分析，系统的总的滞后时间比较大，升温的滞后时间相对降温来说是比较小的。因此，在 使系统的品质变好，除了加入适当的积分以消除静态误差外，还应该加强比例 作用使调节更加灵敏，减小调节时间，同时还应该加入适当的微分作用，使系统的超调量减小。 现场总线测控系统设计 1 2 方案设计 主要是通过实验的需要选择硬件。然后将选择的硬件组成控制系统，根据任务的要求选择西门子的 加热炉等硬件，硬件选择完成后，跟据所选择的硬件选择合适的软件进行程序设计，只有拥有完整的硬件和软件的系统才能所需要的功能。下面就仔细的介绍在设计中运用到的硬件和软件。 场总线概述 目前世界上存在着大约四十余种现场总线，如法国的 国的 国西门子公司 威的 司的 丹麦 司的 司的 及 、 际标准组织 F： 国的 等。这些现场总线大都用于过程自动化、医药领域、加工制造、交通运输、国防、航天、农业和楼宇等领域，大概不到十种的总线占有 80左右的市场。 下面仔细的介绍九种比较常用的现场总线。 金会现场总线 这是以美国 门子、英维斯等 80家公司制定的 50余家公司制定的 议于 1994 年 9 月合并的。该总线在过程自动化 领域得到了广泛的应用，具有良好的发展前景。 基金会现场总线采用国际标准化组织 开放化系统互联 简化模型（ 1， 2， 7层），即物理层、数据链路层、应用层，另外增加了用户层。 2两种通信速率，前者传输速率为 ，通信距离可达 1900m，可支持总线供电和本质安全防爆环境。后者传输速率为 1和 ，通信距离为 750m 和 500m，支持双绞线、光缆和无线发射，协议符号 线 它由美国 司推出，并由 司共同倡导。它采用 型的全部 7 层通讯协议，采用面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置。支持双绞线、同轴电缆、光缆和红外线等多种通信介质，通讯速率从 300s 至 s 不等，直接通信距离可达 2700m（ 78s），被誉为通用控制网络。 术采用的 议被封装到经元）的芯片中，并得以实现。采用 的产品，被广泛应用在楼宇自动化、家庭自动化、保安系统、办公设备、交通运输、工业过程控制等行业。 现场总线测控系统设计 2 线 欧洲标准（ 现场总线标准。由 列组成。 于分散外设间高速数据传输，适用于加工自动化领域。 宇自动化、可编程控制器、低压开关等。 从 2标准。 从系统 、纯主站系统、多主多从混合系统等几种传输方式。 s 至 12s，最大传输距离在 s 下为 1200m，在1200m，可采用中继器延长至 10输介质为双绞线或者光缆，最多可挂接 127个站点。 线 最早由德国 司推出，它广泛用于离散控制领域，其总线规范已被 到了 理层和数据链路层。 信号传输采用短帧结构，传输时间短，具有自动关闭功能，具有较强的抗干扰能力。 采用了非破坏性总线仲裁技术，通过设置优先级来避免冲突，通讯距离最远可达10s，通讯速率最高可达 40M /1s，网络节点数实际可达 110个。目前已有多家公司开发了符合 线 缩写，最早由 特点是在现有模拟信号传输线上实 现数字信号通信，属于模拟系统向数字系统转变的过渡产品。其通信模型采用物理层、数据链路层和应用层三层，支持点对点主从应答方式和多点广播方式。由于它采用模拟数字信号混和，难以开发通用的通信接口芯片。 利用总线供电，可满足本质安全防爆的要求，并可用于由手持编程器与管理系统主机作为主设备的双主设备系统。 线 制与通信链路系统）的缩写，在 1996 年 11 月，由三菱电机为主导的多家公司推出，其增长势头迅猛， 在亚洲占有较大份额。在其系统中，可以将控制和信息数据同是以 10s 高速传送至现场网络，具有性能卓越、使用简单、应用广泛、节省成本等优点。其不仅解决了工业现场配线复杂的问题，同时具有优异的抗噪性能和兼容性。 时也可覆盖较高层次的控制层和较低层次的传感层。 2005年 7月 线 北美部分与 并为 后， 欧洲部分仍保持独立， 总部设在法国。其在欧洲市场占有重要地位，特别是在法国占有率大约为 60%。现场总线测控系统设计 3 特点是具有单一的总线结构来适用不同的应用领域的需求，而且没有任何网关或网桥，用软件的办法来解决高速和低速的衔接。 以实现“透明联接”，并对 行了技术拓展，如速率等。在与 在世界前列。 线 2000 年 2月成为国际标准 1， 2， 7 层），即物理层、数据链路层、应用层，具有强大的可靠性、可诊断性和易维护性。其采用集总帧型的数据环通信，具有低速度、高效率的特点，并严格保证了数据传输的同步性和周期性；该总线的实时性、抗干扰性和可维护性也非常出色。 泛地应用到汽车、烟草、仓储、造纸、包装、食品等工业，成为国际现场总线的领先者。 线 ，有着开放的网络标准。 有的直接互联性不仅改善了设备间的通信而且提供了相当重要的设备级阵地功能。 于 术，传输率为 125s 至500s,每个网络的最大节点为 64 个，其通信模式为：生产者 /客户（ 采用多信道广播信息发送方式。位于 络上的设备可以自由连接或断开，不影响网上的其他设备，而且其设备的安装布线成本也较低。 线的组织结构是 放式设备网络供应商协会，简称“ 。 1 线 本次设计使用的是西门子的 点对点接口） 是一种专为 77而，其它 7控制器（例如 操作员面板均可与 7 一种主站 过该协议主站设备可向从站设备发送请求。从站设备并不启动消息，而是一直等到主站设备发送请求或轮询响应 。