(整理)基于PLC的温度控制闭环系统.
PLC在温度控制中的应用
PLC在温度控制中的应用
PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种
用于自动化控制系统的专用数字计算机。由于其强大的功能和灵活的
编程能力，PLC在各个领域得到了广泛应用。其中，PLC在温度控制
中的应用尤为重要。本文将介绍PLC在温度控制中的几种常见应用方式。
一、温度控制系统简介
温度控制系统用于监测和调节环境或物体的温度。在工业领域，温
度控制对于许多生产过程的质量和效率至关重要。传统的温度控制系
统通常采用PID控制器，但其功能和灵活性有限。而PLC具有高度可
编程性和实时性，能够更好地满足复杂的温度控制需求。
二、基于PLC的温度控制方式
1. 简单的ON/OFF控制
ON/OFF控制是最基本的温度控制方式，适用于对温度精度要求不
高的场景。在这种控制方式下，PLC根据温度传感器的反馈信号，判
断温度是否达到设定值，并控制执行器（如电磁阀或加热器）的开关。当温度高于设定值时，PLC关闭执行器；当温度低于设定值时，PLC
打开执行器。该控制方式简单易懂，适用于一些简单的温度控制任务。
2. PID控制
PID控制是一种经典的温度控制方式，通过对温度进行比例、积分和微分计算，实现对温度的精确控制。PLC可以编程实现PID算法，根据温度传感器的反馈信号和设定的PID参数计算出控制器的输出信号，进而调节执行器。这种方式适用于对温度精度要求较高的场景，如化工、食品加工等领域。
3. 程序控制
在一些复杂的生产过程中，温度控制往往需要根据具体的生产要求进行多次调整和变化。PLC的编程功能使其成为实现程序控制的理想选择。通过编写控制程序，PLC可以根据预设的控制逻辑和温度变化规律，自动地进行温度调节和控制。这种方式可以大大提高生产过程的自动化程度和温度控制的精准度。
基于PLC的温度控制系统的设计
1 引言
1.1 设计目的
温度的测量和控制对人类日常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。在许多场合，及时准确获得目标的温度、湿度信息是十分重要的。近年来，温湿度测控领域发展迅速，并且随着数字技术的发展，温湿度的测控芯片也相应的登上历史的舞台，能够在工业、农业等各领域中广泛使用。
1.2 设计内容
主要是利用PLC S7-200作为可编程控制器，系统采用PID控制算法，手动整定或自整定PID参数，实时计算控制量，控制加热装置，使加热炉温度为为一定值，并能实现手动启动和停止，运行指示灯监控实时控制系统的运行，实时显示当前温度值。
1.3 设计目标
通过对温度控制的设计，提高在电子工程设计和实际操作方面的综合能力，初步培养在完成工程项目中所应具备的基本素质和要求。培养团队精神，科学的、实事求是的工作方法，提高查阅资料、语言表达和理论联系实际的技能。
2 系统总体方案设计
2.1 系统硬件配置及组成原理
2.1.1 PLC型号的选择
本温度控制系统采用德国西门子S7-200 PLC。S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。
2.1.2 PLC CPU的选择
S7-200 系列的PLC有CPU221、CPU222、CPU224、CPU226等类型。。S7-200PLC 硬件系统的组成采用整体式加积木式，即主机中包括定数量的I/O端口，同时还可以扩展各种功能模块。S7-200PLC由基本单元（S7-200 CPU模块）、扩展单元、个人计算机（PC）或编程器，STEP 7-Micro/WIN编程软件及通信电缆等组成。
基于PLC的温度控制系统的设计
1 引言
1.1 设计目的
温度的测量和控制对人类平常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。在许多场合，及时准确获得目的的温度、湿度信息是十分重要的。近年来，温湿度测控领域发展迅速，并且随着数字技术的发展，温湿度的测控芯片也相应的登上历史的舞台，可以在工业、农业等各领域中广泛使用。
1.2 设计内容
重要是运用PLC S7-200作为可编程控制器，系统采用PID控制算法，手动整定或自整定PID参数，实时计算控制量，控制加热装置，使加热炉温度为为一定值，并能实现手动启动和停止，运营指示灯监控实时控制系统的运营，实时显示当前温度值。
1.3 设计目的
通过对温度控制的设计，提高在电子工程设计和实际操作方面的综合能力，初步培养在完毕工程项目中所应具有的基本素质和规定。培养团队精神，科学的、实事求是的工作方法，提高查阅资料、语言表达和理论联系实际的技能。
2 系统总体方案设计
2.1 系统硬件配置及组成原理
2.1.1 PLC型号的选择
