【毕业设计】利用组态王模拟温度控制

整个硬件系统的原理图如下下位机总框图分析简述工作流程通过热电偶对被测对象进行温度测量，将测量的结果送到温度变送器，通过温度变送器将模拟量转换为标准的电压信号。

转换后的标准电压信号通过的器转换为可以识别的数字量。

检测到来自转换后的信号，通过内部的程序进行比较和运算将所得的控制信号输出给固态继电器。

固态继电器按照原先设定的准则进行工作从而控制阀门的开或关，以实现蒸汽量的进或出从而使被控对象得到预期的控制。

热电偶被控对象蒸汽量进出阀门开关温度变送器固态继电器温控电器原理图如下图所示免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分免积分温度变送器晶闸管调功电路水箱热电阻水箱温度信号下位机设计接线原理图元件的选型温度传感器温度传感器是用来检测水温的，他将温度信号转换为电信号，再送到变送器。

本次设计选用铂电阻作温度传感器，铂电阻的阻值变化范围为欧，经变送器转换后输出电流。

温度变送器温度变送器，专应于热电阻或热点偶，将温度转换成的电流信号。

本次选用体化温度变送器，体化温度变送器是温度传感器与变送器的完美结合，以十分简捷的方式把范围内的温度信号转换为二线制的电信号传输给显示仪调节器记录仪等，实现对温度的精确测量和控制。

体化温度变送器是现代工业现场科研院所温度测控的更新换代产品，是集散系统数字总线系统的必备产品。

控制器本次设计中，我们将采用系列，系列为单元型，内含电源和固定搭配的输入输出。

系列为双机热备系列，最大输入输出点数为点。

系列的最大输入输出点数为点。

系列程控器的最大输入输出点数为点。

三菱小型系列程控器的输入输出点最大不超过点。

每台主机可连模入模出高速记数定位等特殊功能模块，不超过个。

系列在日本三菱的姬路制作所生产。

目前系列为中国内地销量最多的小型。

系列是该系列中功能最强速度最快的微型。

有，和系列的特点超高速的运算速度微秒比的微秒快六倍容量极大步最大步比大四倍机体小型化比小兼容的编程设计备有多种不同的扩展单元及特殊模块输入输出点数的分配表表功能键设定辅助继电器输出继电器阀门的控制阀门的控制停止加热控制总停控制外部元件内部地址根据设计要求，本次设计选用模拟量输入模块，该模块用个位模拟量输入通道，输入量程为和，转换速度为通道或通道高速。

调压器调压器是应用晶闸管又称可控硅及其触发控制电路用于调整负载功率的盘装功率调整单元。

本次设计选用系列晶闸管作为交流调压器，系列晶闸管调功器通过对电压电流和功率的精确控制，从而实现精密控温。

并且凭借其先进的数字控制算法，优化了电能使用效率。

随着自动化技术迅猛发展，控制系统功能越来越强大，控制过程也变得越来越复杂，系统操作最大透明化已经成为种需要。

人机界面以其过程可视化操作员对操作过程面，再利用工具箱做好停止，温度输入和退出按钮以及报警窗口参数设置实时趋势曲线历史趋势曲线等按钮。

完整的主界面如图所示。

运行组态王后，开关变绿色，系统开始运行，目前温度值下面的方框和仪表上都显示当前温度值。

点击温度控制会进入参数设定画面，点击报警窗口会进入报警画面，实时趋势曲线和历史趋势曲线也是样。

点击停止按钮，系统运行结束，同时开关变红色。

图温度控制界面实时趋势曲线打开开发系统页面后，点击工具箱中的实时趋势曲线把实时趋势曲线放进开发页面，然后双击曲线画面，对曲线进行设置，如轴和轴的设置及标示定义等，最后利用工具箱做好返回主界面按钮，即可形成如图所示的实时趋势曲线画面。

系统运行时，实时趋势曲线会显示当前温度值的变化趋势和设定温度值。

点击返回主界面按钮，就会回到主界面。

图实时趋势曲线历史趋势曲线打开开发系统页面后，点击图库，打开图库管理器，双击历史曲线把它放进开发页面，再双击历史趋势曲线画面，对曲线进行设置，包括曲线定义，坐标系，操作面板和安全属性等设置，最后利用工具箱做好返回主界面按钮，即可形成如图所示的历史趋势曲线画面。

系统运行时，画面上会记录段时间内设定温度值和当前温度值的变化曲线。

点击返回主界面按钮，就会回到主界面。

报警窗口打开开发系统页面后，点击工具箱中的报警窗口把报警窗口放进开发页面，然后双击画面，对报警窗口进行设置，包括通用属性列属性操作属性条件属性颜色和字体属性的设置。

