组态王课程设计--锅炉温度控制系统
自动控制系统课程设计基于组态王的炉温控制系统设计大学论文
基于组态王的炉温控制系统设计作者姓名：作者学号：指导教师：学院名称：专业名称：摘要温度是工业控制中主要的被控参数之一，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足重轻的作用。
温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。
最为常见的就是工业上使用电阻炉处理和生产工业产品，最基本的要求是要保持炉内温度的恒定，并且在一定的扰动下，炉内的温度经过一定的调节时间能自动恢复正常值，从而保证所生产的产品质量。
本设计基于单回路控制系统和PID控制器，使用计算机、铂电阻Pt100、控制箱、加热炉体和组态王设计电烤箱的炉温控制系统，使炉内温度基本保持在155℃不变，还建立了闭环和开环控制系统的数学模型，完成了系统所用到的设备的选型和组装接线，利用“组态王”软件编制上位机监控软件对炉内温度的采集和显示。
文中首先介绍了设计的背景和要求，接着对单回路控制系统做了简单的介绍，大致描述了通过组态王编制采集并绘制温度与时间曲线的步骤，并且完成了系统模型的建立，介绍了整定PID控制器参数的步骤和结果，最终完成了利用单回路控制系统中的一阶时延环节设计电烤箱的炉温控制系统，使其炉内温度经过一定的过渡过程始终维持在132℃。
关键词：PID、电烤箱、炉温控制、单回路控制系统、凑试法目录摘要 (I)目录 (1)第一章引言 (3)1.1设计目的 (3)1.2 设计背景及意义 (3)1.3 设计任务及要求 (4)第二章单回路控制系统 (5)2.1 单回路控制系统简介 (5)2.2 单回路控制系统的设计 (5)2.2.1 被控变量的选择 (6)2.2.2 操纵变量（控制参数）的选择 (6)2.2.3测量变送问题和执行器的选择 (7)第三章硬件电路设计及原理 (8)3.1 系统设计 (8)3.1.1 方案论述 (8)3.1.2 系统原理图及工作原理 (9)3.2 智能控制仪表设计 (10)3.2.1 规格型号说明 (10)3.2.2 技术数据说明 (11)3.2.3 工作原理 (11)3.3温度测量电路设计 (12)3.3.1 测温原理 (12)3.3.2 特点 (13)3.3.3 接线方法 (13)3.3.4 非线性补偿方法 (14)3.4 通讯部分硬件设计 (15)3.5 交流固态继电器硬件设计 (16)3.5.1 交流固态继电器的原理 (17)3.5.2 交流固态继电器的分类 (18)3.5.3 交流固态继电器的特点 (18)3.5.4 交流固态继电器的应用场合 (19)3.5.5 交流固态继电器的使用注意事项 (19)第四章软件设计 (21)4.1 软件设计目标 (21)4.2 人机界面设计 (21)4.2.1 “组态王”软件简介 (21)4.2.2 人机界面基本设计步骤 (22)4.3PID控制算法 (26)4.3.1 PID算法简介 (26)4.3.2 PID各参数对控制系统稳定性的影响 (27)第五章参数整定 (28)5.1常用的参数整定方法 (28)5.1.1临界比例度法 (28)5.1.2经验凑试法 (29)5.2 实际参数调试 (29)第六章结论 (32)心得体会 (33)参考文献 (34)第一章引言1.1设计目的通过过程控制系统课程设计这一教学实践环节，使学生能在学完自动检测技术及仪表、过程控制仪表、过程控制系统等课程以后，能够灵活运用相关基本知识和基本理论模拟设计一个过程控制系统，以期培养学生解决实际问题的能力。
基于组态王的温度控制系统
1.绪论
1.1课题研究背景
随着科学技术的飞速发展，带动社会生产的发展，人类对能源的需求不断增加，世界上发达国家为了解决能源紧张而带给各行业的冲击，都努力在开发能源的同时，致力于节能新方案的研究。
本课题利用智能仪表控制系统，结合组态王监控软件设计人机对话界面，实现锅炉过热蒸汽控制系统设计。通过对现场系统数据的采集处理，在组态王中实现动画显示、报警处理、流程控制、实时曲线和报表输出等功能。同时利用智能仪表控制系统，在所设计的组态王监控界面中，进行相关仪表调校和控制器参数整定。最后向用户提供锅炉过热蒸汽控制系统的动态运行结果。
关键词：过热蒸汽温度；智能仪表；组态王
Abstract:Superheated steam temperature is a variety of important industrial boiler equipment parameters, in the production process, the entire path of soft drink is the highest temperature of superheated steam temperature, superheater temperature normal working hours, there are generally closer to the material to allow the maximum temperature, if overheating steam temperature too high, easy to damage superheater and steam turbine will cause excessive internal seriously affected the production of thermal expansion of the safety of operation; superheated steam temperature is low, it will reduce the efficiency of equipment, while the adoption of the final class of steam turbine steam humidity increased, the wear and tear caused by the leaves. Therefore, we must control the export steam superheater temperature. Overheated steam boiler control is tantamount to the task, that is, in order to maintain the export steam superheater temperature in the permit, and to protect the superheater tube wall temperature does not exceed allowable operating temperature.