通讯将通过常用的 站设备包括：带有 摸面板、文本显示或操作员面板），从站设备包括： 展机架（例如 可以通过编程将 为 准（ 并支持以下总线拓扑：总线型星型使用 以建立最多包括 32 个主站的多主站网络：可以与任何从站进行通讯的主站数量不受限制。可以为主站分配从站。可以使用 继器扩展 可以将调制解调器连接至 络。可以为 主现场总线测控系统设计 4 站 络、多主站 络、复杂 络、带有 络。 7度控制系统的硬件组成 温度控制系统的主要硬件组成：带有 件的计算机、 据线、 加热炉。下面是本次系统的硬件组成图， 成了加热炉驱动模块和加热炉变送 器。这样使硬件系统的组成更简单、更容易。该系统是通过简单的闭环控制系统实现的。由 制的加热炉温度控制系统构成如图 统工作过程：一是给定值（ 0100 ）通过键盘输入 机，再由 机传递给数字量输出模块，控制固态继电器的开关状态，从而控制电阻炉的加热情况；二是通过温度检测装置热电偶检测到的变换为电流信号的炉温值通过模拟量输入模块读入 机，由 机内部数字量输出模块进行下一度的控制。其中 7选型 列 司新推出的一种小型 以紧凑的结构、良好的扩展性、强大的指令功能、低廉的价格，已经成为当代各种小型控制工程的理想控制器。 7以十分方便地组成不同规模的控制器。其控制规模可以从几点上到几百点。以方便地组成 络和微机 络，从而完成规模更大的工程。 机 计算机 节 执行机构 温度检测装置 图 电阻炉温度控制系统图 实际温度 电阻炉 上位机 7加热炉 图 统硬件图 现场总线测控系统设计 5 编程、调试、监控，使得 编程更加方便、快捷。可以说， 以完美地满足各种小规模控制系统的要求。 四种 性能差异很大。这些性能直接影响到 目前 列 种。档次最低的是 数字量输入点数有 6 点，数字量输出点数有 4 点，是控制规模最小的 次最高的应属 成了 24 点输 入 16 点输出，共有 40 个数字量 I/O。可连接七个扩展模块，最大扩展至 248 点数字量 I/O 点或35路模拟量 I/O。本次设计选用的是 开关量 I/,就要进行 I/I/。 通常开关量I/ 种类型 :输入模块 ,输出模块以及输入 /输出模块 。 为了保证 在输入模块中都采用提高可靠性的技术措施 。 如光电隔离 ,输入保护 (浪涌吸收器 ,旁路二极管 ,限流电阻 ),高频滤波 ,输入数据缓冲器 等 。 由于 制的对象有多种 ,因此输出模块也应根据负载进行选择 ,有直流输出块 ,交流输出模块和交直流输出模块 。 按照输出开关器件种类不同又分为 3种 ： 继电器输出型 ,晶体管输出型和双向晶闸管输出型 。 这三种输出方式中 ,从输出响应速度来看 ， 晶体管输出型最快 ， 继电器输出型最差 ， 晶闸管输出型居中 ； 若从与外部电路安全隔离角度看 ,继电器输出型最好 。 在实际使用时 ， 亦应仔细查看开关量 I/O 模块的技术特性 ， 按照实际情况进行选择 。在 极性模拟量的输入 /输出信号的数值范围是 0极性模拟信号的数值范围 是 320002。 热炉的选型 本次实验选用的加热炉为 。这种加热炉集成有驱动模块和温度变送器使用简单，只需将输入端和输出端分别接到 输出模块和输入模块就可以了。免去了硬件设计的麻烦。 具有惯性大，滞后大的特点，在实际控制过程的过程中会比较麻烦，而且该加热炉是靠周边环境自然降温，所以降温过程比较长。不过通过改良 节的参数，能勉强控制好加热炉的温度，使得稳态误差和动态误差都能达到任务的要求。 现场总线测控系统设计 6 3 7度控制系统的软件配置 本次设计使用的软件 及 PC 过写 过 间通过 时的监控加热炉的工作状态。 介绍 西门子公司专为 7列可编程序控制器研制开发的编程软件，它是基于 应用软件，功能强大， 既可用于开发用户程序，又可实时监控用户程序的执行状态。 程软件的基本功能是协助用户完成应用软件的开发，其主要实现以下功能 ： 1）在脱机（离线）方式下创建用户程序，修改和编辑原有的用户程序。在脱机方式时，计算机与 开连接，此时能完成大部分的基本功能，如编程、编译、调试和系统组态等，但所有的程序和参数都只能存放在计算机的磁盘上。 2）在联机（在线）方式下可以对与计算机建立通信关系的 接进行各种操作，如上载、下载用户程序和组态数据等。 3）在编辑程序的过程中 进行语法检查，可以避免一些语法错误和数据类型方面的错误。经语法检查后，梯形图中错误处的下方自动加红色波浪线，语句表的错误行前自动画上红色叉，且在错误处加上红色波浪线。 4）对用户程序进行文档管理，加密处理等。 5）设置 工作方式、参数和运行监控等。 介绍 西门子公司的 窗控制中心 )的简称。 它集成了 态、脚本 (言和 用户提供了 P)环境 下使用各种通用软件的功能。 承了西门子公司的全集成自动化 (品的技术先进和无缝集成的特点。 行于个人计算机环境，可以与多种自动化设备及控制软件集成，具有丰富的设置项目、可视窗口和菜单选项，使用方式灵活，功能齐全。用户在其友好的界面下进行组态、编程和数据管理，可形成所需的操作画面、监视画面、控制画面、报警画面、实时趋势曲线、历史趋势曲线和打印报表等。它为操作者提供了图文并茂、形象直观的操作环境，不仅缩短了软件设计周期，而且提高了工作效率。 可 以方便地与各种软件和用户程序组合在一起，建立友好的人机界面，满足实际需要。用户也可将 为系统扩展的基础，通过开放式接口，开发其自身需要的应用系统。 C 介绍 西门子最新推出的 件是专用于 现场总线测控系统设计 7 务器）软件，它向 户端提供数据信息，可以与任何标准的 户端）通讯。 件自带 户可以方便的检测其项目的通讯及配置的正确性。 