最后利用工具箱做好返回主界面按钮，即可形成如图所示的报警窗口画面。

系统运行时，报警窗口会根据当前温度值做出适当的报警。

此项目中我们设置当前温度低于度时，报警类型栏显示当前温度偏低。

当前温度超过度时，报警类型栏显示当前温度偏高。

图历史趋势曲线图报警窗口设定画面设定画面的设计和上面个画面类似，系统运行时该画面会显示增益积分时间微分时间采样时间温度输入等参数的值。

变量设置打开工程浏览器，点击数据词典，再点击新建建立温度输入阀输出阀指示灯温度输入等变量。

其中变量类型和寄存器是最关键的，在组态王和之间传输的变量都是类型的，只在组态王内部需要的是内存型的。

寄存器和数据类型要与程序中致，否则组态王就不能起到监控作用了。

比如温度的寄存器为，数据类型为。

下面我们以温度设置为例来说明变量设置的步骤和方法。

图为变量温度基本属性设置图，变量类型设置为实数，连接设备为新设备，寄存器为，数据类型是。

图温度基本属性设置图为变量温度报警定义设置图，我们设置了当前温度低于度时，报警当前温度太低。

当前温度度到之间时，报警当前温度偏低。

当前温度大于时，报警当前温度偏高。

图温度报警定义设置图为变量温度记录和安全区设置图，我们设置记录为数据变化记录，变化灵敏度设为这个主要是为历史趋势曲线服务的，若不设置这个，往往历史趋势曲线就出不来或者效果很差。

图当前温度记录和安全区设置动画连接打开主界面，双击停止按钮，出现如图的动画连接画面。

在按下时左边打沟，点击确定，出现命令语言输入窗口，在该窗口中输入图所示的命令，再点击确定，就完成了停止按钮的动画连接设置。

这样，点击停止后，系统就开始运行。

图动画连接打开主界面，双击目前温度值下面的框，出现如图所示的动画连接画面。

在模拟值输出左边打钩，出现模拟值输出连接画面。

点击表达式框右边的问号，选择变量温度。

输出格式中设置整数位数为，小数位数为，显示格式设置为十进制，最后点击确定。

这样，变量温度的动画连接设置就完成了。

打开主界面，双击温度控制按钮，出现如图的动画连接画面。

在按下时左边打沟，点击确定，出现命令语言输入窗口，在该窗口中输入图所示的命令，再点击确定，就完成了温度控制按钮的动画连接设置。

运行时，点击主界面中的温度控制就可以进入设定画面了。

其他按钮的动画连接方法和停止按钮类似，只是输入的命令稍有不同。

到这里，整个人机界面就完成了。

图停止按钮命令语言输入窗口图设定画面命令语言输入窗口第三章总结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。

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。

在三菱系列和组态软件组态王的基础上，我们成功模拟出了温度控制系统，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。

第四章参考文献张伟林电气控制与综合应用技术人民邮电出版社，黄艳丽黎旭设计与人机界面北京理工大学出版社，高钦和可编程控制器应用技术与设计实例人民邮电出版社，赵燕可编程控制器原理及应用中国林业出版社，李方园人机界面设计及应用化学工业出版社，前言可编程控制器是种应用很广泛的自动控制装置，它将传统的继电器控制技术计算机技术和通讯技术融为体，具有控制能力强操作灵活方便可靠性高适宜长期连续工作的特点，非常适合温度控制的要求。

在工业领域，随着自动化程度的迅速提高，用户对控制系统的过程监控要求越来越高，人机界面的出现正好满足了用户这需求。

人机界面可以对控制系统进行全面监控，包括过程监测报警提示数据记录等功能，从而使控制系统变得操作人性化过程可视化，在自动控制领域的作用日益显著。

本文主要介绍了基于三菱公司系列的可编程控制器和亚控公司的组态软件组态王的对象温度控制系统的设计方案。

编程时调用了编程软件中自带的控制模块，使得程序更为简洁，运行速度更为理想。

利用组态软件组态王设计人机界面，实现控制系统的实时监控数据的实时采样与处理。

目录第章概述第二章总方案系统框图下位机设计元件选择上位机设计监控主界面实时趋势曲线历史趋势曲线报警窗口设定画面变量设置动画连接第三章总结第四章参考文献第章概述温度控制在电子冶金机械等工业领域应用非常广泛。

由于其具有工况复杂参数多变运行惯性大控制滞后等特点，它对控制调节器要求极高。

目前，仍有相当部分工业企业在用窑炉等烘干生产线，存在着控制精度不高炉内温度均匀性差等问题，达不到工艺要求，造成装备运行成本费用高，产出品品质低下，严重影响企业经济效益，急需技术改造。

近年来，国内外对温度控制器的研究进行了广泛深入的研究，特别是随着计算机技术的发展，温度控制器的研究取得了巨大的发展，形成了批商品化的温度调节器，如职能化模糊控制自适应控制等，其性能控制效果好，可广泛应用于温度控制系统及企业相关设备的技术改造服务。