基于PLC的温度控制系统的设计
基于PLC温度控制系统设计
编号: 毕业论文(设计)题目基于PLC温度控制系统的设计指导教师学生姓名学号专业自动化教学单位机电工程学院毕业论文(设计)开题报告书德州学院毕业论文(设计)中期检查表院(系):机电工程学院专业:自动化 2014 年 4月 7日目录1引言 (2)1.1课题背景以及研究的目的、意义 (2)1.2温控系统的现状 (2)1.3项目研究内容 (3)2系统硬件设计 (4)2.1 PLC选择 (4)2.2 硬件电路设计 (7)3 系统软件设计 (13)3.1 编程与通信软件的使用 (14)3.2 程序设计 (14)3.3 系统程序流程图 (15)3.4 控制系统控制程序的开发 (16)4系统的仿真和运行测试 (25)4.1 组态王的运行 (25)4.2 实时曲线的观察 (26)4.3 分析历史趋势曲线 (27)4.4 编辑数据的报表 (27)4.5系统稳定性测试及最终评估 (27)参考文献 (29)谢辞 (30)附录一三菱FX系列PLC指令一览表 (30)附录二系统程序(梯形图) (32)基于PLC温度控制系统的设计(德州学院机电工程学院,山东德州253023)摘要:本文主要介绍了基于日本三菱公司FX2N系列的可编程控制器从而进行硬件设计和软件设计,进而完成了一个完整的关于炉温控制系统的设计方案。
该设计编程时调用了PID控制模块,使得程序更为简洁,运行速度更为理想。
在软件上,则是通过利用比较新型的三菱专用软件三菱(PLC)GX Developer 8.86Q,实现控制系统的实时监控、数据的实时采样与处理。
实验证明,此系统具有快、准、稳等优点,在工业温度控制领域能够广泛应用。
关键词:温度控制;可编程控制器;三菱FX2N;PID控制模块1引言1.1课题背景以及研究的目的、意义进入21世纪后,我国社会的各项发展突飞猛进,世界的技术更是日新月异,竞争也愈演愈烈,传统的人工的操作已不能满足于目前的制造业前景,也无法保证高质量的要求,更不能提升高新技术企业的形象。
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。
表2.1 S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元本设计采用的是CUP226。
它具有24输入/16输出共40个数字量I/O点。
基于plc温度控制系统的设计论文
基于plc温度控制系统的设计论文摘要:本设计论文基于PLC温度控制系统,旨在设计一个可靠、稳定、高效、精确的温度控制系统,应用于实际工业生产中。
通过研究传感器、执行器、控制器等硬件设备的特性和功能,并结合PID控制算法和PLC编程技术,实现对温度的自动控制和实时监测。
关键词:PLC、温度控制系统、PID控制、编程技术Abstract:This design paper is based on the PLC temperature control system with the aim of designing a reliable, stable, efficient, precise temperature control system that can be applied in industrial production. Through research of the characteristics and functions of hardware equipment such as sensors, actuators, and controllers, combined with PID control algorithms and PLC programming technology, we will achieve automatic control and real-time monitoring of temperature.Keywords: PLC, temperature control system, PID control, programming technology一、引言随着科技和工业的进步,现代化工业生产中需要用到大量的自动化控制系统来实现对生产过程的智能控制,提高生产效率和品质,还能有效地降低生产成本。
其中,温度控制系统是工业生产中最常用的自动化控制系统之一。
基于PLC的温度控制系统设计
基于PLC的温度控制系统设计作者:曹建军李洋胡明张建王红美来源:《中国新技术新产品》2013年第11期摘要:本文从整体上分析和研究了控制系统的硬件配置、电路图的设计、程序设计、控制对象数学模型的建立、人机界面的设计等,并基于西门子可编程控制器和组态软件开发了温度控制系统,实现了控制系统的实时监控、数据的实时采样与处理。
实验证明,此系统具有快、准、稳等优点,在工业温度控制领域能够广泛应用。
关键词:温度控制;可编程控制器;人机界面;组态王中图分类号:V23 文献标识码:B1 概述温度控制在电子、冶金、机械等工业领域应用非常广泛。
特别是随着计算机技术的发展,对温度控制的要求也越来越趋向于智能化、自适应、参数自整控制等方向发展。
可编程控制器是一种应用很广泛的自动控制装置,PLC 不仅具有传统继电器控制系统的控制功能,而且能扩展输入输出模块,特别是可以扩展一些智能控制模块,构成不同的控制系统,将模拟量输入输出控制和现代控制方法融为一体,实现智能控制、闭环控制、多控制功能一体的综合控制。