本温度控制系统采用德国西门子S7-200 PLC。S7-200 是一种小型的可编程序控制器，合用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运营中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。
2.1.2 PLC CPU的选择
S7-200 系列的PLC有CPU221、CPU222、CPU224、CPU226等类型。。S7-200PLC 硬件系统的组成采用整体式加积木式，即主机中涉及定数量的I/O端口，同时还可以扩展各种功能模块。S7-200PLC由基本单元（S7-200 CPU模块）、扩展单元、个人计算机（PC）或编程器，STEP 7-Micro/WIN编程软件及通信电缆等组成。
利用PLC实现温度调节系统的自动控制概要
利用PLC实现温度调节系统的自动控制
概要
引言
本文档旨在提供利用PLC（可编程逻辑控制器）实现温度调节系统的自动控制的概要。温度调节系统是在许多实际应用中广泛使用的一种自动控制系统，可以在不同场景下实现精确的温度控制。PLC作为控制设备，具有高度灵活性和可编程性，适用于温度调节系统的自动控制。
PLC的基本原理
PLC是一种数字电子设备，用于控制自动化过程。它具有输入和输出接口，可以接收和发送信号，从而实现对连接设备的控制。PLC的核心组成部分是其处理器和程序存储器，程序存储器中存储了控制逻辑。
温度调节系统的基本原理
温度调节系统通常由温度传感器、执行器和控制器组成。温度传感器用于测量环境或设备中的温度，执行器根据控制信号调整温
度，并负责控制系统中的其他元件，控制器则根据温度传感器的信
号和预设的控制逻辑来发出控制信号。
利用PLC实现温度调节系统的自动控制
1. 连接PLC和传感器：将温度传感器连接到PLC的输入接口，以便PLC能够接收到温度信号。
2. 编写控制逻辑：使用PLC的编程软件，编写控制逻辑，包
括根据温度信号调整执行器的位置。
3. 连接PLC和执行器：将执行器连接到PLC的输出接口，以
便PLC可以发送控制信号给执行器。
4. PLC的工作过程：当温度传感器检测到温度超过或低于设定
值时，PLC根据预设的控制逻辑发送控制信号给执行器，执行器根
据信号调整温度。
5. 监控系统：可以通过人机界面（HMI）或其他监控设备来实
时监控温度调节系统的工作状态和温度变化。
总结
利用PLC实现温度调节系统的自动控制可以提高控制精度和
基于PLC可控硅的温度闭环控制系统设计
摘要
在许多现代工业生产中，温度控制都是要解决的问题之一，对于无需人力控制的领域，我们需要自动控制。随着电子技术的发展, 可编程序控制器(PLC）已经由原来简单的逻辑量控制，逐步具有了计算机控制系统的功能。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC 在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。
本文提出了采用可编程控制器和可控硅组成一个比较简单、通用的温度控制系统。PLC是温度控制的主控核心，采用PID算法，运用PLC梯形图编程语言进行编程,实现温度的自动控制.可编程控制器的一个优势就是可以很方便的改写其中的程序以满足不同的控制系统，尤其在控制系统需要改进时优势更加明显。
文章分别就控制系统的基本工作原理，特殊模块的选型、PLC配置、等几方面进行阐述。通过提高温度控制系统具有响应快、稳定性好、可靠性高、控制精度好等特点,对工业控制有现实意义。
关键词：温度控制 PLC PID 可控硅闭环系统
Abstract
In many modern industrial production，temperature control is one of problems to solve，without human control on the field，we need automatic control。With the development of electronic technology，programmable logic controller (PLC) have by original simple logical quantity control，gradually with a computer control system function。PLC has strong commonality，use convenient，wide adaptability，high reliability，strong anti-jamming capability，programming of simple features. PLC in industrial automation control especially the status of sequence control in the foreseeable future, is irreplaceable.