供了工业环境 中信息交换的统一标准软件接口，数据用户不用再为不同厂家的数据源开发驱动或服务程序。 于进程控制的 一种开放式系统接口标准，可允许在自动化 /用、现场设备和基于 应用程序（例如 间进行简单的标准化数据交换。 定义工业环境中各种不同应用程序的信息交换，它工作于应用程序的下方。您可以在 用和处理可编程控制器的数据和事件。 以用于连接西门子，或者第三方的支持 软件。 7过 缆（ 接 7过 缆）连接 过西门子通讯处理器（ 和 过 上安装的调制解调器（ 接 的 过以太网连接 述 讯口，也可以是 通讯口。 过 缆）、 过相关的 过 ）、 太网）、 部的或外部的，使用 动器）。所有协议允许同时有 8 个 接，一个 个 的连接，其中一个连接预留给 持 有内存数据类型。 7度控制系统的网络结构 7要是通过 据传输速率在 1.2 115.2 间。 网络连接是点对点的连接，遵循 通信协议，网络结构主要有 3 种：单主站 络、多主站 杂 面就将各种网络结构进行详细的介绍。 主站 络 通常，单主站 有 编程设备 /板），作为从站设备的一个或多个 主站所示。 现场总线测控系统设计 8 主站 络 由多台主站计算机或者 用这种网络结构我们可以组态一个包含多个主站设备的 络，这些设备可以作为从站设备与一个或多个 行通讯。每个主站（编程设备 /面板）均可以与网络中的每个从站交换数据。 杂 络 在复杂 络中，还可以对 行编程以进行对等通讯。对等通讯表示通讯伙伴都具有同等权限，既可以提供服务，也可以使用服务。在一个 网络读取” (“写入网络” (令可以访问其它杂网络原理如图 虽然 次根据设计的要求，我们只需控制一台 以我使用了单主站网络结构。 图 主站网络原理图 图 主站 图 杂网络原理图 现场总线测控系统设计 9 度控制算法 在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称 制，又称 节。 制器问世至今已有近 80 年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用 5。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用 际中也有 制。 制器就是根据系统的误差，利用比例、 积分、微分计算出控制量进行控制的。 比例（ P）控制：比例控制是一种最简单 ,最常用的控制方式 4。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。 积分（ I）控制：在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的 或简称有差系统。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进 一步减小，直到等于零。因此，比例 +积分 (制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。 微分（ D）控制：在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。 自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后 (件，具有抑制误差的作用， 其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。这就是说，在控制器中仅引入 “比例”项往往是不够的，比例项的作用 仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例 +微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象，比例 +微分 (制器能改善系统在调节过程中的动态特性。 法的种类 基本算式有：位置型、增量型和速度型三种形式，其中最常用的事增量型式。设 u(n)为本周期 制器的输出（控制量）， e(n)为本周期的 入偏差信号， e(上一个周期的偏差信号， e(上上个周期的偏差信号。 比例增益， 积分时间 ， 微分时间，则 本算式的公式如下： 1）位置型 式 现场总线测控系统设计 10 )1()()()()(0 根据微分方程和差分方程的对应关系可知，如果微分方程中的积分运算对应差分方程 的累加运算，微分方程对应一个周期的增量变化，则能很容易的推导出表达式 2）增量型 式 ) 1()()()()( （ 由增量型 式也可以得到 )()1()( （ 3）速度型 式 速度型 调节阀的开度变化率、直流伺服电机的转动速度等）相对应，它是由增量型 得到： ) 1()()()()( （ 3 路定义表 从在 始地址为回路表分配八十（ 80个字节。表起初的 长度为 36个字节。在增加了 路表现已扩展到 80个字节。如果使用 谐控制面板，与 路表的全部相互作用将由此控制面板代您完成。如果需要由操作员板提供自动调谐能力，您的程序必须提供操作员和 发起和监视此自动调谐进程，以及随后套用建议的调谐数值。 表 路定义表 偏移量 域 格式 类型 说明 0 程变量 双字 实数 入 包含进程变量，必须在 围内。 4 定值 双字 实数 入 包含设定值，必须在 围内。 8 出 双字 实数 入 /出 包含计算输出，在 12 益 双字 实数 入 包含增益，此为比例常数，可为正数或负数。 16 样时间 双字 实数 入 包含采样时间，以秒为单位，必须为正数。 