具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点,在传统工业的现代化改造中发挥越来越重要的作用,尤其适合温度控制的要求。
2 系统设计及模型建立本论文通过德国西门子公司的S7-200系列PLC控制器,温度传感器将检测到的实际炉温转化为电压信号,经过模拟量输入模块转换成数字量信号并送到PLC中进行PID调节,PID 控制器输出量转化成占空比,通过固态继电器控制炉子加热的通断来实现对炉子温度的控制。
同时利用亚控公司的组态软件“组态王”设计一个人机界面(HMI),通过串行口与可编程控制器通信,对控制系统进行全面监控,从而使用户操作更方便。
总体上包括的技术路线:硬件设计、软件编程、参数整定等。
控制器的设计是基于模型控制设计过程中最重要的一步。
首先要根据受控对象的数学模型和它的各特性以及设计要求,确定控制器的结构以及和受控对象的连接方式。
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。
表2.1 S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元本设计采用的是CUP226。
它具有24输入/16输出共40个数字量I/O点。
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。
基于PLC的温度控制—毕业设计
毕业设计(论文)题目基于PLC的温度控制专业电气自动化班次 **姓名 **指导老师 **成都工业学院二0**年六月目录摘要 (2)PLC概述 (4)第一章系统规划 (6)1.1 控制目的 (6)1.2 对系统的分析 (6)1.3 主要部件的选择 (6)1.3.1 PLC的选择 (6)1.3.2 模块的选择 (7)1.4 流程图 (14)第二章硬件设计 (15)2.1 元件清单 (15)2.2 热电偶传感器 (16)2.2.1热电偶传感器的工作原理 (16)2.2.2 热电偶的种类及结构 (17)2.3 加热器 (20)2.4按钮开关 (20)2.5 声光报警指示灯 (21)2.6 系统正常指示灯 (21)2.7外部接线图 (22)第三章软件设计 (23)3.1 I\O地址分配表 (23)3.2 梯形图 (24)3.3 指令表 (28)总结 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录 (34)摘要可编程序控制器,简称PLC,是将计算机技术应用于工业控制领域的通用产品。
国际电工委员会将PLC定义如下:“PLC是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。
它采用可编程序的存储器,用来在其内部执行运算逻辑、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字式、模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
温度是工业生产过程中最常见、最基本的参数之一。
任何化学反应和物理变化都与温度有关,它约占生产过程中全部过程参数的50%左右。
本系统控制的温度范围在50度—60度之间,采用三菱FX1S-10MR基本模块和温度测量模块FX2N-2LC进行控制。
当温度测量值不符合设定值时,会自动调节温度到设定范围。
若3分钟后仍不符合设定值,则系统会发出报警,以减小损失。
关键词:PLC;温度;FX1S-10MR;FX2N-2LC;调节AbstractProgrammable controller, referred to as PLC, is applied to computer technology in the industrial control area by general products. The international electrotechnical commission will be defined as follows: "PLC PLC is a kind of digital electronic systems, computational operation in industrial environment for design and application. It USES programmable memory, to perform operation in its internal logical sequence control, timing, counting and arithmetic operation instruction, and through digital and analog input and output, the control of various types of machinery or production process.Temperature is the most common industrial production process and basic parameters. Any chemical reactions and physical changes with temperature, which accounted for production process parameters of the whole process of 50%. This