备下次运算。开始计算项保存结束图数字控制器程序图数字控制器程序数字触发器程序设计数字触发器组成与原理数字触发器按照调节器输出的控制量控制输送给电阻炉的能量。由于晶闸管移相触发存在很大的谐波干扰污染电网，本系统采用过零触发，触发器的组成如图所示。图过零数字触发器组成工作原理如下数字触发器准备程序将控制量变换为晶闸管的导通周波数，且当时，置晶闸管允许触发标志为。准备程序在每个控制周期执行次。当电源正半波到来时由低电平变高电平，若晶闸管允许触发标志为，则在端产生个触发脉冲，经光电隔离和功率放大后触发晶闸管导通，使电源正半波加到电阻丝上。当电源负半波到来时由高电平变低电平，若晶闸管允许触发标志为，则在端产生个触发脉冲，经光电隔离和功率放大后触发晶闸管导通，使电源负半波加到电阻丝上，使负载得到个完整的电压波形。程序还完成晶闸管已导通周波数计数工作，当已导通周波数等于时，表示本控制周期内向电阻丝输送的能量已达到控制要求，将晶闸管允许触发标志清，不再输出触发脉冲。数字触发器程序数字触发器程序由两部分组成准备程序和触发程序其程序框图如图和图所示。电源在个控制周期有个周波，而的最大亦也，因此，晶闸管在个控制周期的导通周波数与控制量的关系为脉冲输出通道要求输出的触发脉冲为正脉冲，故程序先使或由变，延时约后半个周波时间，再将或置，在或端形成个宽约的正脉冲。图晶闸管触发准备程序图数字触发程序数字触发器功能的程序如下图所示当为时，将送作触发周波数，将其与比较，若大于，则置位触发允许标志允许触发并将和置。为电源周波信号输入端，当允许晶闸管触发时，当的上升沿下降沿到时输出，延时半个周波时间后输出，即在端口产生正脉冲去触发晶闸管导通。同时每完成个周波触发，将减。直到为止。为而采样周期未到被清，系统将不再对晶闸管输出触发脉冲。图数字触发器程序显示程序本设计系统用三个数码管含译码器显示温度本系统设定温度范围为，需要先将实际温度转换成码，从端口输出，码经过译码器译码，由七段完成显示功能。显示程序如图所示图显示程序将实际温度除以得到百位数，存放中同理，所得的余数除以得到十位数存放中余数为个位数存放中。和中的数据分别从和端口输出。经译码器译成相应的段码，送七段显示。乘法除法加数据处理批次复位外围设备数字键输入十键段译码读出写入附录二热电偶温度传感器和信号放大器热电偶传感器热电偶传感器是工业温度测量中应用最广泛的种传感器，具有精度高测量范围广构造简单使用方便等优点。热电偶是由两种不同材料的导体和连接在起构成的感温元件，如图所示。图热电偶测温原理图和的两个接点和之间存在温差时，回路中便产生电动势，形成定大小的电流，这现象称为热电效应，也叫温差电效应。热电偶就是利用这个原理测量温度的。如图所示，热电偶的端是将两种导体焊接在起，称为工作端，置于温度为的被测介质中另端称为参比端，也称自由端或冷端，该端的两种导体是隔开的，放在温度为的恒定温度下。当工作端即被测介质温度发生变化时，热电偶断开处的热电势随之发生变化，将它放大后送入显示记录仪表或转换器，即可得到工作端的温度值。热电偶两端的电势可用下式表示式中为热电偶的热电势是温度为时的热电势是温度为时的热电势。当冷端的温度恒定时，热电势是工作端温度的单值参数。从理论上讲，只要是两种不同性质的导体都可配置成热电偶，但实际并非如此。组成热电偶时还要考虑灵敏度精确度可靠性稳定性等条件。热电偶的种类很多，每种热电偶都有个代号和分度号，以便选择和配备二次仪表。我国统设计的几种工业常用热电偶的材料代号分度号及测量范围如表所示。