毕业设计(论文)-基于PLC实现的水温控制
基于PLC实现的水温控制
XXX
（陕西理工学院电气工程系自动化专业，2007级2班，陕西汉中723003）
指导教师：XXX
[摘要]针对工农业生产中现有的水温控制系统可靠性低、控制精度差、成本高等缺点。我们利用三菱FX0N60-MR型PLC构建了一个水温控制系统对这一问题进行了研究。在整个控制系统中以电阻炉作为被控对象，以水温为被控变量，以三菱FX0N60-MR型PLC为控制器，输入部分外加光电耦合器，并用按键和数码管构建了人机接口设置目标温度；控制算法的选择经过对模糊控制和PID算法的实验对比，最终选择采用PID。PLC程序利用梯形图编程语言进行编写。在系统搭建完成后我们利用试凑法，通过大量实验对PID控制器的参数进行了优化，进过测试系统能够达到设计要求。除此之外该系统还具有硬件结构简单、系统可靠性高、制作成本低廉、控制器参数易于调试等优点。能够利用小型PLC实现对水温较高精度的控制。
[关键词]PLC 温度控制PID
PLC-based temperature control to achieve
Liao zhong lin
(Grade 07,Class2,Major Automation，Department of Electrical Engineering，Shaanxi University of
Technology，Hanzhong 723003，Shaanxi)
Tutor: Liu pei
[Abstract] According to the existing water temperature in the industry and agriculture production control system reliability, low cost, high control precision poor shortcomings. We use mitsubishi FX0N60-MR type PLC has constructed a water temperature control system for this problem is studied. In the whole control system to resistance furnace as controlled object to water temperature as controlled variables, the mitsubishi FX0N60-MR type PLC as the controller, input part plus photoelectric couplers, buttons and digital tube and constructing the man-machine interface set target temperature; The choice of control algorithm based on fuzzy control and PID algorithm experimental, finally choosing PID. PLC program use ladder diagram programming language to write. After the completion of the structures in the system we use trail-and-error, through a large number of experiments of PID controller parameters are optimized, the test system can meet the design requirements. Besides this system also has the hardware structure is simple, system reliability high, production cost is low, and the controller parameters is easy to debug, etc. Can use small PLC to control the water temperature higher accuracy.
(完整版)基于PLC的温度控制系统毕业设计论文
基于PLC的温度控制系统设计
摘要
可编程控制器(plc)作为传统继电器控制装置的替代产品已广泛应用工业控制的各个领域，由于它可通过软件来改变控制过程，而且具有体积小，组装灵活，编程简单抗干扰能力强及可靠性高等特点，非常适合于在恶劣的工业环境下使用。本文所涉及到的温度控制系统能够监控现场的温度，其软件控制主要是编程语言，对PLC而言是梯形语言，梯形语言是PLC目前用的最多的编程语言。
关键字：PLC 编程语言温度
Design of the temperature control Systems based on PLC
Abstract
Programming controler ( plc ) the replacing product as traditional relay control equipment each that already applies industrial control extensively field ，Since it can change control course through software ，It is little to is strong and reliability bad industrial environment use. The temperature control system that this paper is concerned with can the temperature of monitoring , its software control is programming language mainly, for PLC is ladder-shaped language, ladder-shaped language is the most programming language that PLC now uses.