system control temperature range 50-60 degrees in between, mitsubishi FX1S - 10MR basic modules and temperature measuring control module. When the temperature measurement value does not conform to the set value, will automatically adjust the temperature to set limits. If you still don't conform to 3 minutes after setting, alarm system, to decrease the loss.Keywords: temperature, 10MR; FX1S - 2LC; FX2N - adjustPLC概述PLC的历史与发展现代社会要求制造业对市场需求做出迅速反应,生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品,老式的继电器系统已成为实现这一目标的巨大障碍。
基于PLC的温度控制系统设计
基于PLC的温度控制系统设计
随着模拟及数字技术水平的不断提升,智能温度控制技术得以蓬勃发展。
基于PLC (程序控制器)的温度控制系统具有灵活性高、控制精度高、可靠性强等优点。
因此,基于PLC的温度控制系统已被广泛采用于电子产品、食品加工、医药制造等行业。
基于PLC的温度控制系统包括输入模块、PLC控制器、I/O模块、输出设备及其它组成部分,以及相应的软件系统。
输入模块负责采集温度数据,采用温度传感器或者比调剂测量温度变化,然后将其传输到PLC控制器中。
PLC控制器将采集到的温度数据转换为控制信息,并且根据设定的参数进行调节,以完成温度控制任务。
I/O模块用于接收PLC控制器输出的控制信号,将控制信号转换为电信号,向输出设备传送控制信号,从而实现温度控制任务的目的。
输出设备是根据输入的电信号控制负责调节温度的设备,比如冷气机、空调机等,以调整房间温度。
最后,软件系统在整个系统中起着至关重要的作用,它主要功能有温度数据记录、参数设定、报警处理、远程监控等。
综上所述,基于PLC的温度控制系统可以实现安全精确的温度控制,极大提高了传统温控系统的效率,为企业带来了良好的经济效益。
此外,基于PLC的温度控制系统还具备了良好的防范性能,有效地防止了因温度控制失常而发生的问题,具有重要的实际意义。
基于PLC对温度控制系统的设计
本人声明我声明,本论文及其设计工作是由本人在指导教师的指导下独立完成的,在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。
毕业生签名:(手签)年月日辽宁职业学院毕业论文摘要温室技术具有合理利用农业资源、保护生态环境、提高农产品产量及在国际市场竞争力等优势,已成为当前国际前沿性研究领域。
如何利用自动控制系统有效地提高温室环境控制水平和现代化管理程度,是温室技术研究的重要课题之一。
随着过程控制技术、通讯技术、自动检测技术及计算机技术的发展,将工业上较为成熟的、先进的控制方法和管理手段引入到农业的生产设施中,实施有效的温室环境控制,已成为现阶段温室技术的主要研究方向。
本文论述了温室环境的控制原理,介绍了温室的结构和材料,分析了温度、湿度对温室内作物的影响,并在此基础上提出了智能化温室环境控制系统的总体方案,由PC机和多台西门子PLC组成的分布式控制系统,PC机和力控组态软件主要完成参数设定、数据处理等任务;而下位机主要完成数据采集、处理等实时控制任务。
本文以智能温室为研究对象,对智能温室的控制算法进行研究。
温室环境系统是一类多变量的大惯性非线性系统,且有交连,时滞等现象,很难对这类系统建立精确的数学模型及用经典控制方法实现控制。
基于上述情况,本文采用模糊控制算法,选用T —S模型进行模糊推理,并完成了算法的PLC程序实现。
随后讨论了基于Profibus —DP的PLC网络组态方法,解决了监控层与过程控制层间的网络通讯和接口问题,并利用力控组态软件,根据温室环境系统监控要求设计编写了上位监控软件,实现远程监控、报警记录、曲线显示和用户管理等多项监控功能。
文章最后将模糊理论的知识表达与神经网络的自学习能力有机地结合起来,提出了一种模糊神经网络控制方经网络这种控制方法应用于温室自动控制系统的可行性。
整个系统经实际运行表明:具有容错性强、效率高且易扩展,适用性较强等特点,为实现温室环境的更多参数测控系统的研究和设计奠定了技术基础。
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。
3.控制算法:根据预设的控制策略,编写控制算法,如PID控制、模糊控制等。
4.输出控制:根据控制算法输出相应的控制信号,驱动执行器进行加热或降温。
六、系统调试与优化1.调试:对系统进行调试,确保各设备正常运行,控制算法有效。
2.优化:根据实际运行情况,对控制参数、控制策略等进行优化,提高系统性能。
plc温度控制系统设计