20 分时间或复原 双字 实数 入 包含积分时间或复原，以分钟为单位，必须为正数。 24 分时间或速率 双字 实数 入 包含微分时间或速率，以分钟为单位，必须为正数。 现场总线测控系统设计 11 28 差 双字 实数 入 /出 包含 间的偏差或积分和数值。 32 前的进程变量 双字 实数 入 /出 包含最后一次执行 令存储的进程变量以前的数值。 路计算方法 例、积分、微分回路），执行 6 个字节回路表中的 9 个参数。在稳定状态操作中， 便将错误（ e）驱动为零。错误测量由设定值（所需的操作点）和进程变量（实际操作点）之间的差别决定。 中将输出 M(t)表示为比例项、积分项和微分项的函数： t t *)( （ 其中： M(t)作为时间函数的回路输出 定值和进程变量之间的差别） 为了在数字计算机中运行该控制函数，必须将连续函数量化为错误值的定期样本，并随后计算输出。数字计算机运算以下列相应的公式为基础： )(* 11 n i t i a （ 其中： 样时间 路增益 样时间 路错误的前一个数值（在采样时间 n 分项的比例常数 在该公式中，积分项被显示为全部错误项的函数，从第一个样本至当前样本。微分项是当前样本和前一个样本的函数，而比例项仅是当前样本的函数。在数字计算机中，既不可能也没有必要存储所有的错误项样本。因为从第一个样本开始，每次对错误采样时数字计算机都必须计算输出值，因此仅需存储前一个错误值和前一个积分项数值。由于数字计算机计算结果的重复性，可在任何采样时 间对公式进行简化。简化后的公式为： )(* 1 (现场总线测控系统设计 12 其中： 样时间 路增益 样时间 路错误的前一个数值（采样时间 n 1） 分项的比例常数 分项的前一个数值（采样时间 n 1） 分项的比例常数 计算回路输出值时， 改后的公式为： M D (其中： 样时间 样时间 样时间 样时间 比例项 偏差（ e）的乘积。其中 差（ e）是给定值（ 过程变量值（ 差， 决的求比例项的算式是： )(* n （ 其中： 第 增益 第 第 积分项值 偏差和成正比。 决的求积分的算式是： n )(/* （ 其中： 第 增益 采样时间间隔 积分时间 第 第 程变量的值 第 分项前值） 积分和（ 所有积分项前值之和，在每次计算出 ，都要用 更新 中 以被调整或限制， 处置通常在第一次计算输出以前被设为 值）。积分项还包括其他几个常数：增益（ 采样时间（ 场总线测控系统设计 13 和积分时间（ 其中采样时间是重新计算输出的时间间隔，而积分时间控制积分项在整个输出结果中影响的大小。 微分项值 偏差的变化成正比， )()(*/* 11 d n （ 为了避免给定值变化的微分作用而引起的跳变，假定给定值不变 样可以用过程变量的变化替代偏差的变化，计算算式可改进为： )(*/* 1 d n （ 其中： 第 回路增益 回路采样时间 微分时间 第 第 第 第 为了下一次计算微分项值，必须保存过程变量，而不是偏差，在第一采样时刻，初始化为 在许多控制系统中，只需要一两种回路控制类型。例如只需要比例回路或者比例积分回路，通过设置常量参数，可以选择需要的回路控制类型。 如果不想要积分动作（ 算中没有“ I”），可以吧积分时间（复位）置为无穷大“ 即使没有积分作用，积分项还是不为零，因为有 初值 如果不想要微分回路，可以把微分时间置为零。 如果不想要比例回路，但需要积分或积分微分回路，可以把增益设为 统会在计算积分项和微分项时，把增益当作 5 现场总线测控系统设计 14 4 制程序的设计 硬件设计完成过后，就需要进行软件设计，通过软件设计使得系统能满足设计的要求，因此软件设计在设计的过程中也是相当的重要。有了好的合适的程序才能使系统发挥其最大的优势，来调节加热炉的温度。 制程序的组成 控制程序主要由温度采集程序、数据滤波程序、 度采集程 序的作用是将温度值转换成 据滤波程序是为了消除干扰对测量结果的影响，在 要对采集的数据进行处理，这样是为了避免由于外部的干扰而导致 此，滤波程序是非常的重要的。 度采集程序设计 图 度采集程序 温度采集程序，由于温度变送器送出的是 4标准电流信号，信号采集模块将采集到的电流转化成数字信号过后，再通过一系列的数据类型的转换，使得采集到的数据变成标准的温度数据信号，方便识别 。同时采集到的数值也需要转化成 算要求的标准数据类型。炉温实际温度的检测是要将温度量转化为 识别的量，所以，将温度变送器输出的值先由 16 位的整型转化为 32 位的双整型，再由双整型转化为实型，实型小数点后可有 6 位，故比较精现场总线测控系统设计 15 确。此时得到测得温度值在 计算所对应的数，将该数送入变量寄存器 字滤波程序设计 图 络一 网络一的程序是将每次采集到的值进行累加，将累加后得到的值存入 行累加后就将得到所采集到的温度值的总和。每次采集十组数据。 图 络二 网络二是找出最大值和最小值。 图 络三 网络三是将 存器中的数据清零。 图 络四 网络四是将最大值和最小值从所求的总和中减去，从而实现，减去一个最大值和减去一个最小值，达到限幅的作用。 现场总线测控系统设计 16 图 络五 网络五是将剩下的总和求平均，从而得到设计中想的到的温度值。 图 络六 网络六的作用是将所有使用过的寄存器初始化。 数据滤波的方法有很多种，其中软件滤波的方法包括：限幅滤波、 中位值滤波法 、 算术平均滤波法 、 递推平均滤波法（又称滑动平均滤波法） 、 中位值平均滤波法（又称防脉冲干扰平均滤波法） 、 限幅平均滤波法 、 一阶滞后滤波法 、 加权递推平均滤波法 、 消抖滤波法 、 限幅消抖滤波法 。