基于PLC控制加热炉温度闭环控制系统

合集下载

(整理)基于PLC的温度控制闭环系统.

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。

基于PLC的加热炉温控制系统设计

毕业设计（论文）题目：基于PLC的加热炉温控制系统设计学院：电子信息学院专业班级：06自动化（2）指导教师：康涛职称：讲师学生姓名：雷颖倩学号：40604010225摘要在现代工业生产过程中，一些温度等作为被控参数的过程，往往其容量滞后较大，控制要求又较高，若采用单回路控制系统，其控制质量无法满足生产要求。

本文针对锅炉的结构特点以及船机控制能够有效的改善过程的动态特性、提高工作频率、减小等效过程时间常数和加快响应速度等，提出了锅炉温度串级控制的解决方案。

本系统以电加热锅炉为被控对象，以锅炉出口水温为主被控参数，以炉膛内水温为福被控参数，以加热炉电阻丝电压为控制参数，以PLC为控制器，构成锅炉温度控制系统；完成了系统的硬件设计和PLC程序设计。

经过调试，PLC程序实现了数据采集、A/D转换、PID运算和D/A转换等，达到了设计要求。

关键词：锅炉，温度，串级控制，PLC，PIDABSTRACTIn modern industrial production,some course's capacity often lags behind relatively largely,control also expect relatively much regarding temperature,etc,if adopt the controlsystem of single circuit,its quality of control is unable to meet the production requirement.Because the bunches of control can improve the dynamic characteristic of the course effectively,improve operating frequency,reducing the time constant of the equivalent course and accelerating the response speed,etc.This text have proposed one bunch of solutions of control of boiler temperature.This system leaves target of accusing of on boiler with electricity,export water temperature.With boiler for accuse of parameter mainly,regard the burner hearth water temperature as one pair of parameters of accusing of,regard voltage of resistance wire of the heating furnace as the control parameter,regard PLC as the controller, form one bunch of control systems of boiler temperature;Finish the designing of systematic hardware and the program with PLC.Through debugging,PLC procedure has realized the data gathering,A/D changing,PID operation and D/A changing,etc,has reached the designing requirement.KEYWORDS：boiler，temperature，bunches of control,plc,pid前言随着我国国民经济的快速发展，锅炉的使用范围越来越广泛。

基于PLC控制的加热炉温度控制系统设计

课程设计姓名张镇炀学号********班级电气优创0801摘要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，电焊机的温度控制系统等。

加热炉温度控制在许多领域中得到广泛的应用。

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, PLC 在这方面却是公认的最佳选择。

加热炉温度是一个大惯性系统，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S7-300PLC控制加热炉温度的控制系统。

首先介绍了温度控制系统的工作原理和系统的组成，然后介绍了西门子S7-300PLC和系统硬件及软件的具体设计过程。

关键词：西门子S7-300PLC，PID，温度传感器，固态继电器目录摘要 (I)Abstract ........................................... 错误!未定义书签。

第一章引言 ....................................... 错误!未定义书签。

1.1 系统设计背景............................... 错误!未定义书签。

1.2 系统工作原理 (IV)1.3 系统设计目标及技术要求 (IV)1.4 技术综述 (IV)第二章系统设计 (V)2.1 控制原理与数学模型 (V)2.1.1 PID控制原理 (V)2.1.2 PID指令的使用注意事项 (VIII)2.2 采样信号和控制量分析 (IX)2.3 系统组成 (IX)第三章硬件设计 ................................................... X I3.1 PLC的基本概念 (XI)3.1.1 模块式PLC的基本结构 (XII)3.1.2 PLC的特点 (XIII)3.2 PLC的工作原理 (XIV)3.2.1 PLC的循环处理过程 (XIV)3.2.2 用户程序的执行过程 (XVI)3.3 S7-300 简介 (XVI)3.3.1 数字量输入模块 (XVII)3.3.2 数字量输出模块 (XVII)3.3.3 数字量输入/输出模块 (XVII)3.3.4 模拟量输入模块 (XVII)3.3.5 模拟量输出模块 (XVIII)3.4 温度传感器 (XVIII)3.4.1 热电偶 (16)3.4.2 热电阻 (17)3.5 固态继电器 (XX)3.5.1 概述 (18)3.5.2 固态继电器的组成 (18)3.5.3 固态继电器的优缺点 (19)第四章软件设计 ................................................. X XII4.1 STEP7编程软件简介 (XXII)4.1.1 STEP7概述 (XXII)4.1.2 STEP7的硬件接口 .......................... .. (XXII)4.1.3 STEP7的编程功能 (XXII)4.1.4 STEP7的硬件组态与诊断功能 (XXIII)4.2 STEP7项目的创建 (XXIV)4.2.1 使用向导创建项目 (XXIV)4.2.2 直接创建项目 (XXIV)4.2.3 硬件组态与参数设置 (XXIV)4.3 用变量表调试程序 (XXVI)4.3.1 系统调试的基本步骤 (XXVI)4.3.2 变量表的基本功能 (XXVII)4.3.3 变量表的生成 (XXVIII)4.3.4 变量表的使用 (XXVIII)4.4 S7-300的编程语言 (XXIX)4.4.1 PLC编程语言的国际标准 (XXIX)4.4.2 STEP7中的编程技术 (XXX)结束语 ......................................................... X XXIV 致谢 (33)参考文献 (34)附录 (35)1.1系统设计背景近年来，加热炉温度控制系统是比较常见和典型的过程控制系统，温度是工业生产过程中重要的被控参数之一，冶金﹑机械﹑食品﹑化工等各类工业生产过程中广泛使用的各种加热炉﹑热处理炉﹑反应炉，对工件的处理均需要对温度进行控制。

