多并聯(lián)節(jié)能壓縮機組控制系統(tǒng)畢業(yè)設計說明書

常州工學院電子信息與電氣工程學院畢業(yè)設計說明書常州工學院電子信息與電氣工程學院畢業(yè)設計說明書4445-常州工學院電子信息與電氣工程學院畢業(yè)設計說明書摘要隨著人民生活水平的提高，物流和國內(nèi)零售行業(yè)的快速發(fā)展，大、中型食品冷藏設施，在解決中轉(zhuǎn)、生產(chǎn)、銷售等環(huán)節(jié)的食品保鮮問題中，發(fā)揮著重要的作用；其核心的制冷壓縮機組，也已經(jīng)逐漸從：單個大容量的制冷機到多臺中、小容量制冷機一起運作到現(xiàn)在的大型多機組并聯(lián)的發(fā)展過程。多并聯(lián)制冷壓縮機組因為它高效節(jié)能、安全穩(wěn)定、價錢不高等優(yōu)點，成為目前制冷工程優(yōu)先選用的系統(tǒng)，被越來越多的設計單位逐漸認可和接受;越來越多的低溫配送中心，食品加工廠，冷凍設備和大型的冷庫，開始使用并聯(lián)壓縮機制冷系統(tǒng)來替換原來的單臺壓縮機制冷系統(tǒng)。并聯(lián)壓縮機系統(tǒng)是讓多臺壓縮機并聯(lián)連接在一起，然后安裝在同一個機架上，共用一些部件，例如冷凝器、吸排氣管和儲液桶等。自帶的高性能中央處理器在其結(jié)構(gòu)中一般是一個高性能PLC控制器或者是一臺專用的并聯(lián)機組控制器，在其控制下，測量并控制工作參數(shù)，優(yōu)化并協(xié)調(diào)系統(tǒng)的運行，給制冷系統(tǒng)的主蒸發(fā)器或冷庫中的冷風機組提供制冷劑。本設計主要是介紹多并聯(lián)節(jié)能壓縮機組控制系統(tǒng)的背景，國內(nèi)當前現(xiàn)狀以及當前工藝流程，同時采用西門子PLC來設計控制流程，最后用觸摸屏來監(jiān)控動作過程。關鍵詞：多并聯(lián)節(jié)能壓縮機組；西門子PLC；觸摸屏AbstractWiththeimprovementofpeople'slivingstandards,logistics,andrapiddevelopmentofthedomesticretailindustry,largeandmedium-sizedfoodcoldstoragefacilities,foodpreservationissueisresolvedintransit,production,marketingandotheraspects,andplaysanimportantrole;itscorecompressionrefrigerationunit,hasalsobeenagradualshiftfrom:asinglelarge-capacityrefrigeratortomoremediumandsmall-capacityrefrigeratorworktogethertopresentthedevelopmentoflarge-scalemulti-unitparallel.Morerefrigerationcompressorinparallelbecauseitenergyefficient,safeandstable,thepriceisnothighermerit,asthecurrentpreferredrefrigerationengineeringsystem,moreandmoredesignunitsgraduallyrecognizedandaccepted;moreandmorelowtemperaturedistributioncenters,foodprocessing,refrigerationequipmentandlargerefrigerator,startusingaparallelcompressorrefrigerationsystemtoreplacetheoriginalsinglecompressorrefrigerationsystem.Parallelcompressorsystemsallowmultiplecompressorsconnectedtogetherinparallel,andtheninstalledonthesamerack,sharesomecomponents,suchascondensers,intakeandexhaustpipeandreservoirbarrels.Built-inhigh-performancecentralprocessingunitinthestructureistypicallyahigh-performancePLCcontrolleroradedicatedunitcontrollerinparallel,underitscontrol,measurementandcontrolofoperatingparameters,optimizeandcoordinatetheoperationofthesystem,tothemainevaporatororcoldinthecoldunitcoolingsystemtoproviderefrigerant.BackgroundThisdesignismoreenergy-efficientcompressorcontrolsysteminparallel,thedomesticaswellasthecurrentstatusofthecurrentprocess,whileusingtheSiemensPLCtodesigncontrolprocess,andfinallywithatouchscreentomonitorthecourseofaction.Keywords:Moreenergy-efficientcompressorsinparallel;SiemensPLC;touchscreen目錄摘要 IAbstract II第1章緒論 -1-1.1課題背景 -1-1.2課題現(xiàn)狀 -1-1.3課題內(nèi)容 -2-第2章多并聯(lián)節(jié)能壓縮機組控制系統(tǒng)工藝介紹 -3-2.1多并聯(lián)節(jié)能壓縮機組控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)介紹 -3-2.2多并聯(lián)節(jié)能壓縮機組控制系統(tǒng)的工藝流程 -3-2.3本章小結(jié) -4-第3章控制要求及方案設計 -5-3.1控制要求 -5-3.2方案比較 -5-3.2.1確定控制方案 -5-3.2.2確定控制方向 -6-3.3本章小結(jié) -6-第4章硬件設計 -7-4.1硬件控制系統(tǒng) -7-4.2I/O地址表 -7-4.3硬件選型 -8-4.3.1PLC的選型 -8-4.3.2壓縮機設備的選型 -9-4.3.3溫度傳感器的選型 -10-4.3.4電磁閥的選型 -11-4.3.5壓力傳感器的選型 -12-4.3.6蒸發(fā)冷風機的選型 -13-4.3.7蒸發(fā)冷水泵的選型 -13-4.3.8壓力開關的選型 -14-4.3.9按鈕的選型 -15-4.3.10指示燈的選型 -16-4.3.11熔斷器的選型 -16-4.3.12交流接觸器的選型 -18-4.3.13熱繼電器的選型 -19-4.4控制系統(tǒng)主回路 -20-4.5外部接線圖 -21-4.6本章小結(jié) -22-第5章軟件設計 -23-5.1軟件設計思想 -23-5.2編程理論基礎 -23-5.2.1高壓與數(shù)字輸出的關系 -23-5.2.2低壓與數(shù)字輸出的關系 -24-5.2.3溫度與數(shù)字輸出的關系 -25-5.3程序流程圖 -25-5.4本章小結(jié) -27-第6章觸摸屏的設計 -28-6.1觸摸屏的選擇 -28-6.2觸摸屏畫面的制作 -28-6.3觸摸屏的調(diào)試 -35-6.4本章小結(jié) -37-第7章程序的調(diào)試與仿真 -38-7.1軟件的確定 -38-7.2程序的調(diào)試 -38-7.3軟件的仿真 -39-7.4本章小結(jié) -42-第8章總結(jié) -43-致謝 -44-參考文獻 -45-附錄 -46-1.主電路 -46-2.控制電路 -47-3.外部接線圖 -48-4.PLC主程序 -50-5.1#壓縮機程序 -55-6.2#壓縮機程序 -56-7.3#壓縮機程序 -57-8.溫度壓力處理程序 -58-9.故障報警處理程序 -62-10.壓縮機啟動順序程序 -68-11.壓縮機運行時間程序 -72-常州工學院電子信息與電氣工程學院畢業(yè)設計說明書第1章緒論第1章緒論1.1課題背景近幾年來，隨著國際制冷壓縮機行業(yè)的迅速發(fā)展，全球壓縮機組市場集中度逐漸提高，領先的壓縮機生產(chǎn)企業(yè)通過行業(yè)整合不斷提高競爭力，逐漸出現(xiàn)了以德國比澤爾和美國英格索蘭等為代表的行業(yè)領先企業(yè)，占據(jù)優(yōu)勢市場地位。與此同時，近幾年我國制冷壓縮機組行業(yè)也受下游需求帶動而快速發(fā)展。十一五期間，我國工業(yè)制冷各大領域內(nèi)的制冷壓縮機組成套設備國產(chǎn)化率不斷提高，冷鏈物流以及家電等領域?qū)χ评鋲嚎s機組的需求量也不斷攀升，為中國制冷壓縮機組的發(fā)展提供了巨大的商機。2008-2010年裝配有冷媒壓縮機組的制冷系統(tǒng)市場需求，每年平均在500億元左右，根據(jù)成本分析估算，冷媒壓縮機組的市場需求在100億元左右;裝配有冷媒離心式壓縮機組的制冷系統(tǒng)市場容量平均在190億元左右，根據(jù)成本分析估算，冷媒離心式壓縮機的市場容量約在60億元左右。在同一系統(tǒng)中采用多臺壓縮機并聯(lián)來代替單臺壓縮機運行，在冷負荷發(fā)生動態(tài)變化時，并聯(lián)壓縮機組將通過PLC和各種傳感器所組成的控制系統(tǒng)，通過給機組設定恒定值，使機組在設定的值內(nèi)工作，通過設定值來啟動關閉壓縮機，最終起到節(jié)能的效果。特別是是在制冷需求量比較大的地方，而且制冷不穩(wěn)定的情況下，并聯(lián)壓縮機組的節(jié)能效果會明顯的表現(xiàn)出來。1.2課題現(xiàn)狀伴隨我國十二五發(fā)展規(guī)劃的提出，國內(nèi)市場將給制冷壓縮機組行業(yè)提供廣闊的發(fā)展空間，同時也為制冷壓縮機組行業(yè)加快提升產(chǎn)品品質(zhì)、趕超世界水準提供了前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。十二五期間我國冷鏈物流領域的總量需求比十五、十一五期間的需求總量進一步增加，加之工業(yè)制冷需求的快速增長以及家電市場的穩(wěn)定需求作為保障。預計十二五期間，我國制冷壓縮機組市場規(guī)模將保持高于10%的速度快速增長。目前，我國制冷壓縮機企業(yè)眾多，絕大多數(shù)從事中低端制冷壓縮機的生產(chǎn)。而生產(chǎn)螺旋式制冷壓縮機的大部分企業(yè)的主要核心零部件雙螺旋轉(zhuǎn)子(占總成本25%以上)基本依賴進口。正是由于國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)不具備核心技術，只能提供整機產(chǎn)品，從而很大程度上抑制了國內(nèi)制冷壓縮機行業(yè)的發(fā)展。隨著中國逐漸成為全球制造業(yè)中心，全球壓縮機制造重心也逐漸向中國大陸轉(zhuǎn)移，國際主要的壓縮機生產(chǎn)企業(yè)紛紛進入中國市場。上世紀八十年代開始，比澤爾、英格索蘭和萊富康先后進入中國市場，英格索蘭于1997年第一個在中國大陸設立生產(chǎn)基地;隨后，阿特拉斯等公司也紛紛在國內(nèi)投資建廠。目前，全球主要的壓縮機生產(chǎn)企業(yè)在中國均有生產(chǎn)基地。國際主要的壓縮機生產(chǎn)企業(yè)均十分重視在中國的發(fā)展，中國已經(jīng)成為比澤爾全球重要市場之一。國際主要壓縮機生產(chǎn)企業(yè)進入中國加劇了我國制冷壓縮機行業(yè)的市場競爭。1.3課題內(nèi)容（1）第一章為緒論。對課題進行簡要的介紹，主要介紹多并聯(lián)節(jié)能壓縮機組控制系統(tǒng)的背景及現(xiàn)狀。（2）第二章為多并聯(lián)節(jié)能壓縮機組工藝的介紹。詳細介紹了多并聯(lián)節(jié)能壓縮機組控制系統(tǒng)的工藝流程。（3）第三章為控制要求與方案比較。先是介紹了本次設計的控制要求，然后對繼電接觸器控制系統(tǒng)、單片機控制系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)的比較。（4）第四章為硬件設計。主要包括控制系統(tǒng)的硬件設計系統(tǒng)框圖，硬件的選型，I/O地址分配表及PLC接線圖。（5）第五章為軟件設計。主要包括軟件設計思想，編程理論基礎，各程序塊的流程圖，梯形圖及相應的解釋。（6）第六章為觸摸屏設計。包括觸摸屏的選型、觸摸屏制作過程和模擬測試。（7）第七章為程序調(diào)試與仿真。包括軟件的確定、程序的調(diào)試。（8）對本次設計的總結(jié)。常州工學院電子信息與電氣工程學院畢業(yè)設計說明書第2章多并聯(lián)節(jié)能壓縮機組控制系統(tǒng)工藝介紹第2章多并聯(lián)節(jié)能壓縮機組控制系統(tǒng)工藝介紹多并聯(lián)壓縮機組控制系統(tǒng)控制過程是通過控制三臺壓縮機，使三臺壓縮機按照設置好的程序來工作，當達到指定壓力，壓縮機就開始工作，可能一臺工作，也可能一起工作，從而通過控制壓力來分配壓縮機工作，最終達到節(jié)能的效果。2.1多并聯(lián)節(jié)能壓縮機組控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)介紹多并聯(lián)壓縮機組控制系統(tǒng)由主回路機組控制系統(tǒng)、冷凝器控制系統(tǒng)、供液系統(tǒng)三大部分組成。