【毕业论文】基于PLC和WinCC的空调温湿自控系统毕业设计说明书

在世纪年代的汽车制造业，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。

旦生产过程环节发生改变，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，最终应运而生。

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。

早期的仅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，使得很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，的软硬件功能不能丰富完善。

国际电工委员会在年月通过了对的正式定义可编程控制器是种数字运算操作的电子系统，专为工业环境应用而设计，它采用类可编程的存储器，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个整体易于扩充其功能的原则设计。

技术发展至今已十分成熟，生产产品的厂家多达多个，其中较著名有德国的西门子公司美国的自动化公司所属的公司公司法国的施耐德公司日本的三菱公司和欧姆龙公司等等。

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。

上位机屏幕上可以动态实时显示各种信号的变化液压，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，般是或单片机。

组态软件组态软件是数据采集监控系统的软件平台工具，是工业软件的个组成部分，处在自动控制系统监控层级的软件开发平台和开发环境，使用灵活的组态方式，能够为用户提供其所需要的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。

他具有的设置项目是丰富的，使用的方式是灵活的，功能比较强大的。

的出现以及现场总线尤其是工业以太网的快速发展，大大简化了异种设备之间的互连，降低了开发设备驱动软件的工作量。

驱动软件当然也能够逐渐向着标准化的方向发展。

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，构建套最适合自己的应用系统。

实时数据库的作用进步加强。

实时数据库是系统的核心技术。

从软件技术上讲系统的实时数据库，实质上就是个可统管理的支持变结构的支持实时计算的数据结构模型。

在实时数据库技术中，还有对工业标准的支持如规范等，对分布式计算的支持和对实时数据库系统冗余的支持，等等。

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，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，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。

社会信息化的加速是组态软件市场增长的强大推动力。

在最终用户的眼里，组态软件在自动化系统中发挥的作用逐渐增大，甚至有的系统就根本不能缺少组态软件。

其中的主要原因是软件的功能强大，用户也存在普遍的需求，广大用户逐渐认识了软件的价值所在。

研究背景温度在生产及生活中是最基本的物理量之，它代表的是物体的冷热程度。

自然界中任何的物理变化化学反应过程等都紧密地与温度联系在起。

在许多生产过程中，温度的控制和测量都直接和安全生产提高生产效率保证产品质量节约能源等重大技术经济指标相联系。

自世纪工业革命以来，工业过程更离不开温度的控制。

温度控制广泛应用于社会生活及工业生产等其他的各个领域，如家电汽车材料电力电子等等。

温度控制的精度以及在选择不同控制对象的控制方法上都起着至关重要的作用，温度是空调能够正常运行的重要指标，也是保证实现空调冷热程度的主要因素。

基于此，运用反馈控制理论对空调进行温度控制，满足了工业生产的要求，也满足了广大消费者的数据词典再双击右边窗口的新建，在出现的定义变量口中填写相应的要求项，并可在报警定义中设定报警。

如图所示。

图定义画面变量设置图定义变量报警数据类型只对类型的变量起作用，共有种类型位，或位，个字节位，个字节位，个字节位，个字节位，个字节位，个字节位，个字节个字符长度组态王界面温度控制主界面图监控画面启动组态王初次上电初次上电，没有模拟量输入，只显示值和当前温度，曲线图为空调温度的实时曲线图。

图初次上电启动启动后，空调开始升温，并维持在摄氏度左右。

图启动加热停止按下停止按钮后，空调停止加热，停止灯亮，温度开始下降。

图停止报警当温度越上限时，系统报警。

图报警程序调试在编程程序的过程中，当程序编好了后难免会出现。

这时就需要对程序进行调试，以便好更正出现的。

程序调试方法与结果总体来说，的调试分为两个调试过程模拟调试和现场调试，但是在此之前，有个环节不能少，否则就可能发生问题，那就是对外部接线作仔细检查，定要保证外部接线的准确无误。

可以用事先编写好的试验程序对外部接线做扫描通电检查来查找接线故障。

但是为安全着想，最好是将电路断开，当确认接线无误后再连接主电路，将模拟调试好的程序送入用户存储器进行调试，直到各部分的功能都正常，并能协调致地完成整体的控制功能为止。