基于PLC控制的加热炉温度控制系统设计

基于PLC控制的加热炉温度控制系统设计概述加热炉是工业生产中常见的设备之一，其主要作用是提供高温环境用于加热物体。

为了确保加热炉的稳定性和安全性，需要设计一个可靠的温度控制系统。

本文将介绍一个基于PLC（可编程逻辑控制器）控制的加热炉温度控制系统设计方案。

系统设计原理在加热炉温度控制系统中，PLC作为核心控制器，通过监测温度传感器的输出信号，根据预设的温度设定值和控制策略，控制加热炉的加热功率，从而实现对加热炉温度的稳定控制。

以下是系统设计的主要步骤：1.硬件设备选择：选择适合的温度传感器和控制元件，如热电偶、温度控制继电器等。

2.PLC选型：根据实际需求，选择合适的PLC型号。

PLC需要具备足够的输入输出点数和计算能力。

3.传感器连接：将温度传感器接入PLC的输入端口，读取实时温度数据。

4.温度控制策略设计：根据加热炉的特性和工艺需求，设计合适的温度控制策略。

常见的控制策略包括比例控制、积分控制和微分控制。

5.控制算法实现：根据温度控制策略，编写PLC程序，在每个采样周期内计算控制算法的输出值。

6.加热功率控制：使用控制继电器或可调功率装置，控制加热炉的加热功率。

7.温度反馈控制：通过监测实际加热炉温度和设定值之间的差异，不断修正加热功率控制，使加热炉温度稳定在设定值附近。

系统硬件设计基于PLC控制的加热炉温度控制系统的硬件设计主要包括以下几个方面：1.温度传感器：常用的温度传感器有热电偶和热敏电阻。

根据加热炉的工艺需求和温度范围，选择适合的温度传感器。

2.PLC：选择适合的PLC型号，根据实际需求确定PLC的输入输出点数和计算能力。

3.控制继电器或可调功率装置：用于控制加热炉的加热功率。

根据加热炉的功率需求和控制方式，选择合适的继电器或可调功率装置。

4.运行指示灯和报警器：用于显示系统的运行状态和报警信息。

PLC程序设计PLC程序是基于PLC的加热炉温度控制系统的关键部分，其主要功能是实现温度控制算法。

《基于PLC的环形炉温度控制系统设计与应用》范文

《基于PLC的环形炉温度控制系统设计与应用》篇一一、引言随着工业自动化技术的不断发展，温度控制系统的设计与应用在工业生产中显得尤为重要。

环形炉作为许多工业生产过程中的关键设备，其温度控制系统的稳定性和精确性直接影响到产品的质量和生产效率。

因此，基于PLC的环形炉温度控制系统应运而生，本文将介绍其设计思路和应用效果。

二、系统设计1. 系统构成基于PLC的环形炉温度控制系统主要由PLC控制器、温度传感器、执行机构、人机界面等部分组成。

其中，PLC控制器作为系统的核心，负责接收温度传感器的信号，根据设定的控制算法输出控制信号，驱动执行机构进行温度调节。

2. PLC控制器设计PLC控制器是整个系统的“大脑”，其设计应考虑到系统的实时性、稳定性和可扩展性。

首先，应选择合适的PLC型号，根据环形炉的规模和工艺要求，确定I/O点的数量和类型。

其次，编写控制程序，实现温度的实时监测、报警、自动调节等功能。

此外，还应考虑到系统的故障诊断和保护功能，确保系统的稳定运行。

3. 温度传感器和执行机构的选择温度传感器是测量环形炉温度的关键部件，应选择具有高精度、高稳定性的传感器。

执行机构则是根据PLC控制器的指令进行温度调节的部件，常见的有电动调节阀、电动执行器等。

在选择时，应考虑到其响应速度、调节精度和可靠性等因素。

4. 人机界面设计人机界面是操作人员与系统进行交互的界面，应设计得简洁、直观、易操作。

通过人机界面，操作人员可以实时监测环形炉的温度、设定温度目标值、查看报警信息等。

此外，还应具备历史数据查询、报表生成等功能，方便操作人员进行生产管理和数据分析。

三、系统应用基于PLC的环形炉温度控制系统在实际应用中取得了显著的效果。

首先，该系统具有较高的控制精度和稳定性，能够实时监测环形炉的温度，并根据设定的控制算法自动调节执行机构，使温度保持在设定范围内。

其次，该系统具有丰富的功能，如温度报警、历史数据查询、报表生成等，方便操作人员进行生产管理和数据分析。

3909_基于Plc加热炉温度控制系统设计

基于PLC加热炉温度控制系统设计【摘　要】温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同国外的日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有着较大的差距。