图 的程序图使用的是限幅平均值滤波。整体思想是，将十次采集到的数据，先去掉一个最大值，然后去掉一个最小值，然后将剩下的 8个数求和取平均值。 现场总线测控系统设计 17 制程序设计 图 制程序 过 可以很好的控制加热炉的工作状态。 过被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用 制技术最为方便。 本设计采用的是闭环控制系统。比例增益、积分时间、比例时间，根据回路定义表的要求分别存到 。现场总线测控系统设计 18 5 态 组态在人机界面的制作中是必不可少的过程， 只有正确的将各个变量正确的组合到 中，我们才能正常的监视加热炉的工作状态和实时的对加热炉进行控制。 量组态 变量组态是通过 专用于 务器）软件，它向 以与任何标准的 户端）通讯。变量组态完成后，可以用软件自带的 变量组态在画面组态前是相当重要的工作，只有通过 天津轻工职业技术学院毕业论文 第 1 页 共 37 页 内容摘要 温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关。在科学研究和生产实践的诸多领域中 , 温度控制占有着极为重要的地位 , 特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足轻重的作用。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案 也有所不同。例如冶金、机械、食品、化工等各类工业生产中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等；燃料有煤气、天然气、油、电等。温度控制系统 的工艺过程复杂多变，具有不确定性，因此对系统要求更为先进的控制技 术和控制理论。 可编程控制器（ 编程控制器是一种工业控制计算机，是继承计算机、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。它具有抗干扰能力强，价格便宜， 可靠性强，编程简单，易学易用等特点，在工业领域中深受工程操作人员的喜欢，因此 在工业控制的各个领域中被广泛地使用 。 关键字：温度控制 组态 天津轻工职业技术学院毕业论文 第 2 页 共 37 页 目 录 1 引言 . 3 温度控制系统的意义 . 3 温度控制系统背景 . 3 研究技术介绍 . 3 2 硬件设计 . 6 硬件 配置 . 6 I/. 8 硬件接线图 . 10 3 软件设计 . 10 . 15 . 16 内存地址分配与 . 17 . 17 4 组态编程 . 25 信方式 . 25 网络的通讯 . 25 组态软件 . 27 组态王定义外部设备和数据变量 . 27 组态王界面 . 30 启动组态王 . 29 结论 . 32 致谢 . 35 参考文献 . 36 天津轻工职业技术学院毕业论文 第 3 页 共 37 页 1 引言 温度控制系统的意义 温度 及湿度的测量和控制对人类日常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。在许多场合，及时准确获得目标的温度、湿度信息是十分重要的，近年来，温湿度测控领域发展迅速，并且随着数字技术的发展，温湿度的测控芯片也相应的登上历史的舞台，能够在工 业、农业等各领域中广泛使用 。 温度控制系统背景 自 70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在微电子技术和计算机技术的迅猛发展以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国内外温度控制系统发展迅速，并在职能化、自适应、参数自整定等方面取得成果，在这方面，一日本、美国、德国、瑞典等国技术领先，都产生了一批商品化的、性能优异的温度控制器及仪器仪表，并在各行各业广泛应用。 温度控制系统在国内各行各业的应用虽然十分广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比仍然 有着较大的差距。目前，我国在这方面总体水平处于 20 实际 80 年代中后期水平，成熟产品主要以“点位”控制及常规的 制器为主，它只能适应一般温度系统控制，难于控制滞后、复杂、时变温度系统控制。而适应于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表，国内技术还不十分成熟。形成商品化并在仪表控制系统参数的自整定方面，还没开发性能可靠的自整定软件。参数大多靠人工经验及我国现场调试来确定。 随着科学技术的不断发展，人们对温度控制系统的要求越来越高，因此，高精度、智能化、人性化的温度控制系统是国内外必然发展趋势。 研 究技术介绍 传感技术 传感技术、通信技术和计算机技术是现代信息技术的三大基础技术。 天津轻工职业技术学院毕业论文 第 4 页 共 37 页 中华人名共和国国家标准 定义是：“能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。其中，敏感元件是指直接感受或响应被测量的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件或响应的被测量转换成适于传感器或被测量的电信号部分。” 