基于PLC的温度控制闭环系统
1 绪论 (2)
1.1 课题背景 (2)
1.2 研究的主要内容 (2)
2 基于PLC的炉温控制系统的硬件设计 (3)
2.1系统控制要求 (3)
2.2系统设计思路 (3)
2.3系统的硬件配置 (3)
3 炉温PID控制算法 (7)
3.1模拟PID算法简介 (7)
3.2 PID算法的数字化处理 (8)
4 基于PLC的炉温控制系统的软件设计 (12)
4.1 STEP 7 MICRO/WIN32软件介绍 (12)
4.2 输入输出点配置 (12)
表4.1程序使用输入输出点配置 (13)
4.3 系统流程图 (13)
4.4 系统程序实现 (13)
4.5 系统程序调试 (18)
5 基于MT500 系列触摸屏的监控软件的设计 (23)
5.1 MT500系列触摸屏概述 (23)
5.2 触摸屏编程软件Eview简介 (23)
5.3 监控软件设计流程图 (23)
图5.1监控软件设计流程图 (24)
5.4 监控软件设计 (24)
5.6 系统联机调试 (31)
结论 (33)
致谢 (34)
参考文献 (35)
1 绪论
1.1 课题背景
随着现代工业的逐步发展，在工业生产中，温度、压力、流量和液位是四种最常见的过程变量。其中，温度是一个非常重要的过程变量。例如：在冶金工业、化工工业、电力工业、机械加工和食品加工等许多领域，都需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉的温度进行控制[1]。这方面的应用大多是基于单片机进行PID控制,然而单片机控制的DDC系统软硬件设计较为复杂,特别是涉及到逻辑控制方面更不是其长处,然而PLC在这方面却是公认的最佳选择。
plc温度控制系统设计
plc温度控制系统设计
一、引言
随着现代工业的快速发展，温度控制系统在各个领域得到了广泛的应用。可编程逻辑控制器（PLC）作为一种工业控制设备，具有较高的可靠性、稳定性和灵活性。本文将介绍如何设计一套基于PLC的温度控制系统，以满足现代工业生产中对温度控制的需求。
二、PLC温度控制系统原理
PLC温度控制系统主要通过传感器采集温度信号，将信号转换为电信号后，输入到PLC进行处理。根据预设的温度控制策略，PLC输出相应的控制信号，驱动执行器（如加热器、制冷装置等）进行加热或降温，从而实现对温度的精确控制。
三、设计步骤与方法
1.确定控制目标：明确温度控制系统的控制范围、精度要求、响应速度等指标。
2.选择合适的PLC型号：根据控制需求，选择具有足够输入/输出点、运算速度和存储容量的PLC。
3.设计硬件系统：包括传感器、执行器、通信模块等硬件设备的选型和连接。
4.设计软件系统：编写温度控制程序，包括输入数据处理、控制算法、输出控制等功能。
5.系统调试与优化：对系统进行调试，确保温度控制精度和稳定性，并根
据实际运行情况进行优化。
四、系统硬件设计
1.选择合适的传感器：根据控制范围和精度要求，选择合适的温度传感器，如热电偶、热敏电阻等。
2.选择合适的执行器：根据控制需求，选择合适的执行器，如伺服电机、电磁阀等。
3.通信模块：根据现场通信需求，选择合适的通信模块，如以太网、串口等。
五、系统软件设计
1.编写程序：采用相应的编程语言（如梯形图、功能块图等）编写温度控制程序。
2.输入数据处理：对传感器采集的温度信号进行滤波、标定等处理，确保数据准确性。
基于PLC的温度控制系统
基于PLC的温度控制系统
作者：姚全
来源：《消费电子》2012年第14期
摘要：随着“信息时代”的到来，作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步，其应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。
本设计应用性比较强，设计系统可以作为生物培养液温度监控系统，如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、实验室温度监控系统等等。课题主要任务是完成环境温度检测，利用单片机实现温度调节并通过计算机实施温度监控。设计后的系统具有操作方便，控制灵活等优点。
关键词：温度控制；传感器；可编程逻辑控制器
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 (2012) 14-0050-02
一、系统硬件设计
计算机工作的外围电路设备
（一）温度传感器
温度传感器采用补偿型NTC热敏电阻其主要性能如下：补偿型NTC热敏电阻 B值误差范围小，对于阻值误差范围在5％的产品，其一致性、互换性良好。适合于一般精度的温度测量和计量设备。
（二）RS-232-C接口电路