加热炉的温度控制系统具有较大的容量滞后，采用单回路控制往往会出现较大的动态偏差，很难达到好的控制效果，为提高系统对负荷变化较大或其他扰动比较剧烈时的控制质量，采用基于PLC的加热炉温度控制系统来提高加热炉的燃烧效率。

可编程序控制器（PLC）是一种新型的通用的自动控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，是功能加强、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点。

PLC的应用领域已经拓宽到了各个领域，PLC的发展历程在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。

在传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。

PLC最基本最广泛的用于开关量的逻辑控制，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制，顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。

如注塑机，印刷机，订书机，组合抢答器，磨床，包装等。

目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁，石油，化工，电力，建材，机械制造，汽车，轻纺，交通运输，环保及文化娱乐等各个行业，使用广泛。

本设计将以PLC为核心设计了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案，在保留了原始加热炉温度控制系统的基本功能的同时又增加了一系列的实用功能并简化其电路结构，其将以控制方便，灵活，只要改变输入PLC的控制程序，就能够实现对加热炉温度的控制。

【关键词】加热炉温度控制系统可编程控制器燃烧效率System design of heating furnace temperaturecontrol based on PLC【Abstract】:Pneumatic manipulator is a automated devices thatcan mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.This article is mainly of the PLC manipulator the overall design, and pneumatic design. This mechanism of manipulator includes cylinders and claws and connectors parts, it can move according to the due track on the movement of grabbing, carrying and unloading. The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop, by controlling and regulating pressure, flow and direction of the compressed air to make it get the necessary strength, speed and changed the direction of movement in the prescribed procedure work.It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic .The principle, technical pare-maters, transmiting system and main parts structure of mincing ma-chine were introduced.The PLC was analysed.Keywords Mincing machine Holds plate Cutting blade Transfer auger【Keywords】：pneumatic manipulator PLC pneumatic loop Four degrees of freedom.目录第一章、绪论 (5)1.1 本课题的发展概况 (6)1.2 加热炉温控系统的实现过程概述 (6)1.3 本课题研究的内容和意义 (7)1.4 PLC简介 (7)1.4.1 PLC的定义 (9)1.4.2 PLC的基础知识 (11)1.4.3 PLC的用途 (12)1.5 PLC的组成 (13)1.5.1中央处理单元 (13)1.5.2存储器 (15)1.5.3输入输出单元 (15)1.5.4通讯接口 (16)1.5.5智能接口模块 (16)1.5.6编程装置 (16)1.5.7电源 (16)第二章、加热炉温度控制系统总体方案与PID算法的设计 (17)2.1 总体方案的设计 (17)2.1.1硬件模块的设计 (17)2.1.2软件模块的设计 (17)2.2 PID控制算法的介绍 (17)2.2.1 PID控制算法的设计 (17)2.2.2 PID控制器参数的整定 (17)第三章、加热炉温度控制系统的PLC设计 (17)3.1 输入输出点分配 (18)3.2 PLC的选择 (19)3.3 加热炉温度控制系统PLC控制系统接线图 (20)3.4 加热炉温度控制系统主程序流程图的确定 (20)3.5 加热炉温度控制系统温度控制系统图的确定 (20)第四章、加热炉温度控制系统PLC控制程序 (21)4.1西门子S7-200的介绍 (22)4.2加热炉温度控制系统西门子S7-200程序的实现 (24)结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)第一章绪论1.1 本课题的发展概况温度控制系统在工业生产中获得了广泛的应用，在工农业生产、国防、科研以及日常生活等领域占有重要的地位。

基于S7-200PLC电热炉温度控制系统

Automatic Control •自动化控制Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 127【关键词】温度控制电热炉 S7-200 PLC PID本文在研究电热炉温度控制系统问题时，对S7-200PLC 控制系统进行了应用，这一系统具有一定的优越性，能够提供4种不同不同基本单元和6种扩展单元，可以更好地满足温度控制需要。

该系统主要由基本单元、扩展单元、文本显示器、存储卡等元件组成。

本文在进行系统设计过程中，主要采用了CPU226这一型号。

1 总体设计方案本系统以PLC 作为控制器，选用德国西门子S7-200，CPU 226型号PLC ，经过热电偶传感器检测电热炉中的温度，把温度信号转化成对应的电压信号，经过PLC 控制器模数转换后进行PID 调节。

根据PID 输出值来控制下一个周期内的加热时间和非加热时间。

在加热时间内使得继电器接通，电热炉就处于加热状态，反之则停止加热。

2 硬件设计2.1 热电偶传感器热电偶传感器在应用过程中，可以将温度信号转化为电压信号，并且在应用过程中，对高温具有较好的适应性。

热电偶传感器是一种将温度变化转化为电量变化的装置，其中K 型热电偶测温范围大约是0～1000℃。

系统里的烤炉最高温度不过几百度，加上一定的裕度，满足系统设计要求。

2.2 模拟输入模块在对模拟输入模块应用过程中，其可以将接收到的电压信号进行转换，将温度信息转化为0-41mv 的电压信号，以实现对信息的读取，从而对温度进行有效地控制。