其結(jié)構(gòu)如下圖2-1所示：圖2-1多并聯(lián)節(jié)能壓縮機組控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)其中，主回路控制系統(tǒng)中包括壓縮機，接觸器，熱繼電器，中間繼電器，熔斷器等組成。冷凝器控制系統(tǒng)由蒸發(fā)冷水泵，蒸發(fā)冷風機組成，冷凝器控制系統(tǒng)是根據(jù)高壓信號控制，當達到預設壓力，風機和水泵才會運行。供液系統(tǒng)主要反饋庫房溫度信號，溫度信號也會反應在PLC控制系統(tǒng)中。2.2多并聯(lián)節(jié)能壓縮機組控制系統(tǒng)的工藝流程將多并聯(lián)節(jié)能壓縮機組控制系統(tǒng)分為三個部分：主回路控制系統(tǒng)，啟動風機和水泵、關閉風機和水泵，開啟和關閉冷凝器三個部分。如圖2-2為工藝流程圖，后面詳細介紹了整個系統(tǒng)控制的內(nèi)容。圖2-2多并聯(lián)節(jié)能壓縮機組控制系統(tǒng)工藝流程圖整個控制系統(tǒng)是以機組為核心的，機組發(fā)生動作其它才會跟著發(fā)生動作。當運行機組前，首先判斷壓力，確定運行幾臺壓縮機，這里有個設定值，當壓力大于等于1.0bar時第一臺壓縮機開始工作，當壓力大于等于1.2bar時第二臺壓縮機開始工作，當壓力大于等于1.4bar時第三臺壓縮機開始工作。當?shù)谝慌_壓縮機已經(jīng)運行，壓力升高開啟第二臺壓縮機時，第一臺壓縮機是不關閉的。當機組運行后，這時冷凝系統(tǒng)和供液系統(tǒng)也會根據(jù)設定條件運行。當壓力大于等于14bar時水泵啟動，當壓力大于等于13bar時風機啟動。此時系統(tǒng)處于穩(wěn)定運行狀態(tài)，然后繼續(xù)判斷機組壓力。當壓力小于等于11bar時風機停止，當壓力小于等于12bar時水泵停止工作。機組關閉也是有預定值設置的，當壓力小于等于0.9bar時第三臺壓縮機停止工作，當壓力小于等于0.7bar時第二臺壓縮機停止工作，當壓力小于等于0.5bar時第一臺壓縮機停止工作。當機組全部關閉也就意味著整個控制系統(tǒng)停止了。2.3本章小結(jié)本章主要介紹了控制系統(tǒng)的機構(gòu)和控制系統(tǒng)的主要工作流程，讓我們更深入的了解了這個多并聯(lián)節(jié)能壓縮機組控制系統(tǒng)。通過了解這個控制系統(tǒng)的工作流程，我們知道這個控制機組的運行狀態(tài)，為后面我們硬件選型做了很好的鋪墊。常州工學院電子信息與電氣工程學院畢業(yè)設計說明書第3章控制要求及方案設計第3章控制要求及方案設計3.1控制要求(1)采集庫房的溫度，根據(jù)溫度來控制供液電磁閥的打開和關閉，當溫度大于等于5℃時打開電磁閥，當溫度小于等于0(2)采集系統(tǒng)的低壓吸氣壓力，由于供液電磁閥的打開和關閉，導致系統(tǒng)低壓吸氣壓力的變化，通過與設定壓力的比較，控制壓縮機啟動停止。當壓力大于等于1.0bar時第一臺壓縮機開始工作，當壓力大于等于1.2bar時第二臺壓縮機開始工作，當壓力大于等于1.4bar時第三臺壓縮機開始工作。當壓力小于等于0.9bar時第三臺壓縮機停止工作，當壓力小于等于0.7bar時第二臺壓縮機停止工作，當壓力小于等于0.5bar時第一臺壓縮機停止工作。(3)采集系統(tǒng)的高壓排氣壓力，根據(jù)設定的壓力來控制蒸發(fā)冷風機和蒸發(fā)冷水泵的啟動停止。當壓力大于等于14bar時水泵啟動，當壓力小于等于12bar時水泵停止工作。當壓力大于等于13bar時風機啟動，當壓力小于等于11bar時風機停止。3.2方案比較3.2.1確定控制方案下面比較繼電接觸器來控制系統(tǒng)，PLC控制控制系統(tǒng)以及單片機控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點，最后選擇一種控制系統(tǒng)。1.繼電接觸器控制系統(tǒng)繼電接觸器控制也稱電氣控制，主要是由接觸器、繼電器、行程開關和按鈕等電氣元件組成的控制系統(tǒng)，是通過線圈的吸合來控制線路的通斷的。優(yōu)點：①價格比較便宜；②電路圖直觀易懂；③抗干擾能力強。缺點：①控制功能固定，需要改變邏輯控制關系時，必須要修改線路，重新分配控制線路；②體積龐大，接線比較復雜，故障診斷困難，觸點容易被電弧燒壞；③而且只能控制一些簡單的開關量設備，而不能控制模擬量設備。2.PLC控制系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)就是由PLC與用戶的輸入輸出設備連接而成的。其具有以下優(yōu)點：①采用計算機控制，控制功能通過軟元件實現(xiàn)，當需要改變控制時，只需改變程序，通用性好，接線簡單，可使用于各種控制系統(tǒng)；②控制功能多，可以實現(xiàn)定時、計數(shù)、邏輯運算以及算術運算等功能，通過編程可以實現(xiàn)復雜操作的控制功能；③可靠性高，沒有機械觸點，因此避免了電弧損害，接觸不良等現(xiàn)象；④定時范圍寬且準確；⑤體積較小，耗電量小，編程和接線可以同步進行，擴展靈活，維修方便。缺點：①體系結(jié)構(gòu)封閉各個PLC廠家的硬件體系互不兼容，指令系統(tǒng)與編程語言各不相同；②成本較高。3.單片機控制系統(tǒng)單片機也稱單片微型計算機，其CPU、一定容量的數(shù)據(jù)存儲器RAM和程序存儲器ROM、輸入/輸出接口、定時器和計數(shù)器以及中斷系統(tǒng)等部件在一塊半導體芯片上集成。其優(yōu)點是：①成本低，外圍電路元器件價格也比較低；②外部存儲容量擴展容易，設計靈活；③軟件設計可以直接調(diào)用現(xiàn)有的子程序，編程方便。缺點：①硬件設計比較復雜，電路設計工作量大，系統(tǒng)開發(fā)時間長；②系統(tǒng)的抗干擾能力較差；③需要設計獨立的電源，可靠性差；④維修比較困難。本次設計的多并聯(lián)節(jié)能壓縮機組控制系統(tǒng)，輸入輸出點都比較多，而且有模擬量在里邊，所以繼電接觸器系統(tǒng)不適合采用。單片機雖然體積小價格便宜但是其適合用于小型控制系統(tǒng)，如儀器儀表等，而PLC雖然價格較高，但是卻更適用于工業(yè)控制系統(tǒng)中。所以，綜合比較用PLC控制系統(tǒng)比繼電接觸器控制系統(tǒng)和單片機控制系統(tǒng)要合理。3.2.2確定控制方向多并聯(lián)節(jié)能壓縮機組控制系統(tǒng)是一個龐大的系統(tǒng)，作為畢業(yè)設計，如果將其中每個系統(tǒng)都介紹完整是不現(xiàn)實的，因此只側(cè)重于系統(tǒng)的操作過程，也就是所有的編程以及介紹只是簡單的從操作下手的，操作過程所沒有涉及到的器件、電機或者系統(tǒng)將不做具體介紹。