基于PLC的锅炉温度控制系统_毕业设计
河南职业技术学院毕业设计（论文）题目PLC的锅炉温度控制系统目录摘要 (1)1.1课题背景 (1)1.2项目内容 (2)第二章 PLC和组态软件 (3)2.1可编程控制器基础 (3)2.1.1可编程控制器的产生和应用 (3)2.1.2可编程控制器的组成和工作原理 (3)2.1.3可编程控制器的分类及特点 (5)2.2组态软件的基础 (6)2.2.1组态的定义 (6)2.2.2组态王软件的特点和仿真的的基本方法 (6)第三章 PLC控制系统的硬件设计 (7)3.1 PLC控制系统设计的基本原则和步骤 (7)3.1.1 PLC控制系统设计的基本原则 (7)3.1.2 PLC控制系统设计的一般步骤 (7)3.1.3 PLC程序设计的一般步骤 (8)3.2 PLC的选型和硬件配置 (9)3.2.1 PLC型号的选择 (9)3.2.2 S7-200CPU的选择 (9)3.2.3 EM235模拟量输入/输出模块 (10)3.2.4 热电式传感器 (10)3.2.5 可控硅加热装置简介 (10)3.3 系统整体设计方案和电气连接图 (11)3.4 PLC控制器的设计 (11)3.4.1 控制系统数学模型的建立 (11)3.4.2 PID控制及参数整定 (12)第四章 PLC控制系统的软件设计 (14)4.1 PLC程序设计的方法 (15)4.2 编程软件STEP7--Micro/WIN 概述 (15)4.2.1 STEP7--Micro/WIN 简单介绍 (15)4.2.2 计算机与PLC的通信 (16)4.3 程序设计 (16)4.3.1程序设计思路 (16)4.3.2 PID指令向导 (16)4.3.3 控制程序及分析 (17)第五章组态画面的设计 (21)5.1组态变量的建立及设备连接 (21)5.1.1新建项目 (21)5.2创建组态画面和主画面 (22)5.2.2新建PID参数设定窗口 (23)5.2.3新建实时曲线 (23)5.2.5新建报警窗口 (24)第六章系统测试 (25)6.1启动组态王 (26)6.2实时曲线观察 (26)6.3查看数据报表 (27)6.4系统稳定性测试 (28)结束语 (29)参考文献 (30)基于PLC的锅炉温度控制系统摘要从上世纪80年代至90年代中期，PLC得到了快速的发展，在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
免积分——基于PLC与组态王的模拟锅炉温度控制系统
初次设定值为５５℃。系统经过一次振荡趋与稳定（保持在± １℃）。系统第一次过冲与ＰＩＤ参数的设置有直接的关系。当第二 次随机设定时，没有过冲现象，调节时间也很短，证明ＰＩＤ已经 稳定。如图５，图中的采样时间为５００ｍｓ，比例系数为１００００，积 分时间为１５００ｍｓ，微分时间为６０ｓ，微分增益为２０。
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参考文献(5条) 1.覃贵礼.吴尚庆 组态软件控制技术 2007 2.宋伯生.陈东旭 PLC应用及实验教程 2006 3.金以息.方崇智 过程控制 2000
4.徐亚飞.刘官敏.高国章.鲁凯生 温箱温度PID与预测控制[期刊论文]-武汉理工大学学报(交通科学与工程版)
2004(4) 5.袁秀英 组态控制技术 2003
控制过程中的温度以及控制参数进行实时记录并存储，通过历
史数据管理模块对数据信息进行分析，以更好地掌握加热炉的
控制特性。
画面参考语言如下： （监控画面每隔６００
执行一次）
ｉｆＮ本站点＼液位开关下＝＝１）
万方数据
＜工业控制计算机｝２００８年２１卷第１２期
圈３组态画面 ｕ本站点＼加热炉水位＝３０； ｉｆＮ本站点＼水泵＝＝１） ＼＼本站点＼加热炉水位＝ｕ本站点＼加热炉水位＋８； ｉｆ队本站点＼电磁阀输出指示＝＝１） ＼＼本站点＼加热炉水位＝＼＼本站点＼加热炉水位一２； ｉｆＮ本站点＼水泵＝＝１） ＼＼本站点＼水库水位＝＼＼本站点＼水库水位一２； ｉｆ６＼本站点＼电磁阀输出指示＝＝１） ＼＼本站点＼水库水位＝讯本站点＼水库水位＋２； ｉｆＮ本站点＼液位开关上＝＝１） ＼＼本站点＼加热炉水位＝１００； ３１２数据变量定义 实时数据库是组态工程的数据交换和数据处理中心。数据 变量是构成实时数据库的基本单元，建立实时数据库的过程也 就是定义数据变量的过程。定义数据变量的内容主要包括：指定
组态王锅炉温度控制系统控制规律