与西门子S7-200 PLC 配套有EM231 4TC 模拟量输入模块，也称为热电偶模块。

EM231热电偶模块可直接连接K 型热电偶传感器，无需使用变送器，可直接通过DIP 开关进行组态：SW1～SW8组态为00100000。

2.3 固态继电器（SSR）固态继电器（SSR ）能够实现电隔离，从基于S7-200 PLC 电热炉温度控制系统文/潘天赐而更好地满足PLC 控制系统的需要。

基于PLC电热炉温度控制系统设计

基于PLC电热炉温度控制系统设计随着工业自动化的不断发展，PLC（可编程逻辑控制器）在工业生产中的应用越来越广泛。

其中，电热炉温度控制系统是一个重要的应用领域。

本文将就基于PLC电热炉温度控制系统设计展开深入的研究，以期能为相关领域的工程师和技术人员提供有价值的参考。

首先，我们将介绍PLC电热炉温度控制系统的基本原理和工作流程。

在一个典型的电热炉中，温度是一个重要参数，它直接影响着产品质量和生产效率。

传统上，人工操作是常用的温度控制方法。

然而，这种方法存在许多缺点，如操作不稳定、效率低下等。

而基于PLC技术设计的电热炉温度控制系统能够自动化地实现对温度进行精确、稳定地控制。

接下来我们将详细介绍PLC在电热炉温度控制系统中所起到的作用。

首先是传感器部分，在这个部分中我们会介绍温度传感器的种类和工作原理，并详细解释如何选择合适的传感器以及如何进行正确的安装和校准。

接下来是控制器部分，我们将介绍PLC控制器的基本原理以及其在温度控制中的应用。

此外，我们还将讨论PLC在数据采集和通信方面的作用，以及如何进行数据处理和分析。

然后，我们将详细介绍PLC电热炉温度控制系统设计中所需要考虑的关键因素。

首先是系统稳定性和可靠性。

在电热炉温度控制系统中，稳定性是至关重要的因素。

我们将讨论如何通过合适的控制算法来实现系统稳定，并介绍一些常用的控制算法，如PID（比例-积分-微分）算法等。

此外，我们还将讨论硬件设计方面需要考虑的因素，如电路设计、电源设计等。

接下来是安全性问题。

在一个工业生产环境中，安全问题是非常重要且不可忽视的因素。

我们将讨论一些常见安全问题，并提出相应解决方案。

最后，在本文中我们还将介绍一些实际案例，并对其进行分析和评估。

这些案例将涵盖不同的行业和应用领域，以期能够提供更多的实践经验和参考。

综上所述，本文将从基本原理、PLC技术应用、关键因素考虑以及实际案例分析等方面对基于PLC电热炉温度控制系统设计展开深入研究。

基于PLC加热炉温度控制系统设计

基于PLC加热炉温度控制系统设计【摘要】温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同国外的日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有着较大的差距。

在传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。

如注塑机，印刷机，订书机，组合抢答器，磨床，包装等。

目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁，石油，化工，电力，建材，机械制造，汽车，轻纺，交通运输，环保及文化娱乐等各个行业，使用广泛。

【关键词】加热炉温度控制系统可编程控制器燃烧效率System design of heating furnace temperature controlbased on PLC【Abstract】:Pneumatic manipulator is a automated devices thatcan mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.This article is mainly of the PLC manipulator the overall design, and pneumatic design. This mechanism of manipulator includes cylinders and claws and connectors parts, it can move according to the due track on the movement of grabbing, carrying and unloading. The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop, by controlling and regulating pressure, flow and direction of the compressed air to make it get the necessary strength, speed and changed the direction of movement in the prescribed procedure work.It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic .The principle, technical pare-maters, transmiting system and main parts structure of mincing ma-chine were introduced.The PLC was analysed.Keywords Mincing machine Holds plate Cutting blade Transfer auger【Keywords】：pneumatic manipulator PLC pneumatic loop Four degrees of freedom.目录第一章、绪论 (5)1.1 本课题的发展概况 (6)1.2 加热炉温控系统的实现过程概述 (6)1.3 本课题研究的内容和意义 (7)1.4 PLC简介 (7)1.4.1 PLC的定义 (9)1.4.2 PLC的基础知识 (11)1.4.3 PLC的用途 (12)1.5 PLC的组成 (13)1.5.1中央处理单元 (13)1.5.2存储器 (15)1.5.3输入输出单元 (15)1.5.4通讯接口 (16)1.5.5智能接口模块 (16)1.5.6编程装置 (16)1.5.7电源 (16)第二章、加热炉温度控制系统总体方案与PID算法的设计 (17)2.1 总体方案的设计 (17)2.1.1硬件模块的设计 (17)2.1.2软件模块的设计 (17)2.2 PID控制算法的介绍 (17)2.2.1 PID控制算法的设计 (17)2.2.2 PID控制器参数的整定 (17)第三章、加热炉温度控制系统的PLC设计 (17)3.1 输入输出点分配 (18)3.2 PLC的选择 (19)3.3 加热炉温度控制系统PLC控制系统接线图 (20)3.4 加热炉温度控制系统主程序流程图的确定 (20)3.5 加热炉温度控制系统温度控制系统图的确定 (20)第四章、加热炉温度控制系统PLC控制程序 (21)4.1西门子S7-200的介绍 (22)4.2加热炉温度控制系统西门子S7-200程序的实现 (24)结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)第一章绪论1.1 本课题的发展概况温度控制系统在工业生产中获得了广泛的应用，在工农业生产、国防、科研以及日常生活等领域占有重要的地位。