plc温度控制系统设计摘要:I.引言- 介绍PLC 温度控制系统- 阐述其在工业生产和科学实验中的应用II.PLC 温度控制系统的设计- 设计原理- 系统构成1.温度传感器2.PLC 可编程控制器3.执行器4.报警装置III.PLC 温度控制系统的优势- 控制精度高- 抗干扰能力强- 操作灵活方便- 可靠性高IV.PLC 温度控制系统的应用实例- 工业生产中温度控制的应用- 科学实验中温度控制的应用V.结论- 总结PLC 温度控制系统的重要性- 展望其在未来工业和科学领域的应用前景正文:I.引言在工业生产和科学实验中,温度控制是至关重要的环节。
近年来,随着可编程控制器(PLC)技术的不断发展,基于PLC 的温度控制系统已经越来越广泛地应用于各个领域。
本文将详细介绍PLC 温度控制系统的设计、优势及应用实例。
II.PLC 温度控制系统的设计PLC 温度控制系统的设计主要依据PLC 可编程控制器的原理,通过将温度传感器、执行器、报警装置等组件与PLC 相连接,实现对温度的实时监测和控制。
1.设计原理PLC 温度控制系统采用PID 控制算法,通过调整比例、积分、微分环节的参数,实现对温度的精确控制。
2.系统构成PLC 温度控制系统主要由温度传感器、PLC 可编程控制器、执行器和报警装置组成。
1.温度传感器:用于实时监测环境或设备的温度,将温度变化转换为电信号传输给PLC。
2.PLC 可编程控制器:根据设定的温度控制策略,对温度传感器传输来的信号进行处理,并输出控制指令给执行器。
3.执行器:根据PLC 的控制指令,对加热器或制冷设备进行控制,实现对温度的调整。
4.报警装置:当温度超出设定范围时,报警装置会自动发出警报,提醒操作人员采取相应措施。
III.PLC 温度控制系统的优势PLC 温度控制系统具有以下优势:1.控制精度高:采用PID 控制算法,能够实现对温度的高精度控制,满足不同场合的温度控制需求。
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)1.2 温度控制系统背景...................................................................... .................. 1 1.3 研究技术介绍...................................................................... .. (1)1.3.1 传感技术...................................................................... (1)1.3.2PLC .................................................................... . (2)上位机...................................................................... ............................1.3.3 31.3.4 组态软件...................................................................... ........................ 3 1.4 本文研究对象...................................................................... .. (4)2 温度PID控制硬件设计...................................................................... (5)2.1 控制要求...................................................................... .................................. 5 2.2 系统整体设计方案...................................................................... .................. 5 2.3 硬件配置...................................................................... . (6)2.3.1 西门子S7-200CUP224 ................................................................. .. (6)2.3.2 传感器...................................................................... . (6)2.3.3 EM235模拟量输入模块.....................................................................72.3.4 温度检测和控制模块...................................................................... .... 8 2.4 I/O分配表 ..................................................................... ................................ 