表几种常用热电偶的材料成分代号分度号及测温范围表名称材料成分代号分度号测量温度范围正级负级铜康铜纯铜康铜镍铬考铜镍铬考铜镍铬镍硅镍铬镍硅镍铬镍铝镍铬镍铝铂铑铂铂铑纯铂铂铑铂铂铑铂铑热电偶的输出电势与工作端温度的关系是单调非线性函数。不同分度号的热电偶，有不同的温度电势关系，分度表是冷端为度时的工作端温度电势关系的表格表示，分度曲线则是其图形表示，它们都是设计温度检测环节的重要依据。各分度号的分度表分度曲线请查阅电机工程手册第二卷附录。半导体集成温度传感器温度传感器是利用半导体结的电流电压与温度有关这特性进行温度电流或电压变换。这种传感器输出线性好，精度也比较高，而且把传感器驱动电路信号处理电路等与温度部分起集成在同个芯片上，因而体积小，使用方便。如等。是种温度传感器。的测量范围为度度，可为。温度传感器在控制系统中，通常用于室温或环境温度检测，以便对炉温测量值进行补偿。信号放大器检测信号的放大，般采用集成运算放大器。所选择的放大器应具有放大倍数大共模抑制比高温漂小的特点。在工业生产现场，信号中常常迭加有较高的共模干扰电压，有时可达上百伏。为了防止这样大的干扰信号损坏放大器，通常在输入回路加入低通滤波环节，或经隔离后送放大器。是目前国内应用极为广泛的种高增益通用运算放大器，其主要特点是输入级采用了和两种极性晶体管构成的共集共基互补差动电路，具有很宽的共模及差模电压范围。同时该放大器的各级均采用有源负载，所以虽然只有两级增益级，却可获得高达万倍到万倍的电压增益。它的内部还设有输出短路保护，输入也有保护措施，应用中不堵塞。它采用内部补偿方式，并设有外接调零端。其外引线排列顶视如图所示。图外引线排列的电特性。其他参数如表所示。表的主要参数附录三系统程序梯形图恒温指示程序当实际温度与温度给定值相等时，系统发出恒温指示信号，绿灯亮。恒温指示程序如图所示图恒温显示程序将实际温度值与温度设定值进行比较，如果相等则令为，恒温指示灯亮。同时令触发脉冲个数为，系统将不对电阻炉加热。报警程序将转换的数字量与比较，若连续两次检测到转换的数字量大于，则表示断偶，系统输出断偶报警信号，为，亮红灯。如图所示。图报警程序第四章总结与展望总结本文主要是针对基于的模拟量控制的研究。完成对系统现场的控制过程。通过功能模块实现了对模拟量开关量脉冲量的转换，从而达到了对上述变量的控制，以及显示报警等功能。同时，控制系统现场对变量的变换有着直观的显示作用。本文所做的主要工作温度设定由输入端口获得十进制输入，具备实时显示和报警功能，人机界面良好。编程实现积分分离算法。基于模拟量控制和过程控制实现温度控制。过零触发晶闸管实现电功率的控制。由于本人能力尚存在不足，同时时间条件的限制令本次系统的开发尚存在着不足，在今后的学习以及工作中会不断克服障碍展望由于的诸多优点，也已经在工控领域得到了广泛引用，但是，还没有形成系统化理论化的开发方法。随着可编程序控制器技术的发展，已越来越多地应用于对模拟量的控制，所以应增加,转换及运算功能的仿真。同时，要尽量抑制干扰，尤其是控制回路之外的干扰。过程控制系统开发工具功能的不断完善，使过程控制将具有更广阔的应用前景，对我国国民生产生活各个领域的自动化水平的提高都有着重要的意义。随着微机的软硬件技术和网络通讯技术的飞速发展，工业自动化领域发生了革命性的技术进步。而及工控机作为工业控制的设备基础，通过技术的不断革新，在工业控制中的地位日益加强，并且成为工业控制技术进步的主要工具。致谢本文是在夏庆观和路红老师的悉心指导下完稿的。