基于PLC控制的加热炉温度控制系统设计

基于PLC控制的加热炉温度控制系统设计加热炉温度控制系统设计的主要目的是确保加热炉内的温度能够稳定地控制在设定温度范围内，以满足生产工艺的要求。

在该系统中，采用了PLC控制器作为主要控制设备，通过控制加热元件的加热功率，实现温度的控制和稳定。

系统硬件设计部分：1.传感器选择：温度传感器是系统中最重要的硬件部分之一、根据实际需求，可选择热电偶、热敏电阻或红外线无接触温度传感器等。

同时，加热炉的材质和工作温度范围也需要考虑在内，以保证传感器的稳定性和耐高温性能。

2.控制器选择：采用PLC控制器作为主要控制设备，有较好的可编程性和灵活性，可根据实际需求进行编程，实现各种温度控制算法。

此外，PLC还可以通过其输入输出接口与其他设备进行通信，实现数据交换和协同控制。

3.加热元件选择：加热炉中常用的加热元件有电热器和电阻丝。

选择合适的加热元件需要考虑炉内的加热效果、功率调节范围、炉内均匀性等因素，以确保能够满足工艺要求。

系统软件设计部分：1.温度控制算法：根据实际需求，可以选择PID控制算法或者模糊控制算法等。

PID控制算法通过对比实际温度值和设定温度值，计算控制器输出，并通过加热元件的控制来调节温度。

模糊控制算法则根据温度误差和误差变化率的模糊逻辑关系，计算控制器输出。

2.界面设计：PLC控制器通常配备了显示屏或者触摸屏界面，可通过界面对系统进行监控和操作。

界面设计需要直观、简明，并能够实时显示和记录温度的变化情况，以便运维人员进行监测和调整。

3.安全保护功能：在系统设计中应考虑温度过高或过低的情况，设置相应的安全保护功能。

例如，当温度超出设定范围时，系统应自动停止加热元件的供电，并产生警告信号，以避免发生安全事故。

总结：基于PLC控制的加热炉温度控制系统设计需要综合考虑硬件和软件两方面因素。

通过合理选择传感器、控制器和加热元件，并设计合适的温度控制算法和安全保护功能，可以实现对加热炉温度的准确控制和稳定性，提高生产工艺的效率和品质。

基于S7_1500PLC的小功率加热炉温度控制系统_赵帅

《工业控制计算机》2015年第28卷第4期本文以小功率加热炉为被控对象，以西门子S7－1500PLC 为控制器，实现了小功率加热炉温度控制系统的闭环控制。

该控制系统采用PID算法［2］，并通过HMI实现了手动和自动模式［3］的选择和PID控制器的各项参数进行设定，控制系统操作简单、运行可靠、控制精度高。

1控制系统原理及硬件设计1．1控制系统原理温度控制系统的原理图如图1所示。

基于S7－1500PLC 的温度控制系统以小功率加热炉为被控对象，温度控制范围为0～100℃，采用AD590集成温度传感器对小功率加热炉温度进行采集，将采集到的0～10V模拟量电压信号通过A／D转换后，变为数字量信号，然后经过PID控制，再通过D／A转换成0～10V的模拟量电压信号控制加热器对小功率加热体进行加热。

HMI与PLC通过PROFINET通讯，可对PID控制器的各项参数进行调节或者进行手动或自动模式间的切换。

图1基于S7－1500PLC的温度控制系统原理框图1．2控制系统硬件设计S7－1500PLC的网络拓扑结构如图2所示。

各个模块之间采用PROFINET协议进行通讯。

S7－1500系列PLC采用CPU1511－1PN。

它具有一个带有两个端口的PROFINET接口；支持追踪功能；集成了运动控制，高速计数器，PID控制等工艺功能；具有强大的系统诊断功能；此外，还有程序防拷贝和访问保护等功能，安全性很高。

S7－1500控制系统最多可包含32个模块，CPU运算速度快，系统性能有了较大提高。

采用ET200SP组成分布式I／O系统，它包含模拟量输入模块AI4×U／I2－wire ST和模拟量输出模块AQ4×U／I ST。

模拟量输入模块AI4×U／I2－wire ST带有4个模拟量输入通道，电压测量的输入范围有±10V（精度16位）、±5V（精度16位）、1～5V（精度15位）、0～10V（精度15位）4种选择，电流测量的输入范围有4～20mA（精度15位）和0～20mA（精度15位）两种选择；模拟量输出模块AQ4×U／I ST带有4个模拟量输出通道，电压的输出范围有±10V（精度16位）、±5V（精度15位）、1～5V（精度13位）、0～10V（精度15位）4种选择，电流的输出范围有±20mA（精度16位）、4～20mA（精度14位）和0～20mA（精度15位）三种选择。

