壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)論文

焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘 要 1 摘 要 電磁爐又稱為電磁灶，它起源于德國(guó)。電磁爐與其他廚房電器和傳統(tǒng)灶具相比，電磁爐除在加熱時(shí)間稍遜于煤氣爐之外，其余指標(biāo)均優(yōu)于同類加熱器。無(wú)論在安全、節(jié)能、高效、簡(jiǎn)便等方面都具有很大的優(yōu)越性，尤其在環(huán)保方面的優(yōu)點(diǎn)更為突出。根據(jù)市 場(chǎng)調(diào)查，電磁爐在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的需求量很大。國(guó)外許多服務(wù)行業(yè)和家庭 已經(jīng) 習(xí)慣使用這類智能化程度高、環(huán)保、高效的電磁爐，而且產(chǎn)品的更新速度也比較快。電磁爐正處產(chǎn)品生命周期中的成長(zhǎng)期，對(duì)該產(chǎn)品的需求，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)容量和潛力巨大 。 國(guó)際市場(chǎng)只要質(zhì)量和技術(shù)檔次能跟上，出現(xiàn) 的 前景同樣看好 。 在這樣的市場(chǎng) 和需求背景下，我們開(kāi)發(fā)出多功能，具有各種保護(hù)功能的新型電磁爐更 是我們追求的。 本文利用 PLC 控制， 設(shè)計(jì)出了具有取暖、熱水、洗浴等多項(xiàng)功能的壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)。并且有自啟動(dòng)和高溫保護(hù)功能。在某一些檢測(cè)控制方面打破了傳統(tǒng)的控制思想，實(shí)現(xiàn)了自我創(chuàng)新。 關(guān)鍵詞 ： 控制； PLC；電磁爐 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) ABSTRACT 2 ABSTRACT Induction Cooker is also known as technical Cooking appliances which originated from Germany. Compared with other kitchen appliances and traditional Cooking appliances, except that Induction Cooker at the heating time is in less gas stove, the other indicators are better than similar heater. In terms of safety, energy conservation, efficient and simple are all have a great advantage.particularly the advantages of the aspects of environmental are more prominent. According to the market research, Induction Cooker is in great demand in domestic and foreign markets. Many foreign and domestic service sectors have been accustomed to using such a high degree of intelligence, environmental protection and efficient Induction Cooker, and product updates are also fairly fast speed. Induction Cooker is the product life cycle of growth, the demand for the products, capacity and the domestic market has great potential. In the international market ,as long as the quality and technical level are to keep up, occurred in such a market and demand background of the same optimistic about the prospects, we developed a multi-functional, with various protection features of the new Induction Cooker is our pursuit of more. Using PLC control, I designed a wall-mounted with automatic control system Induction Cooker which have a multi-function about heating, hot water and toiletries and so on, And also have a function of self-starting and high temperature protection. In certain areas about Detection of control, It breaks the traditional control of thinking and realized the self-innovation. Keywords： Control； PLC； Induction Cooker 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄 1 目 錄 1 引言 . 1 1.1 課題 設(shè)計(jì)的意義和目的 . 1 1.2 本文選題背景和意義 . 1 1.2.1 國(guó)內(nèi)外電磁爐的發(fā)展?fàn)顩r . 1 1.2.2 PLC 技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用 . 2 1.2.3 PLC 與繼電器控制的比較及特點(diǎn) . 4 1.3 課題研究?jī)?nèi)容 . 6 1.3.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容 . 6 1.3.2 設(shè)計(jì)要求與任務(wù) . 6 1.4 小結(jié) . 7 2 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) . 8 2.1 控制電路設(shè)計(jì) . 8 2.1.1 PLC 的選型設(shè)計(jì) . 8 2.1.2 PLC 控制系統(tǒng)的硬件配置 . 8 2.1.3 PLC 的輸入輸出點(diǎn)分配 . 8 2.1.4 主電路的設(shè)計(jì)及 PLC 外部接線圖 . 9 2.2 PLC 與其他硬件配置明細(xì)表 . 10 2.3 小結(jié) . 11 3 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件設(shè) 計(jì) . 12 3.1 軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)和編程語(yǔ)言的選擇 . 12 3.2 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì) . 