计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低，特别是在远程传输时，避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。在串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标准接口，使不同的设备可以方便地连接起来进行通讯。 RS-232-C接口（又称 EIA RS-232-C）是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用一个25个脚
基于PLC的温度控制系统的设计
基于ＰＬＣ的温度控制系统的设计
张文明常州纺织服装职业技术学院自动化室，江苏常州２１３００４
阐述了基于ＰＬＣ的温度控制系统的软、硬件设计。系统调试表明，整个控制系统结构简单，运行稳定，便于维护，实现了温度的闭环控制。
温度控制；温度测量；ＰＬＣ；ＰＩＤ
Ｓ２２Ａ０５１７ －６６１１ （２０１１ ）２９ － １８２５８ －０４
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＰＬＣ
ＺＨＡＮＧ Ｗｅｎ－ｍｉｎｇ
张文明（１９６７ －），男，江苏武进人，副教授、高级工程师，从
事纺织机电技术应用、电气自动化技术应用等方面的教学
和研究，ｅ－ｍａｉｌ：Ｗｍｚｈａｎｇ＠ｃｚｔｇｉ． ｅｄｕ．ｃｎ。
２０１１－０７－０４
１８２５９
１８２６０
＠＠［１］梁宏晞，缪华蓉，于如嘏．高效液相色谱双波长检测测定复方氯丙嗪片
中有效成分的含最［Ｊ］．色谱，１９９２，１０（２）：１００ － １０１．
＠＠［２］蔡富春，陈朝晖，刘卫兵，等．荧光分光光度法测定盐酸氯丙嗪［Ｊ］．西
南师范大学学报：自然科学版，２００２，２７（５）：７３９ －７４１．
＠＠［３］李利军，钟亮，程昊，等．盐酸氯丙嗪在聚Ｌ－苏氨酸／多壁碳纳米管修饰
电极上的电化学行为［Ｊ］．化学研究与应用，２００９，２１（５）：６４９ －６５４．
＠＠［４］唐国风，黄玉明，石文兵．反向流动注射化学发光法测定盐酸氯丙嗪
［Ｊ］．西南师范大学学报：自然科学版，２００４，２９（５）：８３９ － ８４２．
＠＠［５］倪永年，齐正保．化学计量学速差动力学光谱法同时测定盐酸氯丙嗪
基于PLC的PID温度控制系统设计(附程序代码)
基于PLC的PID温度控制系统设计（附程序代码）摘要
自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用，温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。随着PLC技术的飞速发展，通过PLC对被控对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向。温度控制系统广泛应用于工业控制领域，如钢铁厂、化工厂、火电厂等锅炉的温度控制系统。而温度控制在许多领域中也有广泛的应用。这方面的应用大多是基于单片机进行PID 控制, 然而单片机控制的DDC 系统软硬件设计较为复杂, 特别是涉及到逻辑控制方面更不是其长处, 然而PLC 在这方面却是公认的最佳选择。根据大滞后、大惯性、时变性的特点，一般采用PID调节进行控制。随着PLC功能的扩充，在许多PLC 控制器中都扩充了PID 控制功能, 因此在逻辑控制与PID控制混合的应用场所中采用PLC控制是较为合理的。
本设计是利用西门子S7-200PLC来控制温度系统。首先研究了温度的PID调节控制，提出了PID的模糊自整定的设计方案，结合MCGS监控软件控制得以实现控制温度目的。
关键词:PLC;PID;温度控制
沈阳理工大学课程设计论文
目录
1 引言...................................................................... (1)
1.1 温度控制系统的意义...................................................................... .. (1)
基于PLC和Pt100的闭环温度控制系统的设计
＿１］李乃夫．可编程控制器原理 、应用、实验［Ｍ］．河北 ：中 国轻工业出版社 ，２０１０．
［２］朱强 ，江莹．基于工作过程的课程 开发方案研究 ［Ｊ］． 中 国职 业 教 育 ，２００８（１）：４２—４４．
［３］姚家琛 ，孙健． 基于西 门子 Ｓ７—２００控制器 的温度 控制 系统设计 ［Ｊ］．开封大学 学报 ，２０１４（１）：８３—８６．
１９４—１Ｏ５．
［责任编辑 ：钟声贤］
ｑｉｙｅｋｅｊＩｙｕｆａｚｈａｎ ３９
图 ４ ＰＬＣ程序 梯形图