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]。

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。

基于PLC电热炉温度控制系统设计

基于PLC电热炉温度控制系统设计摘要：本文采用PLC控制系统对电热炉温度进行自动控制，实现了对炉内温度的精准控制。

通过对温度传感器、控制器及执行机构的设计与配置，确保了系统的稳定性和可靠性。

实验结果表明，该控制系统精度高、可靠性好，可以满足实际生产中的需求。

关键词：PLC控制系统，电热炉，温度控制，自动化，稳定性Abstract:This paper uses PLC control system to automatically controlthe temperature of electric furnace, realizing precisecontrol of temperature in the furnace. By designing and configuring temperature sensors, controllers and actuators,the stability and reliability of the system are ensured. Experimental results show that the control system has high precision and reliability, and can meet the requirements of actual production.Keywords: PLC control system, electric furnace, temperature control, automation, stability1.绪论电热炉是一种重要的热处理设备，其主要应用于金属材料的加热、熔炼及热处理等领域。

在生产实践中，电热炉的温度控制是保证热处理质量的关键。

传统的电热炉温度控制方法存在精度低、易受环境干扰等缺点，严重影响了工艺效率和生产质量。

因此，采用现代化智能化的控制方法对电热炉进行控制，成为了当前一个十分热门的研究方向。

基于PLC的加热炉炉温控制系统设计与应用

论文题目基于PLC的加热炉炉温控制系统设计与应用
作者姓名
学科专业
指导教师
摘要
在钢铁工业生产过程控制中，通常会遇到的是加热炉炉温动态特性控制，它具有如下特征：（1）炉温上升和下降往往具有严重的不对称性，包括增益和滞后时间的不对称性。（2）容积滞后。对于一般工业加热炉炉温控制特性具有较大的容积滞后，而且属于纯滞后特征。（3）在加热炉的整个温度调节范围内，对象的增益、容积滞后时间通常是与工作温度与负载变化有关的变参数。对于加热炉这类工业对象，采用常规的PID控制器，在工作点附近的小范围内，由于其动特性近似于线性，有可能控制得较好；但当大范围改变给定值或受外界环境（包括工况）太大扰动时，就需要及时修正PID参数，否则将使温升动特性变差。随着现代工业技术的发展，对工业炉温控制性能要求也必然越来越商，要求有更先进的控制策略来满足这些要求。由于温度控制在加热炉设备自动化控制中是一个非常重要的方面，但加热炉是一个非线性的、时变的、分布参数多的复杂被控对象，具有滞后的特性，因而加热炉的炉温是一个较难控制的参数。基于此，本研究将利用西门子S7-300PLC控制加热炉温度控制系统。
本文介绍了步进式加热炉的结构、工艺和控制要求，归纳了步进式炉的控制现状，分析了步进式加热炉炉温控制系统，并针对存在的问题进行以下几个方面的研究：
第一，针对步进式加热炉炉温控制过程中存在的滞后的特点，提出PLC过程控制的相关理论。
第二，通过对加热炉的温度控制进行传统PID过程控制进行仿真比较，提出加热炉炉温控制系统的方案设计。
第三，系统的学习了SIMATIC S7-300PLC控制系统，学习PLC中先进过程控制库中的功能模块和使用方法，有了深层次的消化吸收，并学习了在PLC系统中如何创建工程项目的方法步骤，在对PLC系统下加热炉炉温控制的硬件和软件进行设计与研究。

基于PLC控制的加热炉温度控制系统设计

Q0.0
器
第八个输出点 B 相固态继电
9 DO1 信号采样器点动量非传感器
Q0.1
器
第九个输出点 C 相固态继电
10 DO2 信号采样器点动量非传感器
Q0.2
器
第十个输出点 11 DO3 信号采样器点动量非传感器
Q1.1
缺相报警
第十一个输出
12 DO4 信号采样器点动量非传感器
高温指示灯
社,2001. [4] PLC 应用开发技术与工程实践[M]. 北京: 人民邮电出版社. [5] 施耐德可编程控制器操作手册[Z].2010,5.
图 2 加热炉温度控制系统 PID 设计。
作者简介：李彦洲（1988-），满族，吉林工业职业技术学院，助教，主要研究方向：机电产品维修技术、有限元分析。
序号采样信号名称性质传感器占用硬件资源
说明
N 型热电 1 aI0 信号采样器温度
偶
I288
外界读入的温度信号
第一个输出点 2 dI0 信号采样器点动量非传感器
0.0
启动信号
第二个输出点 3 DI1 信号采样器点动量非传感器
I0.1
停止信号
第三个输出点温度继电器高
4 DI2 信号采样器点动量非传感器
关键词：温度传感器；西门子 PLC；固态继电器
中图分类号：S951.4+1
文献标志码：A
文章编号：2096-2789（2016）10-0205-01
DOI:10.19537/ki.2096-2789.2016.06.177
1 系统设计背景对温度检测和控制一直是人们生产生活中一个非常
重要的技术。最早西方设计了气压温度计，就是利用热胀冷缩的原理实现温度的检测。选择的检测液体从水一直改进到水银。酒精灯，一直都是为了更方便的检测温度。随着材料技术的发展，温度检测的手段也越来越多，比如现在工业中常用的热继电器，就是利用双金属弹簧片技术，不同金属的热膨胀系数不一致。当把热继电器介入电路中，随着电流的增大温度升高，两个金属片受热后不同程度的热变形，导致稳定的结构打破，实现温度的控制。随着电子技术的发展，对温度的检测可以把电子控制和温度有机的结合起来，温度传感器就是此技术的典型代表，比如常用的热炉、反应锥等等，都可以利用这种温度传感器，能够把环境温度的变换转换成可读可视的电信号。在连线中，会采用固态继电器辅助控制电路。在需要进行逻辑计算时候，运用 PLC 可以进行逻辑控制，实现了温度检测，温度控制，进而达到预期效果的反馈。