组态王锅炉温度控制系统控制规律引言组态王锅炉温度控制系统是一种用于控制锅炉温度的自动化系统。
它采用先进的组态软件和硬件设备，通过监测和调节锅炉的温度，实现对锅炉运行过程的精确控制。
本文将详细介绍组态王锅炉温度控制系统的控制规律。
1. 组态王锅炉温度控制系统简介组态王锅炉温度控制系统是一套基于PLC（可编程逻辑控制器）和人机界面（HMI）的数字化控制系统。
它具有以下几个特点：•高度自动化：组态王锅炉温度控制系统可以自动监测锅炉的温度变化，并根据设定的控制规律自动调节锅炉的工作参数，实现精确控制。
•可视化界面：通过人机界面，用户可以直观地了解锅炉的工作状态和温度变化情况，并可以对系统进行操作和调整。
•高效稳定：组态王锅炉温度控制系统采用先进的控制算法和优化策略，能够快速、准确地响应温度变化，保持锅炉的稳定运行。
2. 组态王锅炉温度控制系统的控制规律组态王锅炉温度控制系统的控制规律是根据锅炉运行过程中的温度变化情况来确定的。
其主要包括以下几个方面：2.1 温度监测组态王锅炉温度控制系统通过传感器对锅炉的温度进行实时监测。
传感器将锅炉的温度信号转换为电信号，并传输给PLC进行处理。
2.2 温度设定组态王锅炉温度控制系统需要设置合适的温度设定值。
根据锅炉的工作要求和环境条件，用户可以通过人机界面来设定锅炉的目标温度。
2.3 温度控制组态王锅炉温度控制系统根据实际温度和设定温度之间的差异，通过对锅炉的工作参数进行调节，来控制锅炉的温度。
2.4 控制算法组态王锅炉温度控制系统采用了一种先进的控制算法，通常使用PID控制算法。
PID控制算法通过不断对锅炉的工作参数进行调整，来使实际温度逐渐接近设定温度。
•比例控制（P）：根据实际温度与设定温度之间的差异，调节锅炉的输出功率。
•积分控制（I）：根据温度误差的累积值，调节锅炉的输出功率，以减小稳态误差。
•微分控制（D）：根据温度变化的速率，调节锅炉的输出功率，以减小温度波动。
基于PLC和组态王的温度控制系统设计
基于PLC和组态王的温度控制系统的设计目录第一章系统及工控机的设计与选择1.1 系统整体设计方案1.2 系统硬件各部分选型1.3 传感器Pt100的选型设计1.4 温度变送器选型设计第二章 PLC和HMI基础2.1 可编程控制器基础2.1.1 可编程控制器的产生和应用2.1.2 可编程控制器的组成和工作原理2.1.3 可编程控制器的分类及特点2.2 人机界面基础2.2.1 人机界面的定义2.2.2 人机界面产品的组成及工作原理2.2.3 人机界面产品的特点第三章 PLC控制系统硬件设计3.1 PLC控制系统设计的基本原则和步骤3.1.1 PLC控制系统设计的基本原则3.1.2 PLC控制系统设计的一般步骤3.2 PLC的选型与硬件配置3.2.1 PLC型号的选择3.2.2 S7-200 CPU的选择3.2.3 EM231模拟量输入模块3.2.4 热电式传感器3.3 I/O点分配及电气连接图3.4 PLC控制器的设计3.4.1 控制系统数学模型的建立3.4.2 PID控制及参数整定第四章 PLC控制系统软件设计4.1 PLC程序设计方法4.2 编程软件STEP7--Micro/WIN概述4.2.1 STEP7-Micro/WIN简单介绍4.2.2 梯形图语言特点4.2.3 STEP7-Micro/WIN参数设置（通讯设置）4.3 程序设计4.3.1 设计思路4.3.2 控制程序流程图4.3.3 梯形图程序4.3.4 PID指令向导的运用4.3.5 语句表（STL）程序第五章基于组态王的HMI设计5.1 人机界面（HMI）设计5.1.1 监控主界面5.1.2 实时趋势曲线5.1.3 历史趋势曲线5.1.4 报警窗口5.1.5 设定画面5.2 变量设置5.3 动画连接4第六章系统运行结果及分析6.1 系统运行6.2 运行结果分析6.2.1 温度趋势曲线分析6.2.2 报警信息分析第七章总结参考文献摘要可编程控制器是一种应用很广泛的自动控制装置，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，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，非常适合温度控制的要求。
组态王课程设计--锅炉温度控制系统
锅炉温度控制系统上位机设计1.设计背景锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要的动力设备。