8 2.5 I/O接线图 ..................................................................... .. (8)3 控制算法设计...................................................................... .. (9)3.1 P-I-D控制...................................................................... .............................. 9 3.2 PID回路指令 ..................................................................... .. (11)3.2.1 PID算法 ..................................................................... .. (11)3.2.2 PID回路指令 ..................................................................... (14)3.2.3 回路输入输出变量的数值转换 (16)3.2.4 PID参数整定 ..................................................................... (17)4 程序设计...................................................................... .. (19)4.1 程序流程图...................................................................... .............................. 19 4.2 梯形图...................................................................... .. (19)I沈阳理工大学课程设计论文5 调试...................................................................... . (23)5.1 程序调试...................................................................... .. (23)5.2 硬件调试...................................................................... .. (23)结束语...................................................................... .................................................... 24 附录程序代码...................................................................... ........................................ 25 参考文献...................................................................... (27)II沈阳理工大学课程设计论文1引言1.1 温度控制系统的意义温度及湿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。
(完整版)基于PLC的温度控制系统毕业设计论文
(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 PLCAbstractProgramming 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.Keyword:PLC Programming language Temperature⽬录摘要----1Abstrack1引⾔-31.1课题研究背景1.2温度控制系统的发展状况1.3 总体设计分析2系统结构模块63.1 PLC的定义--73.2 PLC的发展--83.2.1 我国PLC的发展-83.3 PLC的系统组成和⼯作原理-----93.3.1 PLC的组成结构--93.3.2PLC的扫描⼯作原理3.4PLC的发展趋势3.5 PLC的优势--103.6 PLC的类型选择4.1 PID控制程序设计4.1.1 PID控制算法---124.1.2PID在PLC中的回路指令-144.1.3PID参数设置4.23A模块及其温度控制4.2.13A模块的介绍--174.2.2 数据转换4.2.3软件编程的思路---195程序的流程图---196 整个系统的软件编程---207结束语谢词24参考⽂献1 引⾔1.1 课题研究背景温度是⼯业⽣产中常见的⼯艺参数之⼀,任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关。
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;PIDS22A0517 -6611 (2011 )29 - 18258 -04Design of Temperature Control System Based on PLCZHANG 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。