对生产过程的监控首先离不开采集设备工作信息，因此选用合适的传感器至关重要，如果把计算 机看作是自动化系统的“大脑”，信道看作是“神经网络”的话，那么传感器就是自动化系统的“五官”。无法对现场数据进行准确、可靠、实时测量，监控也就无从谈起了。 编程控制器的英文名称是 可编程逻辑控制器，简称 现代制造业必须对市场需求做出快速反应，生产小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品，这便要求生产设备和自动化生产线的控制系统必须具有极高可靠性和灵活性。可编程控制器正是顺应这一潮流而出现的，以微处理器为基础的通用 工业控制装置。 在 20 世纪 60 年代的汽车制造业，传统继电接触器控制装置广泛应用于生产流水线的自动控制系统中。这套装置设备体积庞大，可靠性差，同时维护不便，而且，完全由逻辑硬件构成，接线十分复杂。一旦生产过程某一环节发生改变，控制装置就要重新设计改造。随着汽车生产工业的迅猛发展，对于汽车型号频繁改进，传统控制系统捉襟见肘，弊端日益放大，最终 运而生。它开创性地引入程序控制功能，使计算机科学技术进入工业生产控制领域应用。 早期 仅是替代继电器控制装置完成顺序控制、定时等任务，但是其简单易懂、安装方 便、体积小、能耗低、有故障显示、能重复使用的特点，使得 快就得到了推广应用。随着超大规模集成电路技术和微处理器性能的飞速发展， 软、硬件功能不能丰富、完善。 国际电工委员会（ 正式定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境应用而设计，它采用一类可编程的存储器，天津轻工职业技术学院毕业论文 第 5 页 共 37 页 用于其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟或输入 /输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体 、易于扩充其功能的原则设计。” 产 00 多个，其中较著名有德国的西门子（ 司、美国的 司、 国的施耐德（ 司、日本的三菱公司和欧姆龙（ 司。 上位机 即便远离生产现场，操作人员仍可以通过远程计算机 即上位机 直接向生产设备发出控制指令的。上位机屏幕上可以动态实时显示各种信号变化（液压，水位，温度等），便是 人机界面（ 而下位机是获取设备状况及直接控制设备的计算机，一般是 组态软件 组态软件，处在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具 。 在组态软件出现之前，工控领域的用户通过手工或委托第三方编写 人机接口软件 ） 应用，开发时间 长、 效率低 、 可靠性差；或者购买专用的工控系统，通常是封闭的系统，选择余地小，往往不能满足需求，很难与外界进行数据交互， 升级和增加功能都受到严重的限制。组态软件的出现使用户可以利用组态软件的功能，构建一套最适合自己的应用系统 。 随着工业自动化水平的迅速提高，计算机在工业领域的广泛应用，种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，传统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求。在开发传统的工业控制软件时， 一旦 工业被控对象有变动，就必须修改其控制系统的源程序，导致其开发周期长；已开发成功的工控软件又由于每个控制项目的不同而使其重复使用率很低，导致它的价格昂贵。通用工业自动化组态软件能够很好地解决传统工业控制软件存在的种种问题，天津轻工职业技术学院毕业论文 第 6 页 共 37 页 使用户能根据自己的对象和控制目的的任意组态，完成最终的自动化控制工程 。 天津轻工职业技术学院毕业论文 第 7 页 共 37 页 2 硬件设计 硬件配置 西门子 7列 提供 4 种不同的基本单元和 6 种 型号 的扩展单元。其系统构成包括基本单元、扩展单元、编程器、存储卡、写入器等。 列的基本单元如表 。 表 型号 输入点 输出点 可带扩展模块数 4 0 6 2个扩展 模块 4 10 7个扩展模 块 4 16 7个扩展模块 4 16 7个扩展模块 本论文采用的是 具有 24 输入 /16 输出共 40 个数字量 I/O 点。可连接 7个扩展模块，最大扩展至 248 路数字量 I/5 路模拟量 I/66个独立的 302 路独立的 20有 2个 编程口，具有 通讯能力。 I/O 端子排可很容易地整体拆卸。用于较高要求的控制系统，具有更多的输入 /输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。可完全适应于一些复杂的中小型控制系统。 传感器 热电偶是一种感温元件，它直接 测量 温度，并把温度 信号 转换成热电 动 势信号。常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、答应误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范天津轻工职业技术学院毕业论文 第 8 页 共 37 页 围或数量级上均不及标准化热 电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶我国从 1988年 1月 1日起，热电偶和热电阻全部按 际标准生产，并指定 S、 B、 E、 K、 R、 J、 T 七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。 