12 3.2.1 主控流程圖設(shè)計(jì) . 12 3.2.2 畫(huà)梯形圖 . 13 3.3 小結(jié) . 17 4 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)仿真 . 18 4.1 用編程軟件編譯調(diào)試程序 . 18 4.2 用 S7-200 仿真器模擬仿真程序 . 18 4.3 小結(jié) . 27 5 結(jié)束語(yǔ) . 28 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄 2 參考文獻(xiàn) . 30 致謝 . 31 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 引言 1 1 引言 1.1 課 題 設(shè)計(jì)的意義和目的 PLC 原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)是電氣自動(dòng)化專業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)之一 ，主要以小型實(shí)用性 PLC 控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)為主。 課 題 設(shè)計(jì)的目的 ： （ 1）全面熟練掌握 PLC 的硬件組成以及各種指令的應(yīng)用 （ 2）掌握小型 PLC 應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟 （ 3）熟悉和掌握 PLC 開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的應(yīng)用和軟件調(diào)試過(guò)程 （ 4）通過(guò)設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)故障的分析、判斷、檢修進(jìn)一步鍛煉和培養(yǎng)動(dòng)手能力。 課 題 設(shè)計(jì)的任務(wù) ：（ 1）全面理解本次實(shí)訓(xùn)的硬件電路組成及具體實(shí)現(xiàn)方法 （ 2）根據(jù)具體的實(shí)訓(xùn)要求編寫(xiě)相應(yīng)程序 （ 3）用軟件調(diào)試設(shè)計(jì)程序，觀察設(shè)計(jì)的實(shí)際效果 。 1.2 本文 選題背景和意義 PLC 技術(shù)是工業(yè)自動(dòng)化的重要手段，在很多領(lǐng)域都已應(yīng) 用。電磁爐早已步入千家萬(wàn)戶，我們更要尋找一種很好的控制方法。讓電磁爐能更好的發(fā)揮作用，更好的服務(wù)于人類。 1.2.1 國(guó)內(nèi)外電磁爐的發(fā)展?fàn)顩r 電磁爐又稱為電磁灶，它起源于德國(guó)。在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，電磁爐的普及率達(dá)到了 60%-70%。在我國(guó)，電磁爐也開(kāi)始步入千家萬(wàn)戶。電磁爐與其他廚房電器和傳統(tǒng)灶具相比，電磁爐除在加熱時(shí)間稍遜于煤氣爐之外，其余指標(biāo)均優(yōu)于同類加熱器。無(wú)論在安全、節(jié)能、高效、簡(jiǎn)便等方面都具有很大的優(yōu)越性，尤其在環(huán)保方面的優(yōu)點(diǎn)更為突出。其自動(dòng)檢查鍋具以及過(guò)熱保護(hù)等先進(jìn)設(shè)置，不會(huì)象電爐那樣產(chǎn)生明火，不會(huì) 造成視覺(jué)污染或者電路短路等問(wèn)題 ；不會(huì)燃燒時(shí)產(chǎn)生廢氣，以及諸如液化氣泄漏造成的中毒甚至爆炸的安全隱患。同時(shí)電磁爐方便收藏、易于清潔、體積小巧，且在使用時(shí)不至于使室溫上升，在省電、省錢(qián)以及安全有保障的情況下將食物料理過(guò)程輕松完成。電磁爐分為工頻電磁爐和高頻電磁爐，工頻電磁爐工作簡(jiǎn)單可靠，主要存在的問(wèn)題是噪聲大，已被淘汰，現(xiàn)在所說(shuō)的電磁爐指的都是高頻電磁爐。 電磁爐是運(yùn)用高頻電磁感應(yīng)原理加熱。它將市電整流濾波后得到的脈動(dòng)直流轉(zhuǎn)換成高頻電流，通過(guò)加熱線圈建立高頻磁場(chǎng)，磁力線經(jīng)線圈與焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 引言 2 鍋底構(gòu)成的磁回路穿透灶面作用于鍋底 ，在鍋底形成渦流而發(fā)熱，起到加熱鍋中食物的作用。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查，電磁爐在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的需求量很大。國(guó)外許多服務(wù)行業(yè)和家庭己習(xí)慣使用這類智能化程度高、環(huán)保、高效的電磁爐，而且產(chǎn)品的更新速度也比較快。電磁爐正處產(chǎn)品生命周期中的成長(zhǎng)期，對(duì)該產(chǎn)品的需求，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)容量和潛力巨大，國(guó)際市場(chǎng)只要質(zhì)量和技術(shù)檔次能跟上，出現(xiàn)在前景同樣看好在這樣的市場(chǎng)和需求背景下，我們開(kāi)發(fā)出多功能，寬電壓范圍，具有各種保護(hù)功能的新型電磁爐更具有現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)意義。 1.2.2 PLC技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用 PLC 即可編程控制器 的英文名稱 Programmable Logic Controller 的簡(jiǎn)稱 ，是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在 1987 年國(guó)際電工委員會(huì) IEC（ International Electrical Committee）頒布的 PLC 標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì) PLC 做了如下定義： “PLC 是一種專門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易 于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì) 1 。 ” （ 1） PLC 的發(fā)展?fàn)顩r 雖然 PLC 問(wèn)世時(shí)間不長(zhǎng)，但是隨著微處理器的出現(xiàn)，大規(guī)模，超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展和數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的不斷進(jìn)步， PLC 也迅速發(fā)展，其發(fā)展過(guò)程大致可分三個(gè)階段： 早期的 PLC（ 60 年代末 70 年代中期） 早期的 PLC 一般稱為可編程邏輯控制器。這時(shí)的 PLC 多少有點(diǎn)繼電器控制裝置的替代物的含義，其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制，定時(shí)等。