2011-07-041825918260@@[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 和盐酸异丙嗪[J].光谱学与光谱分析,2006,26(7):1364 - 1367.@@[6] HANSEN E H. Flow-injection enzymatic assays[J]. Anal Chim Acta,1989, 216(1 ) : 257 -273.@@[7]洪月玲,郝学飞,董柯.动物性食品中氯丙嗪残留的液相色谱法检测 [J].食品科学,2009,30(14):269 -271.@@[1]晁阳,胡军,熊伟,等.可编程控制器实例应用与原理分析[M].北京:清 华大学出版社,2007.@@[2]刘洪涛,黄海.PLC应用开发从基础到实践[M].北京:电子工业出版 社,2007.@@[3]刘同召.基于模糊控制的雨花茶精揉机温度控制系统的研究[D].南 京:南京农业大学,209.@@[4]陶思扬.基于PLC的挤出机控制系统的设计与开发[D].武汉:华中科 技大学,2006.@@[5]日本三菱电气公司.三菱微型可编程控制器.FX2N-4AD使用手册[K]. 2001.@@[6]日本三菱电气公司.三菱微型可编程控制器.FX2N-4AD-PT使用手册 [K].2001.@@[7]日本三菱电气公司.三菱微型可编程控制器.FX2N-2LC使用手册[K]. 2001.@@[8]天康集团.SBWZ系列热电阻温度变送器使用手册[K].2007.@@[9]日本三菱电气公司.三菱微型可编程控制器.FX2N-4AD编程手册[K]. 2001.基于PLC的温度控制系统的设计作者:张文明, ZHANG Wen-ming作者单位:常州纺织服装职业技术学院自动化室,江苏常州,213004刊名:安徽农业科学英文刊名:Journal of Anhui Agricultural Sciences年,卷(期):2011,39(29)本文链接:/Periodical_ahnykx201129179.aspx。
基于PLC锅炉水温控制系统设计
基于PLC锅炉水温控制系统设计1. 引言1.1 背景锅炉是工业生产中常用的热能设备,用于产生蒸汽或热水,供应能量给生产过程中的各个环节。
在锅炉的运行过程中,水温是一个重要的参数,对于保证锅炉运行稳定、安全、高效具有重要意义。
传统的锅炉水温控制方法主要依靠人工操作,存在操作不准确、响应速度慢等问题。
因此,设计基于PLC(可编程逻辑控制器)的锅炉水温控制系统可以提高控制精度和响应速度。
1.2 目的本文旨在设计一个基于PLC锅炉水温控制系统,通过对传感器信号进行采集和处理,并通过PLC进行逻辑判断和控制输出信号,实现对锅炉水温进行精确可靠地控制。
2. 锅炉工作原理及参数2.1 锅炉工作原理锅炉是通过将液体(通常是水)加热至蒸发状态以产生蒸汽或提供加热能量。
其主要部件包括:进水系统、燃烧系统、排烟系统、水循环系统等。
2.2 锅炉水温参数锅炉水温是指锅炉内部循环水的温度,它是锅炉运行稳定性和效率的重要指标。
在正常运行中,锅炉水温应在一定的范围内保持稳定。
过高或过低的水温都会对锅炉运行造成不利影响。
3. PLC控制系统设计3.1 PLC控制原理PLC是一种用于工业自动化控制的电子设备,它能够根据预设的程序和逻辑进行自动化控制。
PLC主要由处理器、输入/输出模块和编程设备等组成。
3.2 PLC应用于锅炉控制系统设计将PLC应用于锅炉控制可以实现自动化程度高、响应速度快等优点。
通过对传感器信号进行采集和处理,PLC可以实时监测并判断锅炉内部参数,并根据预设逻辑进行相应的输出信号,实现对锅炉水温的精确控制。
4. 系统硬件设计4.1 传感器选择选择适合的传感器对于准确获取锅炉水温至关重要。
常用的传感器包括热电偶、热电阻等。
在选择传感器时需要考虑其测量范围、精度和适应环境等因素。
4.2 PLC选型根据锅炉控制系统的需求,选择合适的PLC型号和规格。
需要考虑PLC的输入/输出点数、通信接口、运算速度等因素。
4.3 控制执行机构选型控制执行机构用于实现对锅炉水温的控制,常用的包括电动阀门、变频器等。
基于PLC的温度控制系统设计
i : i 3 圈 -
。 。 ; 。 . 。 。. . 。 。 。
工 程 技 术
基于 P C的温度控 制系统设计 L
李 国萍 ( 河北省廊坊师范学 院 河北廊坊
050) 6 0 0
摘 要: 本文介 绍 了 于P c 基 L 的温度控 制 系统的设计方 法, 详细分析 了系统设计的硬件实现 暇及 软件设计 与PD 制器的设计方法, I控 设计之
特 别是 当 系统的温 度指令 信号 发生快 速变化 置值 , 则跳 出循环返 回其平 均值 , 若采样 次数 所编辑 后的程序储存在 触摸屏 中, 实现 了界 面 时, 传统的模 拟控制器 固有 的反应时 间和 器件 未达 到设定值 , 则继 续完 成采样 , 直到返 回平 友好 的基于 P C L 的温度 控制 系统 的实用 性 。 特性 使 系统 的 反应 稳定 过程 较 慢 、 且易 受 均 , 中断 。 而 关 这样P C L 不断 在主程 序与子 程序
基于PLC的温室温度控制系统设计
基于PLC的温室温度控制系统设计
简介
本文档介绍了基于PLC的温室温度控制系统的设计方案。
温