本论文采 用的是 35 模拟量输入模块 35 模块是组合强功率精密线性电流互感器、意法半导体（ 片集成变送器 片于一体的新一代交流电流隔离变送器模块，它可以直接将被测主回路交流电流转换成按线性比例输出的 20过 250 电阻转换 5V 或通过 500 电阻 转换 10V）恒流环标准信号，连续输送到接收装置（计算机或显示仪表）。 表 2M 235模块。开关 1到 6可选择模拟量输入范围和分辨率。所有的输入设置成相同的模拟量输入范围和格式。表 双极性（开关 6）、增益（开关 4 和 5）和衰减（开关 1、 2和 3）。下表 ， 表 M 235选择模拟量输入范围和分辨率的开关表 单极性 满量程输入 分辨率 N N N 0到 50N N N 0到 1005V N 到 50025N N 到 1V 250V N 0到 5V N N 0到 20A N N 0到 10V 据温度检测和控制模块，我设 置 10001 天津轻工职业技术学院毕业论文 第 9 页 共 37 页 图 关 温度检测和控制模块 由学校提供，模拟真实锅炉的温度检测和控制模块，可自行将 0 10出的模拟信号也是 0 10V，锅炉外接 24 I/O 分配表 表 I/O 分配表 输入 动按钮 止按钮 输出 动指示灯 止指示灯 常运行指示灯 度越上限报警指示灯 炉加热指示灯 硬件接线图 天津轻工职业技术学院毕业论文 第 10 页 共 37 页 图 硬件连接图 电 流 变 送 器电 压 变 送 器未 使 用 输 入 端电压负载电流负载图 M 235 接图 天津轻工职业技术学院毕业论文 第 11 页 共 37 页 3 软件设计 制程序设计 模拟量闭环控制较好的方法之一是 在依然广泛地被应用。人们在应用的过程中积累了许多的经验， 比例控制 (P)是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。其特点是具有快速反应，控制及时，但不能消除余差。 在积分控制 (I)中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。积分控制可以消除余差，但具有滞后特点，不能快速对误差进行有效的控制。 在微分控制 (D)中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。微分控制具有超前作用，它能猜测误差变化的趋势。避免较大的误差出现，微分控制不能消除余差。 P、 I、 ，它们一起使用的时候又和互相制约，但只有合理地选取 可以获得较高的控制质量。 制算法 图 闭环控制系统 如图 系统达到稳定状态。偏差 r、输出量 )()()( （ 3 控制器的输出为： 天津轻工职业技术学院毕业论文 第 12 页 共 37 页 )()(1)()( 10 （ 3 )( 11)( )()( （ 3 数字计算机处理这个函数关系式，必须将连续函数离散化，对偏差周期采样后，计算机输出值。其离散化的规律如表 表 模拟与离散形式 模拟形式 离散化形式 )()()( )()()( T 1()( t ( 0 )()( 所以 的输出方程为 : 00)()()() 1()()()()( （ 3 式中， )()( 称为比例项 )()( 称为积分项 )1()()( 称 为微分项 天津轻工职业技术学院毕业论文 第 13 页 共 37 页 上式中，积分项是包括第一个采样周期到当前采样周期的所有误差的累积值。计算中，没有必要保留所有的采样周期的误差项，只需要保留积分项前值，计算机的处理就是按照这种思想。故可利用 的 令实现位置式 的回路指令 西门子 表 路指令 名称 指令格式 令表格式 形图 使用方法：当 可进行 令的两个操作数 文采用的是 为一个2个字节，所以 以是 0 7，不可以重复使用。 路在 的地址分配情况如表 示。 表 令回路表 偏移地址 名称 数据类型 说明 0 过程变量（ 实数 必须在 4 给定值（ 实数 必须在 8 输出值（ 实数 必须在 12 增益（ 数 比例常数，可正可负 16 采样时间（ 实数 单位为 s，必须是正数 20 采样时间（ 实数 单位为 须是正数 天津轻工职业技术学院毕业论文 第 14 页 共 37 页 24 微分时间（ 实数 单位为 须是正数 28 积分项前值（ 实数 必须在 32 过程变量前值（ 实数 必须在 回路输入输出变量的数值转换方法 本文中，设定的温度是给定值 要控制的变量是炉子的 温度。但它不完全是过程变量 程变量 路输出有关。在本文中，经过测量的温度信号被转化为标准信号温度值才是过程变量，所以，这两个数不在同一个数量值，需要他们作比较，那就必须先作一下数据转换。传感器输入的电压信号经过 换后，是一个整数值，但 令执行的数据必须是实数型，所以需要把整数转化成实数。使用指令 可以了。如本设计中，是从 转换程序如下 : 实数归一化处理 因为 除了采样时间和 三个参数外，其他几个参数都要求输入或输出值 间，所以，在执行 令之前，必须把 值作归一化处理。使它们的值都在 间。 单极性的 归一化的公式 ： )3 2 0 0 0/( R （ 3 数整定 数整定方法就是确定调节器的比例系数 P、积分时间 和微分时间 改善系统的静态和动态特性，使系统的过渡过程达到最为满意的质量指标要求。一般可以通过理论计算来确定，但误差太大。目前，应用最多的还是工程整定法：如经验法、衰减曲线法、临界比例带法和反应曲线法。 