它所产生的高压蒸汽，既可以作为风机、压缩机、大型泵类的驱动透平的动力源，又可作为蒸馏、化学反应、干燥和蒸发等过程的热源。
随着工业生产规模的不断扩大，生产设备的不断创新，作为全厂动力和热源的锅炉，办向着大容量、高参数、高效率发展。
为了确保安全，稳定生产，锅炉设备的控制系统就显得愈加重要。
随着经济的迅猛发展，自动化控制水平越来越高，用户对锅炉控制系统的工作效率要求也越来越高，为了提高锅炉的工作效率，较少对环境的污染问题，所以利用计算机与组态软件技术对锅炉生产过程进行自动控制有着重要的意义。
2.任务要求(1) 按照题目设计监控画面及动态模拟；(2) 在数据字典中定义需要的内存变量和I/O变量；(3) 实现监控系统的实时、历史曲线及报警界面显示；(4) 实现保存数据和参数报表打印功能；(5) 实现登陆界面和帮助界面。
3. 界面功能3.1 系统说明本系统的目的是实现锅炉的温度控制，所以在监控界面设置了加热部分和降温部分，同时通过观察相应仪表，操作者手动的实现对锅炉温度的控制，而且在加热过程和降温过程中有信号灯可以清楚地显示系统工作在什么阶段。
此外，在监控界面加入了液位控制部分，通过对进水量和出水量的控制实现液位平衡。
实时曲线和历史曲线可以让操作者清楚地观察到锅炉内液体的液位高度和温度，从而更加准确的操作系统，达到控制要求。
实时报警界面可以随时进行提醒，防止发生意外情况。
帮助界面可以让初次登陆该系统的用户快速学会如何操作系统。
登陆界面中加入用户登陆部分，只有有相应权限的操作者也可以控制系统。
该系统还加入历史曲线打印功能和对系统相关变量的保存功能，用户可以随时查看历史记录。
3.2主监控界面主控界面实现的是操作者观察仪表，得到锅炉内液体温度和液位的实时信息，通过调节电磁阀1、2，使得锅炉内液体液位保持在要求范围内，通过加热按钮和降温按钮对温度进行控制，使得温度在要求范围内。
基于组态王的温度控制系统
关键词：过热蒸汽温度；智能仪表；组态王
Abstract:Superheated steam temperature is a variety of important industrial boiler equipment parameters, in the production process, the entire path of soft drink is the highest temperature of superheated steam temperature, superheater temperature normal working hours, there are generally closer to the material to allow the maximum temperature, if overheating steam temperature too high, easy to damage superheater and steam turbine will cause excessive internal seriously affected the production of thermal expansion of the safety of operation; superheated steam temperature is low, it will reduce the efficiency of equipment, while the adoption of the final class of steam turbine steam humidity increased, the wear and tear caused by the leaves. Therefore, we must control the export steam superheater temperature. Overheated steam boiler control is tantamount to the task, that is, in order to maintain the export steam superheater temperature in the permit, and to protect the superheater tube wall temperature does not exceed allowable operating temperature.