课程设计基于PLC的电加热炉温度控制系统设计

第一章绪论1.1选题背景及意义加热炉是利用电能来产生蒸汽或热水的装置。

因为其效率高、无污染、自动化程度高，稳定性好的优点，冶金、机械、化工等各类工业生产过程中广泛使用电加热炉对温度进行控制。

而传统的加热炉普遍采用继电器控制。

由于继电器控制系统中，线路庞杂，故障查找和排除都相对困难，而且花费大量时间，影响工业生产。

随着计算机技术的发展，传统继电器控制系统势必被PLC所取代。

二十世纪七十年代后期，伴随着微电子技术和计算机技术的快速发展，也使得PLC 具有了计算机的功能，成为了一种以电子计算机为核心的工业控制装置，在温度控制领域可以让控制系统变得更高效，稳定且维护方便。

在过去的几十年里至今，PID控制已在工业控制中得到了广泛的应用。

在工业自动化的三大支柱（PLC、工业机器人、CAD/CAM）中位居第一。

由于其原理简单、使用方便、适应能力强，在工业过程控制中95%甚至以上的控制回路都采用了PID结构。

虽然后来也出现了很多不同新的算法，但PID仍旧是最普遍的规律。

1.2国内外研究现状及发展趋势一些先进国家在二十世纪七十年代后期到八十年代初期就开始研发电热锅炉，中国到八十年代中期才开始起步，对电加热炉的生产过程进行计算机控制的研究。

直到九十年代中期，不少企业才开始应用计算机控制的连续加热炉，可以说发展缓慢，而且对于国内的温度控制器，总体发展水平仍不高，不少企业还相当落后。

与欧美、日本，德国等先进国家相比，其差距较大。

目前我国的产品主要以“点位”控制和常规PID为主，只能处理一些简单的温度控制。

对于一些过程复杂的，时变温度系统的场合往往束手无策。

而相对于一些技术领先的国家，他们生产出了一批能够适应于大惯性、大滞后、过程复杂，参数时变的温度控制系统。

并且普遍采用自适应控制、模糊控制及计算机技术。

近年来，伴随着科学技术的不断快速发展，计算机技术的进步和检测设备及性能的不断提升，人工智能理论的实用化。

因此，高精度、智能化、人性化必然是国内外必然的发展趋势。

《2024年基于PLC的环形炉温度控制系统设计与应用》范文

《基于PLC的环形炉温度控制系统设计与应用》篇一一、引言随着工业自动化技术的不断发展，温度控制系统的设计与应用在工业生产中显得尤为重要。

环形炉作为许多工业生产过程中的关键设备，其温度控制系统的稳定性和精确性直接影响到产品的质量和生产效率。

本文将介绍一种基于PLC的环形炉温度控制系统，探讨其设计原理、系统架构和应用实例，以期为相关领域的研究和应用提供参考。

二、系统设计1. 设计原理基于PLC的环形炉温度控制系统采用先进的控制算法和传感器技术，实现对环形炉内温度的实时监测和精确控制。

系统通过PLC控制器采集温度传感器的数据，根据预设的控制策略调整加热元件的功率，从而实现对环形炉内温度的精确控制。

2. 系统架构系统架构主要包括PLC控制器、温度传感器、加热元件、执行机构和人机界面等部分。

其中，PLC控制器作为核心部件，负责采集温度传感器的数据、执行控制策略、输出控制信号等工作。

温度传感器用于实时监测环形炉内的温度，将温度信号转换为电信号传输给PLC控制器。

加热元件根据PLC控制器的指令调整功率，以实现对环形炉内温度的调节。

执行机构包括电机、阀门等，用于实现系统的自动化控制。

人机界面用于显示系统的工作状态、温度值、控制参数等，方便操作人员进行监控和调整。

三、控制策略系统的控制策略采用先进的PID控制算法，通过对温度传感器的实时数据进行采集和处理，计算出实际的温度值与设定值之间的偏差，然后根据偏差大小调整加热元件的功率，以实现对环形炉内温度的精确控制。