它在硬件上以準(zhǔn)計(jì)算機(jī)的形式出現(xiàn)，在 I/O 接口電路上作了改進(jìn)以適應(yīng)工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng) 的要求。裝置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，存儲(chǔ)器采用磁芯存儲(chǔ)器。另外還采取了一些措施，以提高其抗干擾的能力。在軟件編程上，采用廣大電氣工程技術(shù)人員所熟悉的繼電器控制線路的方式 梯形圖。因此，早期的 PLC 的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置，其優(yōu)點(diǎn)包括簡(jiǎn)單易懂，便于安裝，體焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 引言 3 積小，能耗低，有故障指使，能重復(fù)使用等。其中 PLC 特有的編程語(yǔ)言 梯形圖一直沿用至今。 中期的 PLC（ 70 年代中期 80 年代中，后期） 在 70 年代，微處理器的出現(xiàn)使 PLC 發(fā)生了巨大的變化。美國(guó)，日本，德國(guó)等一些廠家先后開(kāi)始采用微處理器作 為 PLC 的中央處理單元 (CPU)。 這樣，使 PLC 得功能大大增強(qiáng)。在軟件方面 ，除了保持其原有的邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能以外，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。在硬件方面，除了保持其原有的開(kāi)關(guān)模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)程 I/O 模塊、各種特殊功能模塊。并擴(kuò)大了存儲(chǔ)器的容量，使各種邏輯線圈的數(shù)量增加，還提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器，使 PLC 得應(yīng)用范圍得以擴(kuò)大。 近期的 PLC（ 80 年代中、后期至今） 進(jìn)入 80 年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場(chǎng)價(jià)格大幅度 下跌，使得各種類型的 PLC 所采用的微處理器的當(dāng)次普遍提高。而且，為了進(jìn)一步提高 PLC 的處理速度，各制造廠商還紛紛研制開(kāi)發(fā)了專用邏輯處理芯片。這樣使得 PLC 軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化 2 3 。 （ 2） PLC 的應(yīng)用前景 目前， PLC 在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。 開(kāi)關(guān)量的邏輯控制 。 PLC 取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、訂書(shū)機(jī)械、印刷機(jī)、磨床、組合機(jī)床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 模擬量控 制 。 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（ Analog）和數(shù)字量（ Digital）之間的 A/D 轉(zhuǎn)換及 D/A 轉(zhuǎn)換。 PLC 廠家都生產(chǎn)配套的 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。 運(yùn)動(dòng)控制 。 PLC 可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開(kāi)關(guān)量 I/O 模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng) 步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 引言 4 上各主要 PLC 廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。 過(guò)程控制 。 過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)， PLC 能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。 PID 調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型 PLC 都有 PID 模塊，目前許多小型 PLC 也具有此功能模塊。 PID 處理一般是運(yùn)行專用的 PID 子程序。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。 數(shù)據(jù)處理 。 現(xiàn)代 PLC 具有 數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票怼?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過(guò)程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 通信及聯(lián)網(wǎng) 。 PLC 通信含 PLC 間的通信及 PLC 與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展， 工業(yè)等各大領(lǐng)域 自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各 PLC 廠商都十分重 視 PLC 的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的 PLC 都具有通信接口，通信非常方便 3 5 6 。 1.2.3 PLC控制 與繼電器控制的比較 本設(shè)計(jì) 中采用可編程控制器（ PLC）來(lái)實(shí)現(xiàn)其控制功能，具有極大的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在設(shè)計(jì)時(shí)間短，響應(yīng)速度快，可靠性高，可實(shí)現(xiàn)順序控制功能、定時(shí)、計(jì)數(shù)、運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)處理、閉環(huán)控制及通信聯(lián)網(wǎng)等功能。 另外 其控制電路、程序易于修改。 在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，可編程控制器 (PLC)作為自動(dòng)控制以成為大多數(shù)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)備基礎(chǔ)，同時(shí)也給工業(yè)控制帶來(lái)了前所未有的非凡變化。使用 PLC 的工業(yè)控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的用繼電器的工業(yè)控制系統(tǒng)相比，在操作、控制、效率和精度等各個(gè)方面都具有無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。