组态王锅炉温度控制系统控制规律
组态王锅炉温度控制系统控制规律组态王锅炉温度控制系统是一种用于监控和控制锅炉温度的自动化系统。
该系统采用了组态王软件作为主要控制工具，并通过传感器、执行器和控制器等设备实现对锅炉温度的精确控制。
以下将详细介绍组态王锅炉温度控制系统的工作原理、控制规律以及其在实际应用中的优势。
一、工作原理1. 传感器：组态王锅炉温度控制系统中使用的传感器通常包括温度传感器和压力传感器。
温度传感器负责测量锅炉内部的温度，而压力传感器则用于监测锅炉内部的压力情况。
2. 控制器：组态王软件通过与PLC（可编程逻辑控制器）或DCS（分布式控制系统）等硬件设备连接，实现对锅炉温度的监测和调节。
通过与传感器交互，控制器可以获取到准确的温度和压力数据，并根据预设的设定值进行比较和调整。
3. 执行器：根据控制信号，执行器负责调节锅炉内部的温度。
常见的执行器包括电动阀门、调节阀等，通过控制执行器的开关状态和开度，可以实现对锅炉温度的精确控制。
二、控制规律组态王锅炉温度控制系统采用了PID控制算法，即比例-积分-微分控制算法。
PID控制器通过比较实际温度与设定温度之间的差异，并根据差异大小和变化趋势来调整执行器的开关状态和开度，以实现对锅炉温度的精确控制。
1. 比例（Proportional）：比例项根据实际温度与设定温度之间的差异进行调整。
当实际温度偏离设定值越大时，比例项提供的修正量也越大。
2. 积分（Integral）：积分项根据实际温度与设定温度之间的累积误差进行调整。
当实际温度持续偏离设定值时，积分项提供的修正量会逐步增加，以减小累积误差。
3. 微分（Derivative）：微分项根据实际温度与设定温度之间的变化趋势进行调整。
当实际温度的变化速率较快时，微分项提供的修正量会增加，以快速响应温度变化。
PID控制器根据比例、积分和微分三个项的加权和来计算最终的控制量，并通过控制执行器来实现对锅炉温度的调节。
三、优势组态王锅炉温度控制系统具有以下优势：1. 精确性：PID控制算法能够根据实际温度与设定温度之间的差异进行精确调节，从而实现对锅炉温度的精确控制。
基于MCGS的锅炉温度控制系统设计_毕业设计1 精品
西南科技大学专业方向设计报告课程名称：自动化专业方向设计设计名称：基于MCGS的锅炉温度控制系统设计姓名：赵XX学号: 2010XX班级：自动10XX班指导教师：王顺利起止日期： 2013.10.20——2013.11.15 西南科技大学信息工程学院制方向设计任务书学生班级：自动10XX班学生姓名：赵XX 学号：2010XXXX 设计名称：基于MCGS的锅炉温度控制系统设计起止日期：2013.10.20——2013.11.15 指导教师：王顺利方向设计学生日志基于MCGS的锅炉温度控制系统设计摘要：锅炉是工业生产中主要的供热设备。
电力、机械、冶金、化工、民用都需要锅炉提供热量，但是根据行业的不同，对锅炉的大小规模不尽相同。
作为重要的工业设备，在保证其安全和稳定运行的情况下则应考虑其自动生产，提高自动运行能力及工作效率。
本设计基于AE2000B实验设备上模拟现场锅炉温度控制系统，通过西门子S7-200 PLC作为控制器，MCGS 作为上位机，通过通信链接对锅炉温度进行实时监控，同时设计系列联锁，保证系统安全运行。
关键词: 锅炉温度 AE2000B PLC MCGSBased on the MCGS boiler temperature control system design Abstract：The boiler is the main heating equipment in the industrial manufacture.The electric power, the machinery, the metallurgical industry ,the chemical industry and the civil all need the heat the boiler offers. However, according to different industries, The size of the boiler varies from one to another. As an important industrial equipment, if we could ensure its safe and stable operation ,we should consider its automatic production and improve the automatic ability and its working efficiency. This design is based on AE2000B experimental device to simulate the spot boiler temperature control system by using the Siemens S7-200 PLC as the controller and the MCGS as upper machine. Meanwhile, the communication link will supervise the boiler temperature timely and the interlocking series will guarantee the safe operation of the system.Keywords: boiler temperature AE2000B PLC MCGS1 设计目的和意义锅炉生产在国民是工业中占据着重要的地位，早期的锅炉自动化程度很低，监控系统不完善，导致系统故障不断，但是锅炉因为适合各种行业仍然被广泛使用，锅炉的广泛使用使锅炉现代化成为必然。