在西门子 Ｓ７—２００系列 ＰＬＣ控制器和 ＥＭ２３５采集 模块的基础上 ，利用铂电阻变送器成功设计了热水壶控制 系统，并取得实验的成功。温度控制系统的设计很炙子地融 合 了高职高专 自动化专业基础课程 ＰＬＣ和 自动检测传感 器技术课程 ，并 目结合了低压电器 固态继 电器的使用 ，是 — 个综合 性的设计系统 ，对今后的实践教学有很好的帮助。
２ｏ１６￣ １期（总第４１１期）
岔业料扳与疑源自文库
庆业秘授创新
公式 （１）中： 为修正代数 ６】。
为铂 电阻值； 为测量温度值 ；Ｋ
当ＰＬＣ于Ｆ女台运 寸，初女台ｆＪ 中信 电器 ＳＭＯ．Ｏ
进行初始化，将温度设定值 ３０℃对应的数字量、参数值 等存入有关数据寄存器 ，使定时器复位 ；按下启动按钮 ， 系统开始温度采样 ，采样周期为 １ Ｓ；Ｐｔｌ Ｏ０型铂电阻变 送器把所测量的温度隹ＩｊＩ专换为 ４～２０ ｍＡＤＣ的电流信号 ， 送入 ＥＭ２３５模块 的 Ａ号通道输入端 ，该通道将读入的 ４～２０ ｍＡＤＣ 的模拟信号转换成数字信号送入 ＰＬＣ的 ＡＩＷ Ｏ；经过一些数据类型的转换和程序的计算后得出实 际测量的温度 将 Ｔ，ｎ温度设定值 ３０℃进行比较 ，若 水温低于 ３０。Ｃ，控制固态继 电器线圈得 电，热水壶继续 加热 ，若水温等于或高于 ３０ ｏＣ，控制 固态继 电器 失电， 热水壶断电停Ｉ 烧水，从而使热水壶保持 了恒温控制 （如 图 ４所示）。
基于PLC的温度控制
一．概述
1.1PLC简介
随着微处理器，计算机的和数字通讯技术的飞速发展，计算机控制技术已经渗
透到所有工业领域。当前用于工业控制的计算机可分为:可编程控制器,基于PC总
线的工业控制计算机,基与单片机的测控装置,用于模拟量闭环控制的可编程调节器,集散控制系统(DCS)和现场总线控制系统(FCS)等。可编程控制器是应用广泛,功能强大,使用方便的通用工业控制装置,已成为当代工业自动化的重要支柱.近几年来，
在国内已得到迅速推广普及。正改变着工厂自动控制的面貌，对传统的技术改造、
发展新型工业具有重大的实际意义。
可编程控制器对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工
艺，因此可在初步设计阶段选用可编程控制器，在实施阶段再确定工艺过程。
另一方面，从制造生产可编程控制器的厂商角度看，在制造阶段不需要根据用
户的要求专门设计控制器，适合批量生产。由于这些特点，可编程控制器问世
以后很快受到工业控制界的欢迎，并得到迅速的发展。
可编程序控制器，英文称Programmable Controller，简称PC。但由于PC
容易和个人计算机（Personal Computer）混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可
编程序控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统
装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部
存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字
式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机
技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中
PLC温度PID控制
PLC温度PID控制
什么是PLC
PLC（Programmable Logic Controller），中文译作可编程逻辑控制器，是工业自动化控制中常见的控制器。PLC可编程性强，可以通过程序控制各种机械设备，替代传统的机电控制系统，使控制操作更为方便。
什么是PID控制
PID（Proportional-Integral-Derivative）控制是一种闭环控制策略，通常用于自动控制系统中。PID控制器通过测量控制对象的反馈信号，计算出控制偏差，并以此来计算控制输出。PID控制器包括比例、积分、微分三个部分，常用于控制温度、流量、速度等物理量的自动控制环节。
PLC温度PID控制的原理
在工业生产过程中，常需要对温度进行自动控制。PLC温度PID控制是一种常见的自动控制策略，其控制原理如下：
1.采集温度信号：首先通过传感器获取被控温度数据，传感器将采集的
温度数值转换成模拟电信号，通过模拟输入端口输入PLC。
2.计算比例、积分、微分：PLC中的程序模块将模拟电信号进行处理，
计算出比例、积分、微分三个部分。
3.计算控制量：通过将比例、积分、微分三个部分的计算结果相加，得
到控制量，即控制器对被控温度的输出信号。
4.控制温度：将控制量通过PLC的模拟输出端口输出，送入控制器或
执行器中，以控制被控温度的变化。