雖然在工業(yè)控制系統(tǒng)中所使用的繼電器控制設(shè)備不會(huì)被完全淘汰，但是由于 PLC 的出現(xiàn)已經(jīng)改變了工業(yè)控制設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思想 。 （ 1） 繼電器 控制 存在的缺點(diǎn) 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 引言 5 今天繼電器已應(yīng)用到家庭及工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。他們比以往的產(chǎn)品具有更高的可靠性。但是，這也是隨之帶來(lái)的一些問(wèn)題。如絕大多數(shù)控制繼電器都是長(zhǎng)期磨損和疲勞工作條件下進(jìn)行的，容易損壞。而且繼電器的觸點(diǎn)容易產(chǎn)生電弧，甚至?xí)墼谝黄甬a(chǎn)生誤操作，引起嚴(yán)重的后果。再者，對(duì)一個(gè)具 體使用的裝有上百個(gè)繼電器的設(shè)備，其控制箱將是龐大而笨重的。在全負(fù)荷運(yùn)載的情況下，大的繼電器將產(chǎn)生大量的熱及噪聲，同時(shí)也消耗了大量的電能。并且繼電器控制系統(tǒng)必須是手工接線、安裝，如果有簡(jiǎn)單的改動(dòng)，也需要花費(fèi)大量時(shí)間及人力和物力去改制、安裝和調(diào)試。 （ 2） PLC的優(yōu)勢(shì)、特點(diǎn) 可編程控制器以體積小功能強(qiáng)大所著稱，它不但可以很容易地完成順序邏輯、運(yùn)動(dòng)控制、定時(shí)控制、計(jì)數(shù)控制、數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理等功能，而且可以通過(guò)輸入輸出接口建立與各類生產(chǎn)機(jī)械數(shù)字量和模擬量的聯(lián)系，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制。特別是現(xiàn)在，由于信息、網(wǎng) 絡(luò)時(shí)代的到來(lái)，擴(kuò)展了 PLC的功能，使它具有很強(qiáng)的聯(lián)網(wǎng)通訊能力，從而更廣泛地應(yīng)用于眾多行業(yè)。 （ 3） PLC的功 能 順序控制 。 順序控制是 PLC最基本、應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。所謂的順序控制，就是按照工藝流程的順序，在控制信號(hào)的作用下，使得生產(chǎn)過(guò)程的各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)地按照順序動(dòng)作。由于它還具有編程設(shè)計(jì)靈活、速度快、可靠性高、成本低、便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，所以在實(shí)現(xiàn)單機(jī)控制、多機(jī)群控制、生產(chǎn)流程控制中可以完全取代傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制系統(tǒng)。它主要是根據(jù)操作按扭、限位開(kāi)關(guān)及其它現(xiàn)場(chǎng)給來(lái)的指令信號(hào)和傳感器信號(hào)，控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行 相應(yīng)的操作，從而達(dá)到了自動(dòng)化生產(chǎn)線控制。比較典型應(yīng)用在自動(dòng)電梯的控制、管道上電磁 閥 的自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉、皮帶運(yùn)輸機(jī)的順序啟動(dòng)等。 閉環(huán)過(guò)程控制 。 以往對(duì)于過(guò)程控制的模擬量均采用硬件電路構(gòu)成的 PID模擬調(diào)節(jié)器來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)、閉環(huán)控制。而現(xiàn)在完全可以采用 PLC控制系統(tǒng)，選用模擬量控制模塊，其功能由軟件完成，系統(tǒng)的精度由位數(shù)決定，不受元件影響，因而可靠性更高，容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制和先進(jìn)的控制方法，可以同時(shí)控制多個(gè)控制回路和多個(gè)控制參數(shù)。例如生產(chǎn)過(guò)程中的溫度、流量、壓力、速度等。 運(yùn)動(dòng)位置控制 。 PLC可以支持?jǐn)?shù)控機(jī)床的控制和管理 ，在機(jī)械加工行業(yè)，可焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 引言 6 編程控制器與計(jì)算機(jī)數(shù)控（ CNC）集成在一起，用以完成機(jī)床的運(yùn)動(dòng)位置控制，它的功能是接受輸入裝置輸入的加工信息，經(jīng)處理與計(jì)算，發(fā)出相應(yīng)的脈沖給驅(qū)動(dòng)裝置，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)，使機(jī)床按預(yù)定的軌道運(yùn)動(dòng)，以完成多軸伺服電機(jī)的自控。目前以用于控制無(wú)心磨削、沖壓、復(fù)雜零件分段沖裁、滾削摸削等應(yīng)用中。 生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)控和管理 。 PLC可以通過(guò)通迅接口與顯示終端和打印機(jī)等外設(shè)相連。顯示器作為人機(jī)界面（ HMI）是一種內(nèi)含微處理芯片的智能化設(shè)備，它與PLC相結(jié)合可取代電控柜上眾多的控制按鈕、選擇開(kāi)關(guān)、信號(hào)指示 燈，及生產(chǎn)流程模擬屏和電控柜內(nèi)大量的中間繼電器和端子排。所有操作都可以在顯示屏上的操作元件上進(jìn)行。 PLC可以方便、快捷地對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理，并可對(duì)要顯示的參數(shù)以二進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制、 ASCII字符等方式進(jìn)行顯示。在顯示畫(huà)面上，通過(guò)圖標(biāo)的顏色變化反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，如閥門(mén)的開(kāi)與關(guān)，電機(jī)的啟動(dòng)與停止，位置開(kāi)關(guān)的狀態(tài)等。 PID回路控制用數(shù)據(jù)、棒圖等綜合方法反映生產(chǎn)過(guò)程中量的變化，操作人員通過(guò)參數(shù)設(shè)定可進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，通過(guò)數(shù)據(jù)查詢可查找任一時(shí)刻的數(shù)據(jù)記錄，通過(guò)打印可保存相關(guān)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，為今后的生 產(chǎn)管理和工藝參數(shù)的分析帶來(lái)便利。 網(wǎng)絡(luò)特性 。 