此外，系统还具有自动调节、手动调节和故障诊断等功能，以满足不同生产需求和应对突发情况的能力。

四、应用实例以某钢铁企业的环形炉为例，该企业采用基于PLC的环形炉温度控制系统对环形炉进行温度控制。

系统通过实时监测环形炉内的温度，根据预设的控制策略调整加热元件的功率，以实现对环形炉内温度的精确控制。

在应用过程中，系统表现出了良好的稳定性和精确性，有效提高了产品的质量和生产效率。

基于PLC控制加热炉温度闭环控制系统

加热炉温度闭环控制系统它由加热炉、PLC主控系统、温度传感器、移相触发环节、整流器构成。
加热炉温度闭环控制系统的实现过程：炉子由电热器加热，炉温由热电偶检测变为电压信号，送到PLC的输入模块FX2N—4AD —TC转化为PLC可识别的数字量,PLC将系统给定的温度值与反馈回来的温度值进行比较，通过PLC的PID控制加热时间,从而实现加热炉温度闭环控制。PID控制时和自动调谐时电加热的动作情况如图。自动调谐能够自动设置动作方向、比例增益、积分时间、微分时间等重要参数。使用自动调谐功能就能获得最佳的PID控制。
数字技术与应用
数控技术
基于 PLC 控制加热炉温度闭环控制系统
刘石红 (兰州石化职业技术学院甘肃兰州 730060)
摘要：本文介绍了基于PL C控制加热炉温度闭环控制系统。
关键词：加热炉 PLC 温度检测温度控制系统
中图分类号: TP27
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2011)11-0023-01
图1
3、PLC 控制加热炉温度闭环控制系统
3.1 PLC 控制的硬件配置在PLC控制加热炉温度闭环控制系统中，PLC采用FX2N，硬件采用模块化设计,采用PLC输入模块FX2N—4AD—TC,PLC输出模块 FX2N—2LC等模块。实现加热炉温度闭环控制。PLC的接线下图2所示。 3.2 PLC 的输入输出点分配 PLC的输入输出点分配见表1。 3.3 程序设计用S(X10)作为自动调谐及PID控制的开关。控制用的参数的设定值在PID运算前预先通过指令写入。程序从第0步开始，M8002为初始化眿冲，用MOV指令将目标值、输入滤波常数、微分增益、输出值上限、输出值下限的设定值分别传送给数据寄存器。使用自动调谐功能是获得最佳的PID控制，因此，用MOV指令将自动调谐用的参数送到数据寄存器中。然后对FX2N—4AD—TC进行确认、模式设定，且在PLC运行中读取来自FX2N—4AD—TC的数据送PLC 中。对PID进行初始化，在自动调谐后实现PID控制。当自动调谐开始时的测定值达到目标值变化量的1/3以上，则自动调谐结束，转移到通常动作。将通常动作的采样时间设定值用MOV指令送给数据寄存器，进行PID控制。当T累积的时间值小于设定值，触点闭合，且 PID运行中，使Y1接通，加热器通电加热；当T累积的时间值大于设定值，触点断开。加热器动作的时间周期设为2S，时间到，通过复位指令将T清零，重新计时。当控制参数的设定值或PID运算发生错误时，运算错误标志辅助继电器变味ON状态，Y0指示灯亮。 3.4 系统调试系统调试分两大步骤，一是软件调试，二是硬件调试。(1)软件调试。将PLC程序输入PLC后，根据控制要求，设定参数进行测试，不断完善程序以达到系统要求。(2)硬件调试。首先检测设备的各个单元是否合乎要求，其次将软件和硬件结合起来调试。并不断完善 PLC的硬件配置达到最优效果。

基于PLC热处理炉炉温控制系统设计---精品模板

学生签字：2011年10月8日
教师评语及指导意见:
指导教师签字：2011年10月8日
工作计划执行情况
撰写毕业设计(论文）初稿
任务完成情况：首先按照学校给的模版及模版中提示的内容,把论文大致分为绪论，加热炉温度控制系统的总体设计、上位机、控制算法设计、程序设计、组态画面的设计、系统测试等章节。在绪论中根据提示,介绍该课题的背景及研究现状，本文要研究的工作。
教师评语及指导意见：
指导教师签字：2011年10月21日
工作计划执行情况
毕业设计（论文）修订与完善
任务完成情况:通过同学的帮组下以及自己在图书馆阅览相关书籍，基本形成了一个总的设计思路，再结合所选课题，能够初步地建立一个系统整体框架，根据系统框架来选取合适的元器件,初步形成了整个系统的硬件部分的模块的选择。
学生签字：2011年12月23日
教师评语及指导意见：
指导教师签字:2011年12月23日
工作计划执行情况
毕业设计(论文）修订与完善
任务完成情况：把初稿上交给齐老师，通过和老师沟通交流从论文格式到论文的逻辑安排,再到具体细节，论文一点一点开始完善。
学生签字：2012年6月15日
教师评语及指导意见:
指导教师签字：2012年6月15日
学生签字：2011年9月9日
教师评语及指导意见:
指导教师签字：2011年9月9日
工作计划执行情况
设计与实验研究
任务完成情况：该设计分为上位机和下位机两部分，上位机利用组态王软件进行系统组态，生产各种画面，实现各功能的监控。下位机硬件方面PLC采用了CPU型号为226的S7-200、K型热电偶和CPU扩展温度模块EM235。热电偶作为温度的采集元件,采集的信号送入PLC中进行处理。PLC的程序中采用了位置式PID算法,脉宽调制PWM方式，运用了粗调和细调的方法，程序在不同的温度段使用不同的PID参数,从而实现温度的自动控制.