程序的模拟调试将设计好的程序写入后，首先逐条仔细检查，并改正写入时出现的。

用户程序般先在实验室模拟调试，实际的输入信号可以用钮子开关和按钮来模拟，各输出量的通断状态用上有关的发光二极管来显示，般不用接实际的负载如接触器电磁阀等。

可以根据功能表图，在适当的时候用开关或按钮来模拟实际的反馈信号，如限位开关触点的接通和断开。

对于顺序控制程序，调试程序的主要任务是检查程序的运行是否符合功能表图的规定，即在转换条件实现时，是否发生步的活动状态的正确变化，即该转换所有的前级步是否变为不活动步，所有的后续步是否变为活动步，以及各步被驱动的负载是否发生相应的变化。

在调试时应充分考虑各种可能的情况，对系统各种不同的工作方式有选择序列的功能表图中的每条支路各种可能的进展路线，都应逐检查，不能遗漏。

发现问题后应及时修改梯形图和中的程序，直到在各种可能的情况下输入量与输出量之间的关系完全符合要求。

如果程序中些定时器或计数器的设定值过大，为了缩短调试时间，可以在调试时将它们减小，模拟调试结束后再写入它们的实际设定值。

在设计和模拟调试程序的同时，可以设计制作控制台或控制柜，之外的其他硬件的安装接线工作也可以同时进行。

程序的现场调试完成上述的工作后，将安装在控制现场进行联机总调试，在调试过程中将暴露出系统中可能存在的传感器执行器和硬接线等方面的问题，以及的外部接线图和梯形图程序设计中的问题，应对出现的问题及时加以解决。

如果调试达不到指标要求，则对相应硬件和软件部分作适当调整，通常只需要修改程序就可能达到调整的目的。

全部调试通过后，经过段时间的考验，系统就可以投入实际的运行了。

组态调试方法与结果当组态完成时，对于与以及之间的通信是否连接还是个未知数。

而为了知道数据通道的连接是否正常，就需要进行通道检测。

首先点击开始菜单，鼠标拖到西门子软件，然后拖到，点击得到如图所示的对话框。

图通道检测对话框如果图里左上角的对是错的，那么就要检测中的变量是否是通道是否正确的。

当然但显示的就是图所示的那样，那么就是画图时哦变量连接处了。

总之，组态调试的方法是灵活多变的，需要自己深入专研才能解决不同的难题。

结论与展望结论本课题设计了基于和的空调温湿度自控系统。

可编程控制器以其可靠性高抗干扰能力强编程简单功能强大性价比高体积小能耗低等显著特点广泛应用于现代工业的自动控制之中。

是按世界范围内使用的系统进行设计的，因此从开始就适合于世界上各主要制造商生产的控制系统，如等，并且通讯驱动程序的种类还在不断地增加。

通过的方式，还可以与更多的第三方控制器进行通讯。

闭环控制是控制系统中应用很广泛的种控制算法，对大部分控制对象都有良好的控制效果。

组态软件组态王因其简单易用的特点，在设计中深受用户的喜欢而得到广泛的使用。

在西门子系列和组态软件组态王的基础上，我们成功设计出了温度控制系统，该系统达到了快准稳的效果，也达到了预期的目标。

再加上由组态王设计的人机界面，整个系统操作简单，控制方便，大大提高了系统的自动化程度和实用性。

该温度控制系统也有些有不足的地方需要改进，编程时我们用了编程软件自带的指令向导模块，这样虽然方便，但是使得控制系统超调量和调节时间都稍微偏大，若不直接调用该模块，而是自己编写控制子程序的话，控制效果可能会更好。

还有人机界面内容不够丰富，若再加上报表系统打印功能的话，那就更完美了。

日后，随着对硬件系统和通信方式的深入了解，还可以丰富远程控制指令，以应对运行过程中的各种突发事件，增加其他，通过构建复杂的多级网络适应大型的工业控制，使该系统运行时更加稳定可靠，性能更加完善。

不足之处及未来展望这个自控系统的不足之处在于对于湿度的控制不能把握，在使用这个软件上不充分，我认为在未来，我们可以在这个系统中增加湿度以及加大对这个软件的应用。

致谢本课题的研究是在我的导师陈老师的悉心指导下完成的，陈老师学识渊博治学态度严谨工作丝不苟待人和蔼可亲，更有诲人不倦的师者风范，在此谨向陈老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意，此外，衷心感谢本组的其他成员，他们在我遇到困难时立即伸出援助之手，正是由于他们的帮助才让我免走了许多弯路，使我能够更迅速的完成这篇论文。

毕业在即，我衷心的感谢指导过我的各位老师，四年的成长离不开他们的谆谆教诲感谢无锡太湖学院，它是我大学生涯中的笔宝贵财富，更是我人生中不可缺少的珍贵经历感谢级机电系卢主任，四年的大学生活对我们关怀备至感谢这四年来对我们照顾有加的马彪马老