PLC可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái) PLC之間或多臺(tái) PLC與一臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的通訊聯(lián)網(wǎng)要求，從而組成多級(jí)分布式控制系統(tǒng)，構(gòu)成工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)。 通過(guò)通訊模塊、上位機(jī)以及相應(yīng)的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)距離監(jiān)控。 通過(guò)調(diào)制解調(diào)器和公用電話網(wǎng)與遠(yuǎn)程客戶端計(jì)算機(jī)相連，從而使管理者可通過(guò)電話線對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離監(jiān)控 5 9 。 1.3 課題研究?jī)?nèi)容 1.3.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容 設(shè)計(jì)一個(gè)壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)，具有取暖、熱水、洗浴等多項(xiàng)功能，進(jìn)水盒出水采用電磁閥控制，高頻電源采用 3 個(gè) 2kw 電源，其中一個(gè)高頻電源能夠進(jìn)行功率微調(diào)。 1.3.2 設(shè)計(jì)要求與任務(wù) （ 1） 控制面板上包括取暖、熱水、高溫、中溫、低溫、微調(diào)、啟動(dòng)和停止按鈕； 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 引言 7 （ 2） 取暖時(shí)具有 5低溫自啟動(dòng)功能； （ 3） 具有 80高溫保護(hù)功能； （ 4） 熱水時(shí)具有水流自動(dòng)調(diào)溫功能 。 1.4 小結(jié) 通過(guò)對(duì) PLC 的認(rèn)識(shí)，了解其發(fā)展和特點(diǎn)，并與繼電器 、 單片機(jī)的比較突現(xiàn)出PLC 的特點(diǎn)明顯 前景廣泛。 利用 PLC 來(lái)實(shí)現(xiàn)中低壓配電網(wǎng)的 RTU 功能，具有簡(jiǎn)單、可靠、易用等特點(diǎn)，是 一個(gè)比較有應(yīng)用前景的實(shí)現(xiàn)方案 。 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 8 2 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 本文 研究的課題是采用 PLC 技術(shù)對(duì)壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究，采用 PLC 技術(shù)的軟件編程方法代替通過(guò)連線而實(shí)現(xiàn)的所有邏輯控制，并根據(jù) PLC的功能特點(diǎn)增加工作狀態(tài)顯示、故障顯示等功能；并對(duì)系統(tǒng)的硬件、軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)研究和實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試。 2.1 控制電路設(shè)計(jì) PLC 技術(shù)是工業(yè)自動(dòng)化的重要手段，它可以實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制、定時(shí)、記數(shù)、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)通信等功能，并且具有處理分支、中斷、自診斷能力 6 。 PLC 技術(shù)的邏輯控制功能通過(guò)軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，柔性強(qiáng)，控制功能多，控制線路大大簡(jiǎn)化。 PLC 的輸入輸出回路 均帶有光電隔離等抗干擾和過(guò)載保護(hù)措施。程序運(yùn)行為循環(huán)掃描工作方式，且有故障檢測(cè)及診斷程序，可靠性極高。 PLC控制系統(tǒng)為模塊化結(jié)構(gòu)，維護(hù)更換方便，并可顯示故障類型。因此本文決定采用PLC 進(jìn)行控制，并且保持原有的操作方式、按鈕、開(kāi)關(guān)的作用不變，以方便用戶，縮短適應(yīng)期。 2.1.1 PLC的選型設(shè)計(jì) S7-200系列 PLC為小型 PLC，外形尺寸小、質(zhì)量輕、功耗小。其雖然為小型PLC，但是許多功能達(dá)到了原來(lái)大、中型 PLC的水平，而價(jià)格卻是小型 PLC的價(jià)格。特別是 S7-200的第二代， CPU22X系列具有多種功能塊和 人機(jī)界面可供選擇，具有功能齊全的編程和工業(yè)控制組態(tài)軟件，系統(tǒng)非常方便，可以很容易地組成 PLC網(wǎng)絡(luò)，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單幾乎可以完成任何功能的控制任務(wù)。因此，本次設(shè)計(jì)選用 S7-200型 PLC 1 。 2.1.2 PLC控制系統(tǒng)的硬件配置 由本文的控制方案可以看出，本次 PLC 電路主要有 PLC、各種傳感器、操作開(kāi)關(guān)等。壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)運(yùn)用了 11 個(gè)按鈕輸入， 6 個(gè)開(kāi)關(guān)輸入， 7 個(gè)輸出。由于點(diǎn)數(shù)不多，本文決定選用一臺(tái) CPU226 主機(jī)模塊進(jìn)行控制。 PLC 控制系統(tǒng)的硬件詳細(xì)配置見(jiàn)表 2-2。 2.1.3 PLC 的輸入輸出點(diǎn)分配 用一臺(tái) CPU226 單機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制。為了提焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 9 高系統(tǒng)的抗干擾能力，數(shù)字輸入點(diǎn)采用數(shù)字濾波，不使用脈沖捕捉功能。輸出表設(shè)計(jì)為封鎖輸出方式 1 。輸入輸出信號(hào)的對(duì)照表見(jiàn)表 2-1 所示 。 表 2-1 PLC 的輸入 /輸出地址分配 Tab 2-1 The detailed table of the input/output addresses of PLC 其中爐內(nèi)溫度繼電器 1 為 5 動(dòng)作繼電器，實(shí)現(xiàn) 5 自啟動(dòng)功能；爐內(nèi)溫度繼電器 2 為 80 動(dòng)作繼電器，實(shí)現(xiàn) 80 高溫保護(hù)功能。洗浴閥處 溫度繼電器，實(shí)現(xiàn)洗浴時(shí)水流自動(dòng)調(diào)溫功能。可以選擇適合人洗浴的最佳溫度范圍，繼電器 1、 2、3 分別為 37 、 42 、 47 動(dòng)作的繼電器，把溫度鎖定在 37 47 之間。詳細(xì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程見(jiàn) 3.2 程序設(shè)計(jì) 及 4.2 仿真 部分。 