组态王锅炉控制系统程序
}
if(小车>=0&&小车<120)
{
小车=小车+10;
}
if(小车==120)
{
小车=小车-120;
}
if(煤>=0&&煤<50)
{
煤=煤+10;
}
if(煤==50)
{
煤=煤-50;
}
if(火>=0&&火<50)
{ 火=50;}
if(火>=50&&火<100)
{ 火=火+10;}
if(火==100)
{ 火=火-50;}
蒸汽流量=给水流量+1;
给水泵转速=45;
炉膛负压=520;
给水压力=给水压力+1;
蒸汽温度=蒸汽温度;
蒸汽压力=蒸汽压力+1;
炉排转速=炉排转速;
蒸汽压力=蒸汽压力+1;
蒸汽温度=1000;
引风机转速=引风机转速;
if((汽包水位>=0)&&(汽包水位<90))
{ 给水泵转速=给水泵转速+3;
给水流量=给水流量+0.5;
汽包水位=汽包水位+2;
给水压力=给水流量+给水压力;
给煤转速=给煤转速+1;
鼓风机转速=鼓风机转速+4;
炉前温度=炉前温度+12;
炉膛负压=炉前温度+1;
引风机转速=引风机转速+2;
蒸汽流量=蒸汽流量+6;
基于组态王和S7-1200PLC的锅炉内胆水温控制
开发研究基于组态王和S7-1200PLC的锅炉内胆水温控制王涛（山东工业职业学院，山东淄博256414）摘要：给出了锅炉内胆水温控制原理，系统通过PT100采集温度信号，以S7-1200PLC为控制核心完成数据的PID运算处理，应用组态王完成人机交互界面的设计，实现了对锅炉内胆水温的定值控制。
关键词:组态王；PLC；水温温度是日常生活、企业生产中常见的参数之一,温度控制对于保障生产、提高人们生活质量有重要的意义⑴。
1锅炉内胆水温控制原理锅炉内胆的水温可以用PT100来检测，检测到的信号传给S7-1200PLC,由PLC对信号进行编程处理,PLC发出模拟量信号控制调节器，从而控制加热管的端电压，实现锅炉内胆水温的控制。
2控制系统硬件核心处理器采用S7-1200PLC,PLC上集成有PRO-FINET接口，可以实现PLC和触摸屏之间、2台PLC之间、PLC和工业机器人之间、PLC和机器视粼自身具有核心处理器的照相机）之间的网络通讯，可以通过交换机实现多台设备之间的网络化通信。
S7-1200PLC的PID控制回路有16个，一般应用于简单过程控制，可以手动调节P、I、D参数，也可以自动调节比例、积分、微分参数为最佳值。
温度检测选用PT100,其具有检测精度高、稳定性好、性能可靠的特点。
PT100需要通过导线与外部设备连接,当周围环境温度发生变化的时候，导线的电阻值随之改变,这样就容易造成测量误差，为了克服这个问题，PT100一般常用四线制接法，因为四线制接法时，接触电阻的不稳定不会破坏电桥的平衡和正常工作状态。
3控制系统软件3.1S7-1200PLC编程图1西门子S7-1200PLC的PID控制器结构示意图系统采用了PID方法控制锅炉内胆水温。
西门子S7-1200PLC的PID控制器结构示意图如图1所示，其PID控制功能主要依靠循环中断组织块、PID功能块、PID 工艺对象数据块3个部分实现。
0B块又称组织块，在编程时，可以使用中断指令实现周期性中断。
组态王课程设计--锅炉温度控制系统
组态王课程设计–锅炉温度控制系统本文档是组态王课程设计–锅炉温度控制系统的设计方案及实现过程。
项目概述锅炉温度控制系统是一个典型的温度控制应用系统，以PLC为核心，采用PID 算法控制锅炉温度，同时通过组态软件进行监控，实现对锅炉温度的精确控制。
系统组成系统由三部分组成：1.PLC：使用的为三菱PLC Q系列(Q00UCPU)。
2.人机界面：使用组态王软件。
3.温度传感器：使用PT100型热电阻温度传感器。
系统架构系统架构如下图所示：+-----------+|PT100温度传感器|+-----------+|+-----------+ +---------+ +--------------+ +---------+| 温度放大器 |------| PLC |-----|PID算法控制程序|-----| 组态软件 |+-----------+ +---------+ +--------------+ +---------+ PLC程序设计在PLC中搭建一个PID控制程序，输入温度信号，输出控制信号，使得锅炉温度接近于设定温度。
程序流程如下：1.初始化：变量赋初值。
2.采集温度信号：从温度传感器中获取实时温度数据。
3.PID算法计算：根据当前温度值和设定温度值，使用PID算法计算控制量。