3.3本章小結(jié)本章介紹了控制要求和方案比較，方案比較包括控制方案的確定以及控制方向?？刂埔笾饕菍^電器控制系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)以及單片機控制系統(tǒng)的比較，然后通過比較確定用PLC控制系統(tǒng)?？刂品较蛑饕菍Χ嗖⒙?lián)節(jié)能壓縮機組控制系統(tǒng)進行深入研究后，確定只研究操作過程，不深入研究各個系統(tǒng)。常州工學院電子信息與電氣工程學院畢業(yè)設計說明書第4章硬件設計第4章硬件設計4.1硬件控制系統(tǒng)圖4-1硬件控制系統(tǒng)框圖由圖4-1可知一共有四個輸入信號，分別是水泵開關信號、壓力開關信號、冷風機開關信號、按鈕控制信號。同時也有四個輸出信號，分別是壓力控制信號、油位控制信號、模塊控制信號、過載控制信號。但是四種信號三臺壓縮機都有，所以每臺壓縮機又對應著四種信號。PLC通過接收輸入信號，然后再輸出對應的信號。4.2I/O地址表一共有19個輸入點，每個壓縮機都有壓力控制信號,油位控制信號，模塊控制信號和過載信號，另外還有兩個過載信號，分別是蒸發(fā)冷風機過載信號和蒸發(fā)冷水泵過載信號。每臺壓縮機還有一個啟動按鈕。另外機器分手動啟動和自動啟動兩種。一共有7個輸出端，三個壓縮機輸出端，一個冷風機，一個冷水泵，一個供液電磁閥和故障信號燈。（1）輸入點名稱符號輸入地址1#壓縮機壓力控制KM1I01#壓縮機油位控制KM2I11#壓縮機模塊控制KM3I21#壓縮機過載KH1I32#壓縮機壓力控制KM4I42#壓縮機油位控制KM5I52#壓縮機模塊控制KM6I62#壓縮機過載KH2I73#壓縮機壓力控制KM7I103#壓縮機油位控制KM8I113#壓縮機模塊控制KM9I123#壓縮機過載KH3I13蒸發(fā)冷風機過載KH4I14蒸發(fā)冷水泵過載KH5I15手自動切換手動開關SB1I20手自動切換自動開關SB2I211#壓縮機手動開啟開關SB3I222#壓縮機手動開啟開關SB4I233#壓縮機手動開啟開關SB5I24（2）輸出點名稱符號輸出地址1#壓縮機KA1Q02#壓縮機KA2Q13#壓縮機KA3Q2蒸發(fā)冷風機KA4Q3蒸發(fā)冷水泵KA5Q4故障指示HL1Q5供液電磁閥YV1Q114.3硬件選型4.3.1PLC的選型1.西門子PLC西門子股份公司（SIEMENSAGFWB：SIE,NYSE：SI）是世界最大的機電類公司之一，1847年由維爾納?馮?西門子建立。西門子SIAMTIC模塊化控制器有著很大的優(yōu)勢，它可以即買即用，長期兼容性和可用性，可以在惡劣環(huán)境下工作，模塊還可以擴展和升級。西門子的產(chǎn)品十分的抗震動，通過集中式和分布式I/O控制。所以西門子在最近的一些年內(nèi)能夠很有力的打進中國的市場并能在中國的市場牢牢的扎根。這和西門子產(chǎn)品的質(zhì)量和性能有著十分大的關系.其中就有S7-200、S7-300、S7-400。S7-200它適用于一系列機械設備的制造或用作獨立的解決方案，微型自動化系統(tǒng)的組成部分，STEP7Micro/WIN工程組態(tài)軟件應用于它，，應用于性能要求較低的自動化任務。它是低成本的微型系統(tǒng)。西門子S7-300它設計緊湊，安裝在DIN導軌上，在CPU中集成了許多功能，通過在微型存儲器上保持數(shù)據(jù)實現(xiàn)免維護，PROFIBUS上的等時模式，屬于故障安全類型。西門子S7-400具有多種機架類型的機架系統(tǒng)，優(yōu)異的高速處理能力和通訊性能，可以在運行中更改組態(tài)。S7-400的三個HCPU，支持硬件同步,功能強大的解決方案，不會發(fā)生任何信息損失，且可對工程任務提供高級支持，無需額外的編程費用,可以為安全應用輕松擴展H系統(tǒng)。西門子PLC現(xiàn)在不單單配備16位、32位性能高的微處理器，高性能位片式微處理器，RISC(reducedinstructionsetcomputer)，而且有多個微處理器在同一臺PLC中，進行多通道處理，同時只能模塊中也帶有微處理器，使得第四代PLC產(chǎn)品成為具有邏輯控制功能、過程控制功能、運動控制功能、數(shù)據(jù)處理功能、聯(lián)網(wǎng)通信功能的真正名符其實的多功能控制器。2.三菱PLC三菱PLC英文名又稱：MitsubishPowerLineCommunication，是三菱電機在大連生產(chǎn)的主力產(chǎn)品。三菱PLC在中國市場常見的有以下型號：FR-FX1N、FR-FX1S、FR-FX2N：FX1S系列:三菱PLC是一種集成型小型單元式PLC。且具有完整的性能和通訊功能等擴展性。如果考慮安裝空間和成本是一種理想的選擇。FX1N系列:是三菱電機推出的功能強大的普及型PLC。具有擴展輸入輸出，模擬量控制和通訊、鏈接功能等擴展性。是一款廣泛應用于一般的順序控制三菱PLC。FX2N系列:是三菱PLC是FX家族中最先進的系列。具有高速處理及可擴展大量滿足單個需要的特殊功能模塊等特點，為工廠自動化應用提供最大的靈活性和控制能力。通過以上比較，因為設計里面有個模擬量的輸出，所以西門子更符合我們的要求，選擇西門子的PLC，型號為6ES7214-1BD23-0XB8，如圖4-2所示：圖4-26ES7214-1BD23-0XB8型PLC4.3.2壓縮機設備的選型比澤爾壓縮機是比澤爾集團生產(chǎn)的，該集團是壓縮機一流生產(chǎn)廠家，生產(chǎn)壓縮機近60年。比澤爾集團總部設在德國斯圖加特，在全世界七十多個國家設有工廠和代表處。比澤爾集團從1994年進入中國以來，至今在北京已建有三家工廠，在上海和廣州設有分公司。因其出色的產(chǎn)品和服務，三家工廠的業(yè)務得到了迅猛發(fā)展，其中活塞式壓縮機的銷售額近3年內(nèi)增長了5倍，車用空調(diào)壓縮機在中國市場占有率達85%。比澤爾在深圳地區(qū)享有卓越的知名品牌形象。其中比澤爾壓縮機又分為比澤爾半封閉螺桿壓縮機、比澤爾半封式緊湊型螺桿式壓縮機、比澤爾活塞式壓縮機（比澤爾半封閉活塞壓縮機）。這里我們選用的就是比澤爾壓縮機，型號是4PES-15。如圖4-3，具體參數(shù)如下：型號：4PES-15適用范圍：冷庫制冷壓縮機半封閉壓縮機冷藏設備冷凍設備功率：15HP（kw）重量：240（kg）結(jié)構(gòu)類型：半封閉式類型：冷藏用制冷設備排量類型：定排量壓縮機圖4-34PES-15型壓縮機4.3.3溫度傳感器的選型溫度傳感器是一種將溫度變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標準化輸出信號的儀表。主要用于工業(yè)過程溫度參數(shù)的測量和控制。帶傳感器的變送器通常由兩部分組成：傳感器和信號轉(zhuǎn)換器。