2.1.4 主電路的設(shè)計(jì)及 PLC外部接線圖 主電路中，低溫、中溫、高溫是分別接一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè) 2kw 電源來(lái)實(shí)現(xiàn)的，焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 10 其中每種都接上功率可微調(diào)電源，以實(shí)現(xiàn)微調(diào)功能。根據(jù)輸入輸出對(duì)照表設(shè)計(jì)出PLC 的外部接線示意圖 2-1 如下 。 圖 2-1 PLC 電路主機(jī)單元的 I/O 圖 Fig 2-1 The I/O diagram of the host unit of PLC 2.2 PLC 與其他硬件配置明細(xì)表 PLC 外部輸出器件的選擇對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有很大的影響，因此要選用安全、可靠的設(shè)備。系統(tǒng)所選用的元件的名稱、電氣符號(hào)、型號(hào)、數(shù)量等具體參數(shù)在下面 表 2-2 的元件名細(xì)表中 4 。 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 11 2.3 小結(jié) 壁掛式多用電磁爐控制系統(tǒng)如果使用繼電器控制實(shí)現(xiàn)，控制系統(tǒng)體積大、運(yùn)行噪音大、功耗高、接線復(fù)雜、故障率高、工作穩(wěn)定性和可靠性差、控制速度慢、控制精度差、功能改變難度大、使用壽命短，缺乏故障自診斷能力 。 PLC 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)通信等功能。 PLC 技術(shù)的邏輯控制功能通過(guò)軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)，柔性強(qiáng)，控制功能多，控制線路大大簡(jiǎn)化。因此可以采用 PLC 控制來(lái)代替繼電器控制，可以保持原有的操作方式按鈕、開(kāi)關(guān)、主令的作用不變。以方便用戶，縮短適應(yīng)期。本章對(duì)多用電磁爐的硬件做詳細(xì)的設(shè)計(jì)，包括 PLC 的選型、輸入輸出分配、 PLC 的外部接線等。 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 12 3 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的 軟件設(shè)計(jì) 3.1 軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)和編程語(yǔ) 言的選擇 由上一章節(jié)介紹知，本次設(shè)計(jì)采用 S7-200 型 PLC。 S7 系列是德國(guó) SIEMENS公司于 20 世紀(jì)末推出的新型 PLC 產(chǎn)品，編程時(shí)均使用 STEP7 編程軟件。這是一種基于 windows 平臺(tái)的應(yīng)用軟件，是西門(mén)子公司專為 SIMATIC 系列 S7-200PLC研制開(kāi)發(fā)的編程軟件。而 S7-200 支持的 STMATIC 和 IEC1131-3 兩種基本類型的指令集中， STMATIC 指令集是西門(mén)子公司 PLC 專用的指令集。本次設(shè)計(jì)就為STMATIC 指令系統(tǒng)編制的梯形圖程序。 STEP7 編程軟件提供了三種編程語(yǔ)言，即梯形圖（ LAD）、語(yǔ)句表（ STL）、及功能塊圖（ FBD） ,每種語(yǔ)言都有自己的 特點(diǎn)。梯形圖語(yǔ)言（ LAD）是在繼電接觸控制基礎(chǔ)上演變而來(lái)的，是一種圖形化的編程語(yǔ)言。梯形圖語(yǔ)言比較形象、直觀。編程人員幾乎不必具有計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，不需考慮 PLC 內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理，只要有繼電接觸控制的基礎(chǔ)，就能在很短時(shí)間內(nèi)掌握梯形圖（ LAD）的使用和編程方法，因此這種編程語(yǔ)言應(yīng)用最廣，所有 PLC 廠商均支持梯形圖語(yǔ)言編程。語(yǔ)句表（ STL）是用助記符來(lái)表示 PLC 的各種操作功能，類似于計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言，特別適合于熟悉計(jì)算機(jī)原理和熟悉 PLC 和有經(jīng)驗(yàn)的程序員使用，用它可以編寫(xiě)出梯形圖語(yǔ)言或功能塊語(yǔ)言（ FBD）無(wú)法實(shí)現(xiàn)的程 序，程序執(zhí)行速度最快。功能塊語(yǔ)言（ FBD）也是一種圖形化語(yǔ)言，主要由多種功能組成，類似于數(shù)字邏輯門(mén)電路，適用于有數(shù)字電路基礎(chǔ)的人編程使用，但在國(guó)內(nèi)使用較少。 綜上所述本次設(shè)計(jì)選用梯形圖語(yǔ)言（ LAD）編程最好，可編制出與電氣原理圖相類似的程序，更形象、直觀 1 3 。 3.2 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì) 3.2.1 主控流程圖設(shè)計(jì) 功能流程圖簡(jiǎn)稱功能圖，功能流程圖是專用于工業(yè)順序控制程序設(shè)計(jì)的一種功能說(shuō)明性語(yǔ)言。為了編程方便，可以直接用內(nèi)部存儲(chǔ)器位 M 來(lái)代表各步的編號(hào)，設(shè)計(jì)主控流程圖如圖 3-1 所示 。 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 13 圖 3-1 功能流程圖 Fig 3-1 the flow chart of Function 按啟動(dòng)按鈕 SB1 后 M0.0 得電，進(jìn)出口電磁閥打開(kāi)，在按取暖按鈕 SB2 或熱水按鈕 SB3 分別進(jìn)入取暖、熱水狀態(tài)，按高、中、低溫按鈕可調(diào)高、中、低溫。 當(dāng)洗浴閥開(kāi)時(shí)，流量檢測(cè)開(kāi)關(guān) B 合上，水流進(jìn)入自動(dòng)調(diào)溫狀態(tài)。由安裝在洗浴手動(dòng)閥后的溫度繼電器實(shí)現(xiàn)。當(dāng)洗浴水流 溫度 低于 37 時(shí)，三個(gè)溫度繼電器都未動(dòng)作，自動(dòng)為高溫加熱狀態(tài)；當(dāng)洗浴水流 溫度 高于 37而 低于 42 時(shí)，自動(dòng)變?yōu)橹袦丶訜釥顟B(tài)；當(dāng)洗浴水流 溫度 高于 42 而低于 47 時(shí)自動(dòng)變?yōu)榈蜏丶訜釥顟B(tài)；當(dāng)洗浴水流 溫度 高于 47 時(shí)停止加熱。水流溫度在此四個(gè)比較適合人洗浴的狀態(tài)下變化。如覺(jué)水溫不適可進(jìn)行功率微調(diào)，微調(diào)時(shí)水流無(wú)自動(dòng)調(diào)溫功能。 無(wú)論是在取暖還是在熱水、洗浴狀態(tài)，都可以實(shí)現(xiàn)功率微調(diào)。由于高、中、低溫三種狀態(tài)都將可微調(diào)電源以最大功率接入，這樣一來(lái)剛進(jìn)入微調(diào)狀態(tài)時(shí)只能在某一狀態(tài)下進(jìn)行減功率微調(diào)。 