高低温交变湿热试验箱控制系统设计(2)

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2.3PLC选型和硬件配置...8

2.3.1PLC型号的选择....8

2.3.2S7-300CPU的选择...8

2.3.3SM323数字量I/O模块..8

2.3.4SM331热电阻模块.9

2.3.5存储卡模块与DIN导轨..9

2.3.6电源模块.9

2.4PLC系统整体方案设计9

2.4.1CPU模块电气设计....10

2.4.2模拟量模块电气设计....11

2.4.3试验箱控制原理..12

2.5系统的PID控制....13

2.5.1PID控制器基础...13

2.5.2PID参数的整定...14

2.5.3FB58模块...14

3.PLC控制系统的程序编辑..16

3.1PLC程序设计方法16

3.2编程软件STEP7概述.17

3.2.1STEP7--Micro/WIN简单介绍17

3.2.2STEP7编程语言介绍18

3.3本课题PLC程序设计.18

3.3.1创建项目....18

3.3.2硬件组态与程序编辑....20

4.组态画面设计..21

4.1组态软件基础...21

4.1.1组态的定义21

4.1.2组态王软件特点..21

4.1.3组态王软件仿真方法....22

4.2新建工程及变量定义.22

4.2.1新建工程....22

4.2.2变量定义....24

4.3创建控制系统界面26

4.3.1系统主界面26

4.3.2程序编辑界面.32

4.3.3参数设定界面.33

4.3.4报警窗口....34

4.3.5PID参数界面..42

4.3.6历史数据界面.43

4.3.7数据浏览界面.45

4.4用户管理和权限设置.47

4.5系统“登陆”“退出”等设置..48

结论51

致谢52

参考文献53

1. 绪论从上世纪 80 年代至 90 年代中期，PLC 得到了迅速的发展。PLC 在处理模拟量、数字运算、人机接口和网络等方面的能力得到大幅度提高，具有使用方便、适应面广、可靠性高、编程简单等特点。PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了以往单纯的继电器控制，在工业自动化控制特别是顺序控制中显示出其强大的能力[1]。而组态王作为国内一款非常出色的组态软件，可以方便地对各种工业流程进行组态，直观的画面和生动的动画效果可以使工作人员进行更好的人机交流，对现场的工程运作进行实时监控。本论文介绍了以试验箱中的温度和湿度为被控对象，以 PLC 为控制器，通过对风机、冷机、加热丝、加湿器等的控制来实现温湿度的交变控制，并用组态王进行组态的高低温交变湿热试验箱的控制系统。在系统中采用了PID算法，使得对温度和湿度的控制更加精确和及时。
1.1 课题背景及研究意义多年的统计数据表明，环境引起的产品故障数占总故障数的52%左右，在这当中，温度、湿度及振动所引起的故障数占了绝大部分。随着我国在航空、航天、军事、汽车等领域的飞速发展，都要求对其产品进行温湿度交变试验。高低温交变湿热试验箱作为重要的环境试验设备, 通过人工模拟产品所处的温湿度环境，检验各种产品对恶劣环境的适应性, 对试验的产品做出性能评价，从而保证产品在使用过程中的安全可靠。随着计算机技术、微电子技术、通信技术的发展,试验箱大多实现了数字化控制和广泛采用智能仪表。但如何对整个试验过程进行集中监视、操作、管理和控制, 是近来研究的热点问题。因此本湿热试验箱控制系统的研究设计，可以为试验测试人员提供实时、形象、动态的监控方法和控制手段，可以提高工作效率, 节省人力物力, 实现系统的试验过程自动化。湿热试验箱有恒定湿热试验箱和交变湿热试验箱之分。交变湿热试验箱的容积从0.2m³到 2m³之间，其温度范围有+20～+80℃，+20～+70℃，-20～+70℃等；相对湿度范围为：20％～95％，20％～100％，80％～100％，85％～98％等；温度波动度：±0.5℃，±1℃；相对湿度波动度：±2％；温度均匀度：±2 ℃；湿度均匀度：±3％。