在这几个月的学习生活中，夏老师路老师渊博的学识，实干的作风和宽厚的师长作风，令我在生活学习和思想上都受益匪浅。我在学习生活为人等诸多方面都得到了夏老师和路老师热心帮助和教导。夏老师和路老师创造性的学术思想严谨的治学态度坚持理论联系实际的工作作风，都给我留下了深刻的印象。在这毕业设计即将结束之际，我谨向夏老师和路老师表达我由衷的谢意夏老师路老师，谢谢你们,在此，我还要感谢在毕业设计过程中为我提供三菱系列资料手册的尤正建同学，正是由于资料的齐备，才令我在课题设计中遇到障碍时，能尽快找到解决的方案。同时，我还要感谢孙文波同学和王江涛同学，感谢他们在这毕业设计的几个月的日常生活中，给予我热情的帮助和支持。正是有了夏老师路老师和以上三位同学的帮助支持，才使我的论文顺利完成。最后，我要感谢我的家人，有了他们的关心和支持，我才有机会迎来这个人生重要阶段的结束，同时又开启了扇走向崭新未来的大门。衷心感谢所有关心支持和帮助过我的老师和同学，谢谢大家,汪竹杰二年五月于南京参考文献郁汉琪主编电气控制与可编程序控制器应用技术南京东南大学出版社，张永丰刘祖润主编毕业设计指导北京工业大学出版社，赖寿宏主编微型计算机控制技术北京机械工业出版社，方承远主编工厂电气控制技术第二版北京机械工业出版社，王炳实主编机床电气控制北京机械工业出版社，张万忠主编可编程序控制器应用技术北京化学工业出版社，尚雅层，赵朝兰主编西安电子科技大学，三菱公司编三菱系列可编程序控制器特殊功能模块用户手册，三菱公司编三菱可编程序控制器应用例，附录三菱系列指令览表基本指令本系统所涉及指令助记符名称功能指令助记符名称功能取触点运算开始电路块或串联电路块的并联连接取反触点运算开始输出线圈驱动指令取脉冲上升沿检测运算开始置位线圈接通保持指令取脉冲下降沿检测运算开始复位线圈接通清除指令与串联连接进栈运算存储与非串联连接读栈存储读出或并联连接出栈存储读出与复位或非并联连接空操作无动作电路块与并联电路块的串联连接结束顺控程序结束二功能指令本系统所涉及指令分类功能号指令助记符功能程序流程条件跳转子程序调用子程序返回中断返回中断许可中断禁止主程序结束指令分类功能号指令助记符功能传送与比较比较区域比较传送转换四则逻辑运算加法减置如表所示。表的状态信息设置缓冲器位当为时，若任意位为，转换器的所有通道停止无偏移量与增益值偏移量与增益值修正偏移量与增益值正常电源不正常电源正常硬件或其他硬件硬件正常数字范围数字输出值小于或大于数字输出正常平均值数字平均采样值大于或小于使用位缺省值平均值正常偏移量与增益值修正禁止缓冲器的禁止位,设置为，缓冲器的,设置为，硬件电路设计根据系统总体方案，设计系统的地址分配如表所示。表输入输出信号地址表输入地址功能说明输出地址功能说明电源周波信号输入端触发脉冲电源正半波触发脉冲电源负半波温度给定允许恒温完成指示信号启动关闭断偶报警温度给定超出范围报警位三组码输出温度值给定电路按设计要求，共设计了十个开关按键，作为温度给定值的输入端口，接收十进制数。给定值范围为，若输入值超过给定值范围，系统会发出报警信号亮红灯。设计电路如图所示为温度值输入允许，分别表示十进制数。先按下温度值给定允许开关，然后再输入给定温度值，先按下的数字为高位上的数值，后按下的数字为低位上的数值。比如，先后按下开关和，则表示给定温度值为，并送数据寄存器保存。图温度值给定电路温度检测电路温度检测是温度控制系统的个很重要的环节，直接关系到系统性能。在温度控制系统中，温度的检测不仅要完成温度到模拟电压量的转换还要将电压转换为数字量送。其般结构如图所示。图温度检测基本结构温度