3.2.2 畫(huà)梯形圖 根據(jù) 前面所畫(huà)的功能流程圖，就可以很容易用編程軟件做出梯形圖程序。如圖 3-2 所示 。 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 14 圖 3-2 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的 LAD 程序圖 Fig 3-2 the LAD procedures map of the wall-mounted use of the automatic control system Induction Cooker 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 15 圖 3-2 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的 LAD 程序圖 (續(xù)圖 ) Fig 3-2 the LAD procedures map of the wall-mounted use of the automatic control system Induction Cooker (continuous diagram) 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 16 圖 3-2 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的 LAD 程序圖 (續(xù)圖 ) Fig 3-2 the LAD procedures map of the wall-mounted use of the automatic control system Induction Cooker (continuous diagram) 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 17 3.3 小結(jié) PLC 技術(shù)的邏輯控制功能通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)，柔性強(qiáng)，控制功能多，控制線路大大簡(jiǎn)化。 S7-200PLC 的編程軟件 STEP7 Micro/WIN32,是一種基于 windows平臺(tái)的應(yīng)用軟件，它 可以使用通用的個(gè)人計(jì)算機(jī)作為圖形編輯器，用于在線或離線開(kāi)發(fā)用戶程序，用于在線對(duì) PLC 進(jìn)行各種操作，并且可以在線實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。 STEP7 編程軟件提供了三種編程語(yǔ)言，即梯形圖 LAD，語(yǔ)句表STL 及功能塊圖 FBD.梯形圖 LAD 是在繼電接觸控制基礎(chǔ)上演變而來(lái)的，是一種圖形化的編程語(yǔ)言。編程人員不需考慮 PLC 內(nèi)部的結(jié)構(gòu)原理，只要有繼電接觸控制的基礎(chǔ)，就能在很短時(shí)間內(nèi)掌握梯形圖 LAD 的使用和編程方法，因此這種編程語(yǔ)言應(yīng)用最廣。本節(jié)各種控制程序均采用梯形圖 LAD 語(yǔ)言編制，邏輯關(guān)系反映得形象、直觀。在選定編程 語(yǔ)言的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的功能流程圖，進(jìn)而用梯形圖語(yǔ)言編制出控制程序。 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)仿真 18 4 壁掛式多用電磁 爐自動(dòng)控制系統(tǒng) 仿真 理論設(shè)計(jì)完成后，首先需要進(jìn)行程序的編寫(xiě)。進(jìn)行程序的編譯，并在軟件環(huán)境下直接進(jìn)行調(diào)試。然后再在 S7-200 仿真器中進(jìn)行模擬仿真。 4.1 用編程軟件編 譯調(diào)試程序 STEP-Micro WIN32 編程軟件是一種基于 Windows 平臺(tái)的應(yīng)用程序，是西門(mén)子公司專為 SIMATIC 系列 S7 200PLC 研制開(kāi)發(fā)的編程軟件，它可以使用通用的個(gè)人計(jì)算機(jī)作為圖形編輯器，實(shí)現(xiàn)離線編輯、編譯、調(diào)試用戶程序和系統(tǒng)組態(tài)，用于在線對(duì) PLC 進(jìn)行各種操作，并且可以在線實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。 用編程軟件調(diào)試程序按照以下順序進(jìn)行：信號(hào)通信電路程序， PLC 電路程序。 調(diào)試結(jié)果：全部編譯通過(guò)。 按梯形圖程序的編輯方法，在梯形圖編輯器中編輯出多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的梯形圖程序。還可在運(yùn)行模式下直接編輯程序。 （ 1）選擇菜單命令 Debug/Program Edit in RUN。 （ 2）屏幕彈出警告信息，使用鼠標(biāo)左鍵單擊“ Continue”按鈕， PLC 主機(jī)中的用戶程序被上裝到軟件窗口，此時(shí)便可以在運(yùn)行模式下編輯用戶程序。 （ 3）在用戶 程序編譯成功后，可以使用菜單命令 File/Download 或者使用工具欄中的“下載 ”按鈕，在運(yùn)行模式下把用戶程序下載到 PLC 主機(jī)中。 （ 4）選擇菜單命令 Debug/Program Edit in RUN，使用鼠標(biāo)左鍵單擊“ Checkmark”按鈕，退出運(yùn)行模式編輯 1 10 。 4.2 用 S7-200 仿真器 模擬仿真程序 PLC 控制電路模擬調(diào)試，由于條件有限，在這里用 S7-200 仿真軟件進(jìn)行局部調(diào)試。 過(guò)程如下： （ 1） 點(diǎn)擊 I0.0（因?yàn)槭前粹o，所以在以下按鈕輸入中，點(diǎn)擊后要再點(diǎn)擊使之復(fù)位） ， Q0.0、 Q0.1 有輸出 。 表示按啟動(dòng)按鈕 SB1， 入 、出 口電磁閥 KV1、 KV2打開(kāi)。 在啟動(dòng)之前 5自啟動(dòng) 溫度 繼電器一般都已動(dòng)作 ,I1.0 有輸入 。 仿真 效果如圖 4-1。 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)仿真 19 圖 4-1 啟動(dòng)電磁爐仿真圖 Fig 4-1 the simulation map of starting Induction Cooker （ 2）再點(diǎn)擊 I0.1,進(jìn)入取暖等待狀態(tài)，再分別 點(diǎn)擊 I0.3、 I0.4、 I0.5,分別有 Q0.2、Q0.3、 Q0.4 輸出。表示可以任意選擇 高、中、低溫 取暖 狀態(tài) 。 仿真 效果如 圖 4-2、圖 4-3、 圖 4-4 分別 如 下 所示 。 圖 4-2 取暖時(shí)低溫加熱仿真圖 Fig 4-2 the simulation map of the low temperature heating of heating status 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)仿真 20 圖 4-3 取暖時(shí)中溫加熱仿真圖 Fig 4-3 the simulation map of the middle temperature heating of heating status 圖 4-4 取暖時(shí)高溫加熱仿真圖 Fig 4-4 the simulation map of the high temperature heating of heatingstatus 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)仿真 21 （ 3）點(diǎn)擊 I1.1，停止加熱，又進(jìn)入取暖等待狀態(tài)。