4.控制量输出：将计算所得的控制量传送给控制对象。
5.控制命令输出：根据控制量输出对应的控制命令。
6.返回第2步，循环执行。
组态软件设计组态软件作为人机界面，需要支持实时监控温度值、设定温度、控制命令等信息，并能够进行实时调试和操作。
主要包括以下界面和功能：1.温度监控界面：显示温度曲线，并标记出设定温度和实际温度。
2.控制命令调试界面：显示当前控制命令，并提供手动控制输入接口，支持手动修改命令值。
3.故障诊断界面：显示系统故障信息，并提供故障诊断工具。
实现过程1.开始前，准备好硬件设备：PLC(Q00UCPU)、温度传感器(PT100)、转换器(AD8)、继电器模块(Y140)、人机界面(组态王)。
组态软件课程设计-锅炉温度监控系统设计
河南机电高等专科学校自动控制系《组态软件及应用》课程设计报告题目：锅炉温度监控系统设计系部: 自动控制系专业: 电气自动化技术班级: ccc姓名: XXX学号: 1XXXX指导老师: xxx成绩:二零一五年十二月二十五日目录前言 (1)第1章设计任务和目的 (2)第2章总体方案设计 (2)第3章硬件和软件 (2)3.1PC系统 (2)3.2PLC (2)3.3传感器 (2)3.4液位计、压力计 (3)3.5泵、阀 (3)3.6报警器 (3)3.7软件 (3)第4章软件锅炉组态界面设计 (3)4.1锅炉的监控界面 (3)4.2组态硬件设备和实时数据库 (4)4.3设计动画连接 (6)4.4设计报警及应答 (6)4.5PID参数整定 (8)第5章总结 (8)第6章心得体会 (8)参考文献 (9)前言随着我国工业的发展，组态软件是实现人机界面的好途径。
我国有三维力控、组态王、通用组态等。
力控监控组态软件是北京三维力控科技根据当前的自动化技术的发展趋势，总结多年的开发、实践经验和大量的用户需求而设计开发的高端产品，是三维力控全体研发工程师集体智慧的结晶，该产品主要定位于国内高端自动化市场及应用，是企业信息化的有力数据处理平台。
锅炉是机电一体化的产品，可将电能直接转化成热能，具有效率高，体积小，无污染，运行安全可靠，供热稳定，自动化程度高的优点，是理想的节能环保的供暖设备。
加上目前人们的环保意识的提高，锅炉越来越受人们的重视，在工业生产和民用生活用水中应用越来越普及。
锅炉目前主要用于供暖和提供生活用水。
主要是控制水的温度，保证恒温供水。
力控组态软件在秉承力控早期产品成熟技术的基础上，对历史数据库、人机界面、I/O驱动调度等主要核心部分进行了大幅提升与改进，重新设计了其中的核心构件，力控6.1面向NET开发技术，开发过程采用了先进软件工程方法：“测试驱动开发”，产品品质将得到充分保证。
与力控早期产品相比，力控6.1产品在数据处理性能、容错能力、界面容器、报表等方面产生了巨大飞跃。
基于PLC与组态王的模拟锅炉温度控制系统
基于PLC与组态王的模拟锅炉温度控制系统一、本文概述随着工业自动化技术的不断发展，可编程逻辑控制器（PLC）和组态软件在工业自动化领域的应用越来越广泛。
特别是，它们在模拟锅炉温度控制系统中发挥着至关重要的作用。
本文旨在探讨基于PLC 与组态王的模拟锅炉温度控制系统的设计与实现，通过详细分析系统的构成、功能和工作原理，展示这一技术在实际工业生产中的应用价值。
本文将简要介绍模拟锅炉温度控制系统的基本需求和设计目标，明确系统需要实现的功能和性能要求。
接着，将详细介绍PLC在系统中的核心作用，包括其编程逻辑、输入输出处理以及与其他设备的通信机制。
还将阐述组态王在系统中的重要性，如何通过其强大的图形化界面设计功能，实现对锅炉温度控制的实时监控和操作。
本文还将对系统的硬件和软件架构进行深入分析，包括传感器、执行器、PLC控制器、组态王软件等关键组件的选择和配置。
将探讨如何通过PLC编程和组态王界面设计，实现锅炉温度的精确控制、故障预警和远程监控等功能。
本文将总结基于PLC与组态王的模拟锅炉温度控制系统的特点和优势，展望其未来的发展趋势和应用前景。
通过本文的研究和讨论，读者将能够全面了解基于PLC与组态王的模拟锅炉温度控制系统的设计原理和实现方法，为实际工业生产中的温度控制提供有益的参考和借鉴。
二、PLC与组态王技术概述PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。
它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
PLC以其高可靠性、易于编程、灵活性强等特点，在工业自动化领域得到了广泛应用。
组态王（Kingview）是一款功能强大的工业自动化监控软件，提供了丰富的图形界面设计和数据处理功能。
它允许用户通过简单的图形化操作，快速构建出各种监控界面，实现对工业设备的实时监控和控制。
组态王在锅炉控制系统中的应用
组态王在锅炉控制系统中的应用1、引言据不完全统计，全国在用工业燃煤锅炉约48万台，占工业锅炉总容量的85%左右，每年耗原煤约4亿吨，平均运行效率比国外先进水平低15－20个百分点。
采用锅炉自动控制系统相对于更新、替代低效锅炉来提高锅炉热效率来说，具有燃烧充分、投资少见效快的特点，是燃煤锅炉节能减排的一个重要手段。