傳感器主要是熱電偶或熱電阻；信號轉(zhuǎn)換器主要由測量單元、信號處理和轉(zhuǎn)換單元組成（由于工業(yè)用熱電阻和熱電偶分度表是標準化的，因此信號轉(zhuǎn)換器作為獨立產(chǎn)品時也稱為變送器），有些變送器增加了顯示單元，有些還具有現(xiàn)場總線功能。我們選用PT100溫度傳感器，如圖4-4，基本參數(shù)如下：測量范圍：-200～200℃探頭直徑：Φ5mm引線接法：三線式圖4-44.3.4電磁閥的選型電磁閥是用電磁控制的工業(yè)設備，是用來控制流體的自動化基礎元件，屬于執(zhí)行器，并不限于液壓、氣動。它可以在一些系統(tǒng)中調(diào)節(jié)一些介質(zhì)的流量、速度、方向和其它的一些參數(shù)。電磁閥可以在不同的線路中實現(xiàn)控制的作用，而且還可以保證控制的精度和靈活性。電磁閥也有不止一種，而且電磁閥的適用范圍也很廣，作用也很多，最長見到的是單向閥、速度調(diào)節(jié)閥、方向控制閥等。電磁閥里有腔，而且是密閉的，腔里面有通孔，每一個孔和不同的油管連接，腔中間是活塞，兩面各有一塊電磁鐵，閥體會被吸引到磁鐵線圈通電的一邊，開啟或關閉不同的排油孔也是由閥體的移動來控制的，而進油孔是常開的，液壓油就會進入不同的排油管，油缸的活塞是通過油的壓力來控制的，然后由活塞帶著活塞桿，活塞桿控制機械裝置。機械運動是通過控制電磁鐵的電流通斷來實現(xiàn)的。這里選用VF4-40型電磁閥其中“V”表示電磁閥，“F”表示防腐蝕，4表示設計序號，40表示口徑（mm）寬度。如圖4-5，相關元件主要技術參數(shù)及原理如下：材質(zhì)：聚四氟乙烯使用介質(zhì)：硫酸、鹽酸、有機溶劑、化學試劑等酸堿性的液體介質(zhì)溫度≤150℃/使用電壓：AC：220V50Hz/60Hz

DC：24V功率：2.5KW操作方式：常閉，通電打開、斷電關閉，動作響應迅速，高頻率圖4-5VF4-40型電磁閥4.3.5壓力傳感器的選型壓力傳感器以機械結(jié)構(gòu)型的器件為主，以彈性元件的形變指示壓力，但這種結(jié)構(gòu)尺寸大、質(zhì)量重，不能提供電學輸出。壓力傳感器被應用于各行各業(yè)，尤其是工業(yè)上應用非常多的壓力傳感器，但是工業(yè)上一般要求壓力傳感器能夠防腐蝕，壓力傳感器接頭和腔體采用進口不銹鋼整體加工，作為壓力變送器彈體的不銹鋼材料耐蝕性高、衰減性能好，可以監(jiān)測任何與316L相兼容的介質(zhì)。因為我們使用的是-0.5bar-11bar和0bar-30bar這兩個壓力區(qū)間，所以我們選用小精靈PA-215Y/81553.11型號和PAA-215Y/81553.11的壓力傳感器。如圖4-6，主要參數(shù)如下：工作電壓：DC24V模擬量:4-20mA壓力量程：-0.5-11bar和0-30bar圖4-6PA-215Y/81553.11型壓力變送器4.3.6蒸發(fā)冷風機的選型蒸發(fā)冷風機(又稱環(huán)保空調(diào)，節(jié)能環(huán)?？照{(diào),冷風機，冷氣機,水冷空調(diào)，水簾冷風機，濕簾冷風機，空調(diào)冷風機，負壓冷風機，負壓風機，負壓式通風機，高效節(jié)能空調(diào)，蒸發(fā)型冷風機，水簾風機，通風降溫)是一種集降溫、換氣、防塵、除味于一身的蒸發(fā)式降溫換氣機組。用循環(huán)水泵不間斷地把水箱內(nèi)的水抽出，并通過布水系統(tǒng)均勻地噴淋在蒸發(fā)過濾層上，室外熱空氣進入蒸發(fā)降溫介質(zhì)，在蒸發(fā)降溫介質(zhì)CELdek(特殊材料的蜂窩狀過濾層，讓降溫效果更理想，瑞典的高科技專利產(chǎn)品)內(nèi)與水充分進行熱量交換，加水蒸發(fā)吸熱而降溫的清涼、清潔的空氣由低噪音風機加壓送入室內(nèi)，使室內(nèi)的熱空氣排到室外，從而達到室內(nèi)降溫的目的。這里選用SF-W03型蒸發(fā)冷風機，如圖4-7，具體參數(shù)如下：最大風量：3500m3/h電壓：220V/50Hz功率：220W耗水量：3-4L/H儲水量：35L風機類型：離心式工作電流：1.45A外形尺寸：410*620*1160mm出風口尺寸：460*260mm重量：25Kg圖4-7SF-W03型蒸發(fā)冷風機4.3.7蒸發(fā)冷水泵的選型DFW（DFWR）型東方臥式離心泵是在IS型單級離心式清水泵及ISG型管道式離心泵的基礎上進行設計制造而成；此系列泵在原IS泵的基礎上對其結(jié)構(gòu)進行了大膽的改進設計，同時吸取了ISG型泵的優(yōu)點，性能參數(shù)采用了ISO2858標準，產(chǎn)品質(zhì)量執(zhí)行JB/T53062-93標準，其經(jīng)濟技術性能指標達到國內(nèi)同類產(chǎn)品先進水平；在這里選用第二種管道泵，即DFW（DFWR）型東方臥式離心泵。如圖4-8，具體參數(shù)如下：工作條件流量范圍：2～1450m3/h；揚程范圍：5～135m；系統(tǒng)最高工作壓力：≤1.6MPa；介質(zhì)溫度：-15℃<T<105環(huán)境溫度：T≤40℃電機防護等級：IP54或IP44；電機絕緣等級：B級或F級；圖4-8DFW（DFWR）型東方臥式冷水泵4.3.8壓力開關的選型壓力開關采用高精度、高穩(wěn)定性能的壓力傳感器和變送電路，再經(jīng)專用CPU模塊化信號處理技術，實現(xiàn)對介質(zhì)壓力信號的檢測、顯示、報警和控制信號輸出。壓力開關可以廣泛用于石油、化工、冶金、電力、供水等領域中對各種氣體、液體的表壓、絕壓的測量控制，是工業(yè)現(xiàn)場理想的智能化測控儀表。壓力開關有機械式和電子式兩大類。機械式壓力開關是當壓力增加時，壓力傳感元器件產(chǎn)生形變，向上移動，通過彈簧等機械結(jié)構(gòu)，最后啟動最上面的微動開關，得到電信號輸出。電子式壓力開關是通過一些壓力傳感器將采集到的物理信號轉(zhuǎn)換成對應的電信號，再通過放大處理這些電信號使之成為標準的模擬量信號輸出或使之成為固態(tài)繼電器輸出。我們要選的冷水泵壓力開關是一種到一定壓力就動作的開關，所以機械式壓力開關比較符合要求。我們選用丹佛斯KP15型壓力開關如圖4-9，基本參數(shù)如下：環(huán)境溫度：-40～65（+80℃最高試驗壓力LP=20bar,HP=35bar,KP6=46.5bar觸點負荷：AC1;AC3:16A400V;AC15:10A400V圖4-9KP15型壓力開關4.3.9按鈕的選型按鈕開關是指利用按鈕推動傳動機構(gòu)，使動觸點與靜觸點按通或斷開并實現(xiàn)電路換接的開關。按鈕開關是一種結(jié)構(gòu)簡單，應用十分廣泛的主令電器。在電氣自動控制電路中，用于手動發(fā)出控制信號以控制接觸器、繼電器、電磁起動器等。