實(shí)現(xiàn) 80高溫保護(hù)功能。仿真 效果如 圖 4-5 所示 。 圖 4-5 80高溫保護(hù)仿真圖 Fig 4-5 the simulation map of 80 high-temperature protection （ 4）當(dāng) 爐內(nèi) 溫度低于 5時(shí)， 5、 80溫度繼電器 都 不動(dòng)作， 點(diǎn)擊 I1.0、 I1.1使之恢復(fù) ， Q0.4 有輸出，實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)為高溫狀態(tài)功能。 仿真 如 圖 4-6 所示 。 圖 4-6 5自啟動(dòng)仿真圖 Fig 4-6 the simulation map of 5 starting by itself 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)仿真 22 （ 5）點(diǎn)擊 I0.2,進(jìn)入熱水等待狀態(tài)，再分別點(diǎn)擊 I0.3、 I0.4、 I0.5， Q0.2、 Q0.3、Q0.4 分別有 輸出。表示可以任意選擇高、中、低溫等熱水狀態(tài)。 仿真 效果如 圖 4-7、圖 4-8、 圖 4-9 和圖 4-10 所示 。 圖 4-7 進(jìn)入熱水狀態(tài)仿真圖 Fig 4-7 the simulation map of starting heating water status 圖 4-8 熱水時(shí)低溫加熱仿真圖 Fig 4-8 the simulation map of the low temperature heating of hot water status 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)仿真 23 圖 4-9 熱水時(shí)中溫加熱仿真圖 Fig 4-9 the simulation map of the middle temperature heating of hot water status 圖 4-10 熱水時(shí)高溫加熱仿真圖 Fig 4-10 the simulation map of the high temperature heating of hot water status 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)仿真 24 （ 6）當(dāng)洗浴 手動(dòng) 閥開(kāi)時(shí)， I0.6 有輸入。當(dāng)水流溫度低于 37時(shí)，手動(dòng)閥后的三個(gè) 溫度 繼電器都不動(dòng)作， Q0.4 有輸出， 自動(dòng)為高溫?zé)崴疇顟B(tài)；當(dāng)水流溫度高于 37 、 低于 42時(shí)， 37溫度繼電器動(dòng)作， I1.2 有輸入， Q0.3 有輸出，自動(dòng)為中溫?zé)崴疇顟B(tài)；當(dāng)水流溫度高于 42 、 低于 47時(shí)， 42溫度繼電器也動(dòng)作，I1.3 也 有輸入， Q0.2 有輸出，自動(dòng)為低溫?zé)崴疇顟B(tài)；當(dāng)水流溫度高于 47時(shí)， 47溫度繼電器 也 動(dòng)作， I1.4 也 有輸入， 此時(shí)停止加熱。 仿真 效果如 圖 4-11、 圖 4-12、圖 4-13 和圖 4-14 所示 。 圖 4-11 水流溫度低于 37仿真圖 Fig 4-11 the simulation map of the water temperature bellowing 37 圖 4-12 水流溫度在 37 42之間仿真圖 Fig 4-12 the simulation map of the water temperature betweening37 and 42 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)仿真 25 圖 4-13 水流溫度在 42 47之間仿真圖 Fig 4-13 the simulation map of the water temperature betweening42 and47 圖 4-14 水流溫度高于 47仿真圖 Fig 4-14 the simulation map of the water temperature aboving47 （ 7） 當(dāng)溫度不合適時(shí)，可微調(diào)。點(diǎn)擊 I1.5,再點(diǎn)擊 I1.6、 I1.7,進(jìn)行減、增功率調(diào)節(jié)。此時(shí)， Q0.5、 Q0.6 有輸出。分別帶動(dòng)伺服電機(jī)調(diào)節(jié)微調(diào)電源。仿真圖 4-15、4-16 分別如下所示 。 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)仿真 26 圖 4-15 減功率仿真圖 Fig 4-15 the simulation map of cutting Power 圖 4-16 增功率仿真圖 Fig 4-16 the simulation map of Increasing Power （ 8）按停止按鈕，停止加熱， Q0.0、 Q0.1 無(wú)輸出，電磁閥也關(guān)閉。仿真圖4-17 如下所示 。 焦作大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng)仿真 27 圖 4-17 停止電磁爐仿真圖 Fig 4-17 the simulation map of Closing the Induction Cooker 按停止微調(diào)按鈕可停止微調(diào)，自動(dòng)恢復(fù)原狀態(tài)。 經(jīng)過(guò) 詳細(xì) 認(rèn)真的模擬仿真， 本次設(shè)計(jì)所要求的設(shè) 計(jì)出 具有取暖、熱水、洗浴等多項(xiàng)功能的壁掛式多用電磁爐自動(dòng)控制系統(tǒng) 都已達(dá)到 。 仿真的結(jié)果也 驗(yàn)證了本次設(shè)計(jì)的正確性。 4.3 小結(jié) 系統(tǒng)投入運(yùn)行之前，首先需要進(jìn)行仿真器模擬調(diào)試，完全通過(guò)后，再進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，模擬調(diào)試包括：用編程軟件調(diào)試程序，信號(hào)通信電路模擬調(diào)試，故障顯示調(diào)試。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試包括：通電前的各項(xiàng)檢查工作，信號(hào)通信電路調(diào)試， PLC 控制電 路調(diào)試。由于條件所限，本文只進(jìn)行了仿真器模擬調(diào)試工作。模擬 仿真的結(jié)果驗(yàn)證了本文理論設(shè)計(jì)的正確性。 焦作大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 結(jié)束語(yǔ) 28 5 結(jié)束語(yǔ) 電磁爐的發(fā)展迅速，在我國(guó)乃至全世界都早已普