实现PLC温度PID控制的步骤
实现PLC温度PID控制需要进行以下步骤：
步骤一：PLC硬件配置
首先，需要准备好PLC控制器以及温度传感器、执行器等硬件。根据生产现场的实际情况，选择适合的PLC型号和控制器或执行器，按照说明书进行安装和调试。
基于PLC的温控系统设计与实现
传感器与执行器安装
在温度控制区域安装合适的温度传感器，根据PLC输出信 号类型配置执行器（如继电器、固态继电器等），实现温 度监测和控制功能。
硬件调试与故障排查
对安装好的硬件进行调试，检查信号输入输出是否正常， 排查并解决可能出现的故障。
软件编程与测试
编程语言选择
温度控制算法设计
根据PLC型号和支持的编程 语言，选择合适的编程语言
多功能集成
研究如何将温控系统与光照、湿度等环境因子调 控功能集成，实现多因子协同控制，提高环境调 控效果。
拓展应用领域
探索基于PLC的温控系统在医疗、航空航天等领 域的应用可能性，进一步拓展其应用范围。
THANK YOU
感谢观看
技术创新点突出
本系统采用了先进的PLC控制技术，结合温度传感器和执行机构，实现了对温度的高精度控制，相比传统温控方式具 有更高的控制精度和更低的能耗。
实用性强
该系统可广泛应用于温室大棚、冷链物流、工业生产等领域，为社会创造显著的经济效益和环境效益。
应用前景分析
农业领域
基于PLC的温控系统可用于温室大棚的环境调控，提高农作物的 产量和品质，促进农业可持续发展。
02
系统设计
系统硬件设计
PLC控制器
温度传感器
选择适当型号的PLC作为主控制器，确保其 具有足够的输入/输出点数和计算能力，以 满足温控系统的需求。
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1 绪论1.1 课题背景
随着现代工业的逐步发展，在工业生产中，温度、压力、流量和液位是四种最常见的过程变量。其中，温度是一个非常重要的过程变量。例如：在冶金工业、化工工业、电力工业、机械加工和食品加工等许多领域，都需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉的温度进行控制[1]。这方面的应用大多是基于单片机进行PID控制,然而单片机控制的DDC系统软硬件设计较为复杂,特别是涉及到逻辑控制方面更不是其长处,然而PLC在这方面却是公认的最佳选择。
随着PLC功能的扩充在许多PLC控制器中都扩充了PID控制功能,因此在逻辑控制与PID控制混合的应用场所中采用PLC控制是较为合理的，通过采用PLC来对它们进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大的优点，而且可以大幅度提高被测温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此，PLC对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的控制问题。这也正是本课题所重点研究的内容。
1.2 研究的主要内容
本课题的研究内容主要有：
1）温度的检测；
2）采用PLC进行恒温控制；
3）PID算法在PLC中如何实现；
4）PID参数对系统控制性能的影响；
5）温控系统人机界面的实现。
2 基于PLC的炉温控制系统的硬件设计
2.1系统控制要求
本PLC温度控制系统的具体指标要求是：对加热器加热温度调整范围为0℃—150℃，温度控制精度小于3℃，系统的超调量须小于15%。软件设计须能进行人机对话，考虑到本系统控制对象为电炉，是一个大延迟环节，且温度调节范围较宽，所以本系统对过渡过程时间不予要求。
2.2系统设计思路
根据系统具体指标要求，可以对每一个具体部分进行分析设计。整个控制系统分为硬件电路设计和软件程序设计两部分。
系统硬件框图结构如图所示:
图2.1系统硬件框图
被控对象为炉内温度，温度传感器检测炉内的温度信号，经温度变送器将温度值转换成0～10V的电压信号送入PLC模块。PLC把这个测量信号与设定值比较得到偏差，经PID运算后，发出控制信号，经调压装置输出交流电压用来控制电加热器的端电压，从而实现炉温的连续控制。
2.3系统的硬件配置
2.3.1 S7-200PLC选型
S7-200 系列 PLC 是由德国西门子公司生产的一种超小型系列可编程控制器，它能够满足多种自动化控制的需求，其设计紧凑，价格低廉，并且具有良好的可扩展性以及强大的指令功能，可代替继电器在简单的控制场合，也可以用于复杂的自动化控制系统。由于它具有极强的通信功能，在大型网络控制系统中也能充分发挥作用[2] S7-200系列可以根据对象的不同, 可以选用不同的型号和不同数量的模块。并可以将这些模块安装在同一机架上。
SiemensS7-200 主要功能模块介绍：