按鈕開關的結(jié)構(gòu)種類很多，可分為普通撳鈕式、蘑菇頭式、自鎖式、自復位式、旋柄式、帶指示燈式、帶燈符號式及鑰匙式等，有單鈕、雙鈕、三鈕及不同組合形式，一般是采用積木式結(jié)構(gòu)，由按鈕帽、復位彈簧、橋式觸頭和外殼等組成，通常做成復合式，有一對常閉觸頭和常開觸頭，有的產(chǎn)品可通過多個元件的串聯(lián)增加觸頭對數(shù)。還有一種自持式按鈕，按下后即可自動保持閉合位置，斷電后才能打開。按鈕開關可以完成啟動、停止、正反轉(zhuǎn)、變速以及互鎖等基本控制。通常每一個按鈕開關有兩對觸點。每對觸點由一個常開觸點和一個常閉觸點組成。當按下按鈕，兩對觸點同時動作，常閉觸點斷開，常開觸點閉合。為了標明各個按鈕的作用，避免誤操作，通常將按鈕帽做成不同的顏色，以示區(qū)別，其顏色有紅、綠、黑、黃、藍、白等。如，紅色表示停止按鈕，綠色表示起動按鈕等。按鈕開關的主要參數(shù)、型式、安裝孔尺寸、觸頭數(shù)量及觸頭的電流容量，在產(chǎn)品說明書中都有詳細說明。LA25系列按鈕是常用的按鈕，適用于頻率為50HZ或者60HZ，交流電壓為380V和直流電壓在220V以下的電路中。型號選用LA25K-10型，顏色有白、綠、黃、藍、橙、黑、紅七種顏色。如圖4-10，基本參數(shù)如下：其中：L—為主令電器A—為按鈕25—為設計序號1—表示常開觸點有1個0—表示沒有常閉觸點K—表示為開啟式圖4-10LA25型按鈕4.3.10指示燈的選型在一個工藝流程進行中，有些電機啟動了但是你并不知道它啟動了，為了避免這種情況的發(fā)生就需要設置指示燈，當電機啟動時指示燈亮，當電機停止運行時指示燈也滅，這樣就可以很清晰的知道哪些電機在運行，哪些電機沒有運行。在這里我們選用AD11系列指示燈，型號為AD11/22/21-7GZ。其采用LED光源，具有壽命長、體積小、溫升低、耐振動以及可靠性高等優(yōu)點，可用于電器、電訊燈設備線路中，作為指示信號和事故信號等。發(fā)光顏色有白、紅、綠、黃、藍，這里我們選用的都是此系列的指示燈。如圖4-11，基本參數(shù)如下：其中，AD11—為指示燈型號22—基本規(guī)格代號，表示指示燈頸部尺寸21—“2”表示為電阻式子，“17GZ—企業(yè)自定產(chǎn)品代號圖4-11AD11系列指示燈4.3.11熔斷器的選型熔斷器（fuse）是指當電流超過規(guī)定值時，以本身產(chǎn)生的熱量使熔體熔斷，斷開電路的一種電器。熔斷器是根據(jù)電流超過規(guī)定值一段時間后，以其自身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化，從而使電路斷開；運用這種原理制成的一種電流保護器。熔斷器廣泛應用于高低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)以及用電設備中，作為短路和過電流的保護器，是應用最普遍的保護器件之一。利用金屬導體作為熔體串聯(lián)于電路中，當過載或短路電流通過熔體時，因其自身發(fā)熱而熔斷，從而分斷電路的一種電器。熔斷器結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，廣泛用于電力系統(tǒng)、各種電工設備和家用電器中作為保護器件。熔斷器主要由熔體、外殼和支座3部分組成，其中熔體是控制熔斷特性的關鍵元件。（1）外部接線圖中的熔斷器，可以估算熔體電流。PLC的輸出電流一般不會超過5A，查閱相關資料，可選擇RT0-50/5型熔斷器，其額定電壓為380V。其中，R—代表熔斷器 T—代表有填料封閉管式0—為設計序號50—代表熔斷器電流為50A5—代表熔體電流為5A（2）其他熔斷器可根據(jù)公式來計算熔體電流，都取0.8。①4PES-15壓縮機熔斷器的選型電機額定功率為PN=15kw，電機額定電壓為UN=380V。則有：（4.1）（4.2）根據(jù)計算結(jié)果查表可以選擇RT0-100/60型熔斷器。②SF-W03型蒸發(fā)冷風機熔斷器的選型電機額定功率為PN=2.2kw，電機額定電壓為UN=380V。則有：（4.3）（4.4）根據(jù)計算結(jié)果查表可以選擇RT0-100/10型熔斷器。③DFW（DFWR）型東方臥式冷水泵熔斷器的選型電機額定功率為PN=3.7kw，電機額定電壓為UN=380V則有：（4.5）（4.6）根據(jù)計算結(jié)果查表可以選擇RT0-100/15型熔斷器。如圖4-12：圖4-12RT0-100型熔斷器4.3.12交流接觸器的選型在電工學上，因為可快速切斷交流與直流主回路和可頻繁地接通與大電流控制（某些型別可達800安培）電路的裝置，所以經(jīng)常運用于電動機做為控制對象，也可用作控制工廠設備﹑電熱器﹑工作母機和各樣電力機組等電力負載，接觸器不僅可以接通電路也可以切斷電路，而且還具有低電壓釋放保護作用。接觸器控制容量大，適用于頻繁操作和遠距離控制，是自動控制系統(tǒng)中的重要元件之一。接觸器的工作原理是：當接觸器線圈通電后，線圈電流會產(chǎn)生磁場，因為磁場的作用，鐵心被靜鐵心產(chǎn)生的電磁吸力吸引，這時交流接觸器發(fā)生動作，常閉觸點會斷開，常開觸點發(fā)生閉合，兩者是相互動作的。當線圈不通電的時候，電磁吸力也會消失，銜鐵因為釋放彈簧而釋放，讓觸電恢復原狀，常開觸點斷開，常閉觸點閉合。常用的交流接觸器有CJ10系列、CJ12系、CJ12B系列以及CJ20系列等，CJ10系列為統(tǒng)一設計產(chǎn)品。（1）4PES-15壓縮機交流接觸器的選型電機額定功率為PN=15kw，電機額定電壓為UN=380V，取K=1.2。則接觸器主觸頭電流為：（4.7）接觸器額定電流取1.2倍欲量，則有：（4.8）所以選擇CJ10-40型交流接觸器。其中，CJ—為交流接觸器代號10—為交流接觸器設計序號40—說明額定電流大小為40A（2）SF-W03型蒸發(fā)冷風機交流接觸器的選型電機額定功率為PN=2.2kw，電機額定電壓為UN=380V，取K=1.2。則接觸器主觸頭電流為：（4.9）接觸器額定電流取1.2倍欲量，則有：（4.10）所以選擇CJ10-10型交流接觸器就可以滿足要求了，額定電流為10A。（3）DFW（DFWR）型東方臥式冷水泵交流接觸器的選型電機額定功率為PN=3.7kw，電機額定電壓為UN=380V，取K=1.2。則接觸器主觸頭電流為：（4.11）接觸器額定電流取1.2倍欲量，則有：（4.12）所以選擇CJ10-10型交流接觸器就可以滿足要求了，額定電流為10A。如圖4-13：圖4-13CJ10-40型交流接觸器4.3.13熱繼電器的選型熱繼電器的工作原理是由流入熱元件的電流產(chǎn)生熱量，使雙金屬片在不同的膨脹系數(shù)下發(fā)生形變，當形變發(fā)生達到指定的距離的時候，就讓連桿開始工作，讓控制電路斷開，使接觸器丟失電源，讓主電路斷開，實現(xiàn)電動機的過載保護。繼電器作為電動機的過載保護元件，因為體積比較小，結(jié)構(gòu)相對也很簡單、成本也不高等優(yōu)點所以咋在生產(chǎn)中應用中很受青睞。