室作为植物生长的机械化生产基地,必须具备一定的环境条件,特
别是温度要满足植物生长的需要。
因此,为了保证温室内环境稳定,需要设计一套可以自动控制温室温度的系统。
系统组成
该系统由温度传感器、PLC控制器、电磁阀和风机等部分组成。
传感器负责感知温度,将采集的温度数据送至控制器进行处理。
控
制器根据设定的温度范围,遥控电磁阀和风机实现对温室温度的控
制和调节。
系统设计
1. 硬件设计
温度传感器采用DS18B20数字温度传感器,配合水晶震荡器,实现温度采集。
整个系统采用基于S7-200Smart PLC 的结构设计,
该PLC控制器内置模拟口和数字口,为系统搭建提供了保障。
电
磁阀选用2位通风电磁阀,以保障温室内环境的空气流动。
风机选
用5W风扇,配合两用龙头,实现温室内外空气的交替。
2. 软件设计
该系统采用WPL Soft进行编程设计。
根据采集到的温度数据,通过PLC对电磁阀和风机进行控制,实现温度的稳定控制。
具体
实现方式为:如果温度小于目标温度范围的下限值,PLC将打开电
磁阀和风机,吹入热空气;如果温度大于目标温度范围的上限值,PLC则将关闭电磁阀,同时打开风机,实现温室内外空气的交替。
总结
本文档介绍了基于PLC的温室温度控制系统的设计方案。
只
需要采集温度,然后将数据通过PLC进行控制,实现对温室温度
的自动调控,节省了人力和物力成本,提高了温室生产效率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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。
表2.1 S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元本设计采用的是CUP226。
它具有24输入/16输出共40个数字量I/O点。
可连接7个扩展模块,最大扩展至248路数字量I/O点或35 路模拟量I/O点。
26K 字节程序和数据存储空间。
6个独立的30kHz高速计数器,2路独立的20kHz高速脉冲输出,具有PID控制器。
2个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。
I/O端子排可很容易地整体拆卸。
用于较高要求的控制系统,具有更多的输入/输出点,更强的模块扩展能力,更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。
可完全适应于一些复杂的中小型控制系统。
CPU226模块的I/O配置及四肢分配2.1.3 EM235 模拟量输入/输出模块在温度控制系统中,传感器将检测到的温度转换成4-20mA的电流信号,系统需要配置模拟量的输入模块把电流信号转换成数字信号再送入PLC中进行处理。
在这里我们选择西门子的EM235 模拟量输入/输出模块。
EM235 模块具有4路模拟量输入/一路模拟量的输出。
它允许S7-200连接微小的模拟量信号,±80mV范围。
用户必须用DIP开关来选择热电偶的类型,断线检查,测量单位,冷端补偿和开路故障方向:SW1~SW3用于选择热电偶的类型,SW4没有使用,SW5用于选择断线检测方向,SW6用于选择是否进行断线检测,SW7用于选择测量方向,SW8用于选择是否进行冷端补偿。
所有连到模块上的热电偶必须是相同类型。
2.1.4 传感器热电偶是一种感温元件,它直接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号。
常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。
所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、应答误差、并有统一的标准分度表的热电偶,它有与其配套的显示仪表可供选用。
非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶,一般也没有统一的分度表,主要用于某些特殊场合的测量。
标准化热电偶我国从1988年1月1日起,热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产,并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。
本论文采用的是K型热电阻。
2.1.5 可控硅加热装置对于要求保持恒温控制而不要温度记录的电阻炉采用带PID调节的数字式温度显示调节仪显示和调节温度,输出0~10mA作为直流信号输入控制可控硅电压调整器或触发板改变可控硅管导通角的大小来调节输出功率,完全可以满足要求,投入成本低,操作方便直观并且容易维护。
温度测量与控制是热电偶采集信号通过PID温度调节器测量和输出0~10mA或4~20mA控制触发板控制可控硅导通角的大小,从而控制主回路加热元件电流大小,使电阻炉保持在设定的温度工作状态。
可控硅温度控制器由主回路和控制回路组成。
主回路是由可控硅,过电流保护快速熔断器、过电压保护RC和电阻炉的加热元件等部分组成。