经验法又叫现场凑试法，它不需要进行事先的计算和实验，而是根据运行经验，利用一组经验参数，根据反应曲线的效果不断地改变参数，对于温度控制系统，工程上已经有大量的经验，其规律如表 天津轻工职业技术学院毕业论文 第 15 页 共 37 页 表 温度控制器参数经验数据 被控变量 规律的选择 比例度 积分时间（分钟） 微分时间（分钟） 温度 滞后较大 20 60 3 10 3 根据反复的试凑，调处比较好的结果是 P=15， I=D=津轻工职业技术学院毕业论文 第 16 页 共 37 页 序设计流程图 运行 始化 始化运行指示灯 调用子程序 0 设定温度 设定 每 100用一次中断程序 读入温度并转换 把实际温度值放入 用 令 输出 返回 主程序 子程序 0 中断程序 天津轻工职业技术学院毕业论文 第 17 页 共 37 页 图 设计流程图 内存地址分配与 内存地址分配 表 内存地址分配 地址 说明 际温度存放 定温度存放 际温度的存放 令回路表 表 内存地址分配 地址 名称 说明 程变量（ 必须在 定值（ 必须在 间 出值（ 必须在 间 益（ 例常数，可正可负 样时间（ 单位为 s，必须是正数 样时间（ 单位为 须是正数 分时间（ 单位为 须是正数 分项前值（ 必须在 间 程变量前值（ 必须在 间 序设计梯形 图 初次上电 1)读入模拟信号，并把数值转化显示锅炉的当前电压 2)判断炉温是否在正常范围，打亮正常运行指示灯 /温度越上限报警指示灯 天津轻工职业技术学院毕业论文 第 18 页 共 37 页 天津轻工职业技术学院毕业论文 第 19 页 共 37 页 启动 /停止阶段 启动过程：按下启动按钮后，开始标志位 位。打开运行指示灯 灭并 停止指示灯 初始化 始运行子程序 0。 停止过程：按下停止按钮后，开始标志位 亮 停止指示灯 ，熄灭运行指示灯。并把输出模拟量 止锅炉继续加热。停止调用子程序 0，仍然显示锅炉温度。 天津轻工职业技术学院毕业论文 第 20 页 共 37 页 停止时 模拟量输出清零，防止锅炉继续升温。 调用子程序。 子程序 1）输入设定温度 2）把设定温度、 ）每 100断一次子程序进行 天津轻工职业技术学院毕业论文 第 21 页 共 37 页 导入 天津轻工职业技术学院毕业论文 第 22 页 共 37 页 中断程序。 中断程序， 计算 1）模拟信号的采样处理，归一化导入 ） 3）输出 算结果，逆转换为模拟信号 天津轻工职业技术学院毕业论文 第 23 页 共 37 页 天津轻工职业技术学院毕业论文 第 24 页 共 37 页 天津轻工职业技术学院毕业论文 第 25 页 共 37 页 4 组态编程 信方式 串行数据传送和并行数据传送 1)并行数据传送：并行数据传送时所有数 据位是同时进行的，以字或字节为单位传送。并行传输速度快，但通信线路多、成本高，适合近距离数据高速传送。 2)串行数据传送：串行数据传送时所有数据是按位 (行的。串行通信仅需要一对数据线就可以。在长距离数据传送中较为合适。 计算机或 储都是并行的。若要串行发送、接收数据，则要进行相应的串行、并行数据转换，即在数据发送前，要把并行数据先转换成串行数据；而在数据接收后，要把串行数据转换成并行数据后再处理。 异步方式与同步方式 根据串行通信数据传输方式的不同可以分为异步方式和同步方式。 1)异步方式：又称起止方式。它在发送字符时，要先发送起始位，然后才是字符本身，最后是停止位。字符之后还可以加入奇偶校验位。异步传送较为简单，但要增加传送位，将影响传输速率。异步传送是靠起始位和波特率来保持同步的。 2)同步方式：同步方式要在传送数据的同时，也传递时钟同步信号，并始终按照给定的时刻采集数据。同步方式传递数据虽提高了数据的传输速率，但对通信系统要求较高。 网络的通讯 议 设备协议：主设备给从属装置发送请求，从属装置进行响应。从属装置不发出讯息，而是一直等到主设备发送请求或轮询时才作出响应。 天津轻工职业技术学院毕业论文 第 26 页 共 37 页 主设备与从属装置的通讯将通过按 议进行管理的共享连接来进行。限制与任何一个从属装置进行通讯的主设备的数目，网络上最多可安装32个主设备。 图 络 如果在用户程序中激活 行）模式时可用作主设备。激活 设备模式之后，可使用“网络读取”或“网络写入”指令从其它 7 将仍然作为从属装置对来自其他主设备的请求进行响应。 对于简单的单台主设备网络，编程站和 可以通过 台主设备电缆连接，也可以通过安装在编程站中的通讯处理器（ 连接。 在图上部的范例网络中，编程站（ 网络主设备。在图下部的范例网络中，人机界面（ 备（例如 00、 网络主设备。 在两个范例网络中， 对主设备的请求进行响应的从属装置。 图 单台主设备 天津轻工职业技术学院毕业论文 第 27 页 共 37 页 组态软件 态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统正以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对 监控系统进行设计。组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。而且，它能充分利用 图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势 曲线等，可便利的生成
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