主要用來對異步電動機進行過載保護，他的工作原理是過載電流通過熱元件后，使雙金屬片加熱彎曲去推動動作機構(gòu)來帶動觸點動作，從而將斷開電動機控制電路，讓電動機斷電來實現(xiàn)停車，最后起到過載保護的作用。這里選用JR系列的熱繼電器。由式（4.1）可知，4PES-15壓縮機的額定電流為：IN=28.5A；由式（4.3）可知，SF-W03型蒸發(fā)冷風機的額定電流為：IN=4.2A；由式（4.5）可知，DFW（DFWR）型東方臥式冷水泵的額定電流為：IN=7.03A。所以都可以選用JR16-20/3型的熱繼電器，熱元件的額定電流分別可選7.2A、1.1A、5.0A。如圖4-14其中，JR16—60/3為熱繼電器的類型16—為設計序號60—為額定電流3—為級數(shù)圖4-14JR16—60/3型熱繼電器4.4控制系統(tǒng)主回路在主電路中，如圖4-15所示，1#壓縮機由接觸器KM1控制，2#壓縮機由接觸器KM2控制，3#壓縮機由接觸器KM3控制，冷凝風機1由KM4控制，冷凝風機2由接觸器KM5控制。每個電動機都設有熱繼電器FR做過載保護用。圖4-15主電路圖4.5外部接線圖這里使用的是西門子S7-200系列的PLC，左邊是輸入點，右邊是是輸出點。由圖4-16可知，一共有19個輸入點，每個壓縮機都有壓力控制信號,油位控制信號，模塊控制信號和過載信號，另外還有兩個過載信號，分別是蒸發(fā)冷風機過載信號和蒸發(fā)冷水泵過載信號。每臺壓縮機還有一個啟動按鈕。另外機器分手動啟動和自動啟動兩種。一共有7個輸出端，三個壓縮機輸出端，一個冷風機，冷水泵，一個供液電磁閥和故障信號燈。圖4-17是溫度模塊和壓力擴展模塊。圖4-16PLC外部接線圖圖4-17擴展模塊外部接線圖4.6本章小結(jié)本章主要對部分硬件設計做了詳細的介紹。4.1介紹的是硬件控制系統(tǒng)，對整個系統(tǒng)做了詳細的介紹。4.2是I/O地址表，介紹的是PLC的輸入輸出點。4.3和4.4是控制系統(tǒng)主回路，和外部接線圖，從外部接線圖就可以看到輸入輸出點對應的元器件。4.5介紹的是各種硬件的選型其中包括PLC的選型，壓縮機設備的選型，溫度傳感器的選型，電磁閥的選型，壓力傳感器的選型，蒸發(fā)冷風機的選型，蒸發(fā)冷水泵的選型，壓力開關的選型，按鈕的選型，指示燈的選型，熔斷器的選型，交流接觸器的選型，熱繼電器的選型。常州工學院電子信息與電氣工程學院畢業(yè)設計說明書第5章軟件設計

第5章軟件設計5.1軟件設計思想本次設計的多并聯(lián)節(jié)能壓縮機組控制系統(tǒng)，其動作是條件式運行的，也就是當達到指定條件時，機組才會運行。其中也有手動控制操作和自動控制操作，構(gòu)成兩種不同的啟動模式。整個系統(tǒng)分為三個部分，供液系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)和壓縮機組系統(tǒng)三個部分。但由于供液系統(tǒng)和冷凝系統(tǒng)中有溫度傳感器和壓力傳感器，所傳送的地址有所不同，所以，在編程時會有些區(qū)別。由于這是一個整體工作系統(tǒng)，每個系統(tǒng)都是互相相關聯(lián)的，所以編程時需要考慮各個系統(tǒng)之間的聯(lián)系。5.2編程理論基礎本設計由于即有開關量輸入又有模擬量輸入，要完成軟件的編程，需要用到應用類的緩沖存儲器寫入指令和比較指令，這就需要把其對應的數(shù)字輸出計算出來。我們要將壓力傳感器的壓力與數(shù)字輸出的關系找出來，還要將溫度傳感器的溫度與數(shù)字輸出的關系找出來。下面就從這個切入點來分析計算我們所需要的編程數(shù)值。如圖5-1是高壓與數(shù)字輸出的關系，圖5-2是低壓與數(shù)字輸出的關系，圖5-3是溫度與數(shù)字輸出的關系：圖5-1高壓與數(shù)字輸出的關系圖5-2低壓與數(shù)字輸出的關系圖5-3溫度與數(shù)字輸出的關系5.2.1高壓與數(shù)字輸出的關系圖5-1為高壓與數(shù)字輸出的關系，我們設數(shù)字輸出，壓力變量為，由圖5-1可知，直線經(jīng)過點（6400，0）和點（32000，30）兩個點，設直線方程為，將,和，代入直線方程則有，,求解得,,所以直線方程為。高壓一共有4個壓力點，分別是11bar,12bar,13bar,14bar,下面分別計算出這些壓力所對應的數(shù)字輸出點。用關系式來計算。（1）當時，，得，?。?）當時，，得（3）當時，，得，?。?）當時，，得，取所以，由上述計算我們可以得到，當高壓壓力為11bar時，對應的模塊輸出數(shù)字是；當高壓壓力為12bar時，對應的模塊輸出數(shù)字是；當高壓壓力為13bar時，對應的模塊輸出數(shù)字是；當高壓壓力為14bar時，對應的模塊輸出數(shù)字是。表格5-1為高壓與數(shù)字輸出對應表。表5-1高壓與數(shù)字輸出對應表高壓壓力（bar）11121314數(shù)字輸出15786.71664017493.3183低壓與數(shù)字輸出的關系圖5-2為低壓與數(shù)字輸出的關系，我們設數(shù)字輸出，壓力變量為，由圖5-2可知，直線經(jīng)過點（6400，-0.5）和點（32000，11）兩個點，設直線方程為，將，和，，直線方程有，，求得，，所以直線方程為。低壓一共有六個點，分別是0.5bar,0.7bar,0.9bar,1.0bar,1.2bar,1.4bar,下面分別計算出這些壓力所對應的數(shù)字輸出點，用關系式計算（1）當時，，得，?。?）當時，，得，?。?）當時，，得，?。?）當時，，得，取（5）當時，，得，取（6）當時，，得，取由上述計算我們可以得到，當?shù)蛪簤毫?.5bar時，對應的模塊輸出數(shù)字是；當?shù)蛪簤毫?.7bar時，對應的模塊輸出數(shù)字是；當?shù)蛪簤毫?.9bar時，對應的模塊輸出數(shù)字是；當?shù)蛪簤毫?.0bar時，對應的模塊輸出數(shù)字是；當?shù)蛪簤毫?.2bar時，對應的模塊輸出數(shù)字是；當?shù)蛪簤毫?.4bar時，對應的模塊輸出數(shù)字是；表格5-2為低壓與數(shù)字輸出對應表。表5-2低壓與數(shù)字輸出對應表低壓壓力（bar）1.01.21.4數(shù)字輸出8625.19071.39516.59739.110184.4106溫度與數(shù)字輸出的關系圖5-3為溫度與數(shù)字輸出的關系，我們設數(shù)字輸出，壓力變量為，由圖5-3可知，直線經(jīng)過點（2000，200）和點（-2000，-200）兩個點，設直線方程為，將，和，，直線方程有，，求得，，所以直線方程是。溫度一共有兩個點，分別是0℃和5℃，下面分別計算這兩個點對應的數(shù)字輸出點用關系式（1）當℃時，，得（2）當℃時，，得所以由上述計算我們可以得到，當溫度為0℃時，對應的模塊數(shù)字輸出為；當溫度為5℃時，對應的模塊數(shù)字輸出為。表格5-3為溫度與數(shù)字輸出對應表。