2.1.6 系统组成原理图2.2 系统变量定义及分配表2.2.1 符号表符号地址注释序号1 特殊标志位存储器1 SM0.0 CPU运行时,该位始终为12 特殊标志位存储器2 SM0.1 首次扫描时该位为13 双字变量存储器1 VD104 将实数0.4送入VD1044 双字变量存储器2 VD112 将实数0.15送入VD1045 双字变量存储器3 VD116 将实数0.1送入VD1046 双字变量存储器4 VD120 将实数30.0送入VD1047 双字变量存储器5 VD124 将实数0.0送入VD1048 特殊标志位内存字节SMB34 设置中断控制字节(SMB34}=1009 中断连接指令ATCH 建立中断事件EVNT和程序INT10 中断允许指令ENI 条件成立时,允许所有中断事件11 整数到双整数转换指令I_DI 模拟量输入映像寄存器AIW0的值送入累加器AC012 双整数到实数转换指令DI_R 累加器AC0中的值转换后存入累加器AC013 实数除法运算指令DIV_R 累加器AC0中的值除以32000后再送入AC014 回路指令PID 根据TBL中的输入VB108和配置信息对LOOP执行PID循环15 实数乘法指令MUL_R 双字变量存储器VD108中的内容与32000相乘结果送入累加器AC016 实数到双整数转换指令ROUND 累加器AC0中的值转换后存入累加器AC017 双整数到整数转换指令DI_I 累加器AC0中的值转换后存入累加器AC02.2.2 I/O分配表输入信号输出信号名称地址名称地址脉冲输入I0.1 启动按钮停止按钮启动指示灯Q0.1停止指示灯Q0.2正常运行指示灯Q0.3温度越上限报警指示灯Q0.4加热指示灯Q0.52.3 系统接线图设计3 控制系统设计3.1 控制程序流程图设计3.1.2 子程序读入温度并转换把实际温度放入VD100调用PID命令物体的温度上升?NY停止加热继续加热输出PID值3.2 控制程序时序图设计3.3 控制程序设计思路3.3.1 初次上电3.3.2 子程序1)输入设定温度。
2)把设定温度、P值、I值、D值都导入PID3)每100ms中断一次子程序进行PID运算。
3.3.3 中断程序,PID的计算1)模拟信号的采样处理,归一化导入PID。
2)DIP程序运算。
3)输出DIP运算结果,逆转换为模拟信号。
3.4 创新设计内容4 上位监控系统设计4.1 PLC与上位监控软件通讯4.1.1 串行数据传送和并行数据传送1)并行数据传送:并行数据传送时所有数据位是同时进行的,以字或字节为单位传送。
并行传输速度快,但通信线路多、成本高,适合近距离数据高速传送。
2)串行数据传送:串行数据传送时所有数据是按位(bit)进行的。
串行通信仅需要一对数据线就可以。
在长距离数据传送中较为合适。
PLC网络传送数据的方式绝大多数为串行方式,而计算机或PLC内部数据处理、存储都是并行的。
若要串行发送、接收数据,则要进行相应的串行、并行数据转换,即在数据发送前,要把并行数据先转换成串行数据;而在数据接收后,要把串行数据转换成并行数据后再处理。
4.1.2 异步方式与同步方式根据串行通信数据传输方式的不同可以分为异步方式和同步方式。
1)异步方式:又称起止方式。
它在发送字符时,要先发送起始位,然后才是字符本身,最后是停止位。
字符之后还可以加入奇偶校验位。
异步传送较为简单,但要增加传送位,将影响传输速率。
异步传送是靠起始位和波特率来保持同步的。
2)同步方式:同步方式要在传送数据的同时,也传递时钟同步信号,并始终按照给定的时刻采集数据。
同步方式传递数据虽提高了数据的传输速率,但对通信系统要求较高。
PLC网络多采用异步方式传送数据。
4.1.3 网络的通讯PPI协议PPI是一种主从设备协议:主设备给从属装置发送请求,从属装置进行响应。
从属装置不发出讯息,而是一直等到主设备发送请求或轮询时才作出响应。
主设备与从属装置的通讯将通过按PPI协议进行管理的共享连接来进行。
图4—1如果在用户程序中激活PPI主设备模式,则S7--200 CPU在处于RUN(运行)模式时可用作主设备。
激活PPI主设备模式之后,可使用“网络读取”或“网络写入”指令从其它S7--200读取数据或将数据写入其它S7--200。
当S7--200用作PPI主设备时,它将仍然作为从属装置对来自其他主设备的请求进行响应。
对于简单的单台主设备网络,编程站和S7--200 CPU既可以通过PPI多台主设备电缆连接,也可以通过安装在编程站中的通讯处理器(CP)卡连接。
在图上部的范例网络中,编程站(STEP7--Micro/WIN)是网络主设备。
在图下部的范例网络中,人机界面(HMI)设备(例如TD 200、TP或OP)是网络主设备。
在两个范例网络中,S7--200 CPU是对主设备的请求进行响应的从属装置。
图4—2 单台主设备PPI网络4.2 上位监控系统组态设计4.2.1 外部设备的定义组态王把那些需要与之交换数据的硬件设备或软件程序都做为外部设备使用。
外部硬件设备在本文中就是PLC S7-200。
可使用“设备配置向导”一步步完成设备的连接。
4.4.2 定义数据变量要实现组态王对S7-200的在线控制,就必须建立两者之间的联系,那就需要建立两者的数据变量。
基本类型的变量可以分为“内存变量”和“I/O变量”两类。
内存变量是组态王内部的变量,不跟监控设备进行交换。
而I/O变量时两者之间互相交换数据的桥梁,S7-200和组态王的数据交换是双向的,一者的数据发生变化,另外一者的数据也跟着变化。
所以需要在创建连接前新建一些变量。
本文中,PLC用内存VD0来存放当前的实际温度。
并规定温度超过105℃为温度过高,立即要作出相应警示信号。
点击工程管理器中的“数据词典”再双击右边窗口的新建,在出现的定义变量口中填写相应的要求项,并可在“报警定义”中设定报警。