(1)CPU 模块S7-200的CPU 模块包括一个中央处理单元,电源以及数字I/O 点,
这些都被集成在一个紧凑,独立的设备中。CPU 负责执行程序,输入部分从现场设备中采集信号,输出部分则输出控制信号,驱动外部负载.从 CPU 模块的功能来看, CPU 模块为CPU22*,它具有如下五种不同的结构配置CPU 单元：①CPU221 它有 6 输入/4 输出,I/0 共计 10 点.无扩展能力,程序和数据存储容量较小,有一定的高速计数处理能力,非常适合于少点数的控制系统。②CPU222 它有8 输入/6 输出，I/0 共计 14 点，和 CPU 221 相比,它可以进行一定的模拟量控制和2个模块的扩展,因此是应用更广泛的全功能控制器。③CPU224 它有 14 输入/10 输出，I/0 共计 24 点，和前两者相比,存储容量扩大了一倍,它可以有 7 个扩展模块,有内置时钟,它有更强的模拟量和高速计数的处理能力,是使用得最多 S7-200 产品。④CPU226 它有 24 输入/16 输出,I/0 共计 40 点,和 CPU224 相比,增加了通信口的数量,通信能力大大增强。它可用于点数较多,要求较高的小型或中型控制系统。⑤CPU226XM 它在用户程序存储容量和数据存储容量上进行了扩展,其他指标和 CPU226相同。
(2)开关量 I/O 扩展模块当 CPU 的 I/0 点数不够用或需要进行特殊功能的控制时,就要进行 I/O 扩展,I/O 扩展包括 I/O 点数的扩展和功能模块的扩展。通常开关量 I/O 模块产品分 3 种类型:输入模块,输出模块以及输入/输出模块。为了保证 PLC 的工作可靠性,在输入模块中都采用提高可靠性的技术措施。如光电隔离,输入保护(浪涌吸收器,旁路二极管,限流电阻),高频滤波,输入数据缓冲器等。由于PLC 要控制的对象有多种,因此输出模块也应根据负载进行选择,有直流输出模块, 交流输出模块和交直流输出模块。按照输出开关器件种类不同又分为 3 种：继电器输出型,晶体管输出型和双向晶闸管输出型。这三种输出方式中,从输出响应速度来看，晶体管输出型最快，继电器输出型最差，晶闸管输出型居中；若从与外部电路安全隔离角度看,继电器输出型最好。在实际使用时，亦应仔细查看开关量 I/O 模块的技术特性，按照实际情况进行选择。
由于本系统是单回路的反馈系统，CPU224XP相比与其他型号具有更好的硬件指标，其上自带有模拟量的输入和输出通道，因此节省了元器件的成本，CPU224XP自带的模拟量I/O规格如表：
表2.1模拟量I/O配置表
CPU224XP自带的模拟量输入通道有2个，模拟量输出通道1个。
在S7-200中，单极性模拟量的输入/输出信号的数值范围是0~32000，双极性模拟信号的数值范围是-32000~+32000[3]
2.3.2 温度传感器
温度传感器有四种主要类型：热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和 IC 温度传感器。
热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定，典型的有铜热电阻、铂热电阻等。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪，它的阻值会随着温度的变化而改变，通常用PT100来表示。其中PT后的100即表示它在0℃时阻值为100欧姆，在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。
PT100是广泛应用的测温元件，在-50~600℃范围内具有其他任何温度传感器无可比拟的优势，包括高精度、稳定性好、抗干扰能力强等。由于铂电阻的电阻值与温度成非线性关系，所以需要进行非线性校正。校正分为模拟电路校正和微处理器数字化校正，模拟校正有很多现成的电路，其精度不高且易受温漂等干扰因素影响，数字化校正则需要在微处理系统中使用，将Pt电阻的电阻值和温度对应起来后存入EEPROM中，根据电路中实测的AD值以查表方式计算相应温度值[4]。
常用的Pt电阻接法有三线制和两线制，其中三线制接法的优点是将PT100的两侧相等的的导线长度分别加在两侧的桥臂上，使得导线电阻得以消除。常用的采样电路有两种：一为桥式测温电路，一为恒流源式测温电路。本设计采用的就是三线制接线。
由于铂热电阻测出的是温度变化，需要在将信号输入PLC前加一个温度变送器，将温度信号转换成电压信号。本系统采用的温度变送器是DZ4130，使用过程中要加一个24V的电源，该电源可以从PLC上直接获得。
2.3.3 调压装置（SSR）
由于PLC输出的信号是直流信号，而被控制的加热器小灯泡是由220伏特交流电供应工作的，所以在由PLC接入到小灯泡时要加入一个调压装置，本设计采用的是一