表5-3溫度與數(shù)字輸出對應表溫度（℃）05數(shù)字輸出0505.3程序流程圖圖5-4是供液系統(tǒng)流程圖，由圖可知當溫度大于等于5℃時就打開電磁閥，當庫溫小于等于0圖5-5是冷凝系統(tǒng)流程圖，由圖可知當機組運行時，根據(jù)設定的壓力來控制蒸發(fā)冷風機和蒸發(fā)冷水泵的啟動停止。當壓力大于等于14bar時水泵啟動，當壓力小于等于12bar時水泵停止工作。當壓力大于等于13bar時風機啟動，當壓力小于等于11bar時風機停止。圖5-6是壓縮機組系統(tǒng)流程圖，由圖可知，由于供液電磁閥的打開和關閉，導致系統(tǒng)低壓吸氣壓力的變化，通過與設定壓力的比較，控制壓縮機啟動停止。當壓力大于等于1.0bar時第一臺壓縮機開始工作，當壓力大于等于1.2bar時第二臺壓縮機開始工作，當壓力大于等于1.4bar時第三臺壓縮機開始工作。當壓力小于等于0.9bar時第三臺壓縮機停止工作，當壓力小于等于0.7bar時第二臺壓縮機停止工作，當壓力小于等于0.5bar時第一臺壓縮機停止工作。圖5-4供液系統(tǒng)流程圖圖5-5冷凝系統(tǒng)流程圖圖5-6壓縮機組系統(tǒng)流程圖5.4本章小結(jié)本章主要是對軟件設計部分做了詳細的介紹。5.1主要介紹了軟件設計思想，確定軟件編程模塊。5.2主要是模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)換的一個計算，為后期編程打下理論基礎。5.3主要介紹多并聯(lián)節(jié)能壓縮機組控制系統(tǒng)中三個主要系統(tǒng)的流程圖，為后期編程做鋪墊。第6章觸摸屏的設計常州工學院電子信息與電氣工程學院畢業(yè)設計說明書第6章觸摸屏的設計PLC專用觸摸屏的開發(fā)過程可以概述為：①確定觸摸屏的類型；②制作觸摸屏畫面；③觸摸屏的模擬調(diào)試。6.1觸摸屏的選擇隨著多媒體信息查詢設備的與日俱增，人們越來越多的談到觸摸屏，如今觸摸屏在我們的日常生活中已得到了廣泛的應用，比如觸摸屏手機。在工業(yè)控制領域中使用觸摸屏，一個工人可以控制一個復雜的工藝，一個從未使用過計算機的人，只要知道操作步驟也可以進行交換操作。這里我們采用的是MCGS觸摸屏。MCGS是北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司研發(fā)的一套基于Windows平臺的，用于快速構(gòu)造和生成上位機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，主要完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測、前端數(shù)據(jù)的處理與控制，可運行于MicrosoftWindows95/98/Me/NT/2000/xp等操作系統(tǒng)。觸摸屏可通過RS-232C接口與PLC進行通訊。如圖6-1：圖6-1MCGS觸摸屏6.2觸摸屏畫面的制作1.打開觸摸屏畫面，如圖6-2所示圖6-2打開觸摸屏設置2.第一頁制作開機動畫，如圖6-3所示圖6-3開機畫面畫面設置如圖6-4所示6-4開機畫面設置其他頁面的設置只需把“歡迎畫面”分別改成“狀態(tài)顯示”、“參數(shù)設置”、“報警信息”、“操作”和“系統(tǒng)參數(shù)設置”和即可。各組件的設置如下：選擇右側(cè)“窗口屬性”，再選擇“窗口名稱”，然后對其進行更改，如圖6-5所示：圖6-5窗口設置3.第二頁設置狀態(tài)顯示，有四個按鈕，分別對應報警信息、系統(tǒng)參數(shù)設定、參數(shù)設定和返回按鈕，右下角顯示低壓壓力和高壓壓力。如圖6-6所示：圖6-6狀態(tài)顯示頁面右擊“報警信息”按鈕，選擇“屬性”，“狀態(tài)”一欄選擇“抬起”，“文本”修改成“報警信息”，其它的按要求設置，如圖6-7所示圖6-7標準按鈕構(gòu)建屬性設置其它幾個按鈕設置也是一樣設置，只是將文本一欄換成“系統(tǒng)參數(shù)設定”、“參數(shù)設定”和“返回”，這里就不做詳細介紹了。4.第三頁設置參數(shù)設置，如圖6-8圖6-8參數(shù)設置頁面這主要是對壓縮機進行參數(shù)設置，用的是“輸入框”和“標簽”兩個工具框，以“第一臺壓縮機運行壓力”為例，工具箱點擊“輸入框”工具按鈕，然后按住拖拽到指定位置，合適就可。然后在工具箱選擇“輸入框”工具，拖拽到指定位置，一樣是合適即可。具體參數(shù)設置如圖6-9到6-13所示：圖6-9標簽屬性設置圖6-10標簽擴展屬性設置圖6-11輸入框基本屬性設置圖6-12輸入框操作屬性設置圖6-13輸入框可見度屬性設置其它按鍵參考“第一臺壓縮機運行壓力”，這里就不多做解釋了。5.第四頁設置報警信息設置，如圖6-14圖6-14報警信息頁面工具欄選擇“報警顯示”模塊，拖拽到指定位置，具體參數(shù)設置如圖6-15所示：圖6-15報警參數(shù)設置6.第五頁為操作設置，第六頁為系統(tǒng)參數(shù)設置，如圖6-16和6-17圖6-16操作頁面圖6-17系統(tǒng)參數(shù)設置頁面觸摸屏的地址分配我們按照硬件的輸入輸出口分配，詳情可見4.2章節(jié)，這里就不做具體介紹了。6.3觸摸屏的調(diào)試當畫面做好后，就可以進行觸摸屏的模擬調(diào)試了，模擬調(diào)試有兩種，一種是在線模擬調(diào)試，一種是離線模擬調(diào)試。在線模擬調(diào)試需要計算機與PLC連接，MCGS觸摸屏與PLC連接，用計算機仿真MCGS人機程序執(zhí)行的動作，如果沒有連接PLC則無法達到仿真效果。而離線模擬可不連接PLC，只是用來測試畫面、按鈕、寫入存貯器地址和讀取存貯器地址是否正確，可以直接進行模擬。下面我們只介紹離線模擬。1.單機“工具”，選擇“下載配置”，這時會出現(xiàn)如圖6-18的對話框，選擇“模擬運行”，點擊“工程下載”，如果沒有錯誤進入“模擬運行狀態(tài)”，如圖6-19圖6-18下載配置界面圖6-19模擬運行界面2.主界面可以查看“報警信息”，“系統(tǒng)狀態(tài)”，“參數(shù)設定”，“系統(tǒng)參數(shù)設定”，同時也可以“切換用戶”操作。如圖6-20和6-21：圖6-20報警信息圖6-21系統(tǒng)運行監(jiān)視狀態(tài)3.觸摸屏在沒有寫入程序之前，監(jiān)控界面不會發(fā)生變化。6.4本章小結(jié)本章介紹的是觸摸屏的設計，分三個部分，分別是觸摸屏的選擇，觸摸屏畫面的設計和觸摸屏的調(diào)試，通過設計觸摸屏，我們仿真出了實物的運行狀態(tài)，讓我們對實際運行起來的狀態(tài)有了一定的概念，加深了我們對本設計的理解。第7章程序的調(diào)試與仿真常州工學院電子信息與電氣工程學院畢業(yè)設計說明書第7章程序的調(diào)試與仿真7.1軟件的確定STEP7Microwin是西門子S7-200編程軟件，這是專門用在S7-200上的一個編程軟件，