一般来说，燃煤锅炉改造后与改造前相比，节煤率约为3%~15%。
2、系统组成燃煤锅炉自动控制系统的核心思想是使煤充分燃烧，提高利用能源的效率。
系统包括两层：PLC现场控制层和上位机监控层，如图2-1所示。
现场控制采用高性价比的西门子S7-200系列PLC。
一方面监视锅炉的各项参数的变化，如蒸汽压力、炉膛温度、炉膛负压以及流量等，依据相应的控制策略和算法，通过驱动变频器和电机把锅炉控制在最佳的燃烧点运行。
另一方面，PLC通过OPC服务包向上位机提供数据服务，包括上传数据和执行相关操作。
图2-1系统总图组态王6.52是一款具有丰富功能的HMI/SCADA软件，为系统工程师提供了集成、灵活、易用的开发环境和广泛的功能，能够快速建立、测试和部署自动化应用来连接、传递和记录实时信息。
用户可以实时查看和控制工业生产过程。
组态王的主要功能：丰富的人机界面、强大的通讯能力、先进的报警和事件管理、强大的网络和冗余功能。
组态王通过OPC服务包与PLC通讯，起着重要的人机交互，监视控制的作用。
如图2-2，图2-3所示。
图2-2工艺流程图图2-3用户操作台3、OPC通讯组态王支持的硬件设备包括：可编程控制器（PLC）、智能模块、板卡、智能仪表，变频器等。
组态王软件系统与工程人员使用的具体的PLC或现场部件无关。
对于不同的硬件设施，只需为组态王配置相应的通信驱动程序即可。
工程人员可以把每一台下位机看作一种设备，不必关心具体的通讯协议，只需要在组态王的设备库中选择设备的类型，然后按照“设备配置向导”的提示来完成安装即可。
基于组态王的锅炉自动控制系统
自适应性 。
5 结论
本文提出的自补偿 PID 控制算法无需直接辨识对 象的阶和时滞 ,是一种对系统时滞补偿的控制方法 。 自校正算法在系统阶和时滞发生较大变化时 ,能保持 系统稳定 ,且有良好的动静态响应品质 。理论与仿真 都证明是一种对时滞系统有效的控制算法 ,简洁实用 , 易于工程实现 。控制思路对模糊控制同样有效 。 参考文献
one computer , and advanced control algorithms can be used. Thus a low cost and good performance boiler monitoring system is obtained.
Key words Boiler control Kingview DDE linkage
7 Narendra K S , Annaswamy A M. Stable adaptive systems. Englewood Cliffs : Prentice2Hall , 1989
8 Astr m K J , Jwittenmark B. Adaptive control. Workingham : Addison2 Wesley , 1989
于河海大学获硕士学位 ,讲师 ;从事测量与控制领域的研究 ,发表论文 5 篇。
基于组态王的锅炉自动控制系统
Kingvie w Ba sed Auto matic Boiler Control Syste m
吴 锐 季春光
(哈尔滨工业大学计算机学院 ,哈尔滨 150001)
摘 要 基于国产组态软件 ———组态王 ,利用 VB 编程和 DDE 链接 ,使显示与控制在 1 台计算机上实现 ,并能使用先进的控制算法 ,从 而得到了一个成本低 、性能好的锅炉监控系统 。
基于组态王的PLC温度控制系统设计
１ ５ ８ ・
科 技制 系统设 计
刘 斌 赵丹丹
（ 河南工业职业技 术学院智能控制工程技术研究 中心 ， 河南 南阳 ４ ７ ３ ０ ０ ０ ）
摘 要： 为 了高效可靠地控 制混合 炉加 热的温度 ， 采用成熟的 Ｐ Ｌ Ｃ控 制技 术和 电力拖动 自 动控制技术 ， 运用Ｐ Ｌ Ｃ模块化编程 、 Ｄ ／ Ａ 转换、 Ａ ／ Ｄ转换、 Ｐ Ｉ Ｄ 控制， 获得 了运 用成 熟的 Ｐ Ｌ Ｃ和电力拖动 自动控制 的温度 自动控 制 系统 ， 实时有效的控制混合 炉的温度。仿真计算 的结果证 明了方案的可行性和对环境温度变化的适应能力。 采用Ｐ Ｌ Ｃ和电力拖动 自动控 制的温度控制 系统代替 了传统的电气控制 系统 系统具有 经济 高效、 稳定、 维护方便 、 降低 电能损耗等优点。 关键词 ： 温度控制 ； 可编程控制器 ； 人机界面； 组态王
，
偏差送人 Ｐ Ｌ Ｃ控制器按 Ｐ Ｉ Ｄ算法 进行 修正 ，返 回对应工况下 的固 近年来 ， 国内外对温度控制器 的研究进行 了广泛 、 深入 的研究 ， 态继 电器导通时 间 ， 调节 电热丝 的有效 加热功率 ， 从 而实现对炉子 特别是随着计算机技术 的发展 ， 温度控制器 的研究取得 了巨大的发 的温度控制 。Ｒ （ ｓ ） 为设定温度 的拉 氏变换式 ； Ｅ （ ｓ ） 为偏 差的拉氏变换 展， 形成 了一批商品化的温度调节器 ， 如： 职能化 Ｐ Ｉ Ｄ、 模糊控制 、 自 式 ；Ｇ ｃ （ ｓ ） 为控制器的传递 函数 ； Ｇ ｏ （ ｓ ） 为广义对象 ， 即控制 阀、 对 象控 适应 控制 等 ， 其性能 、 控制效果好， 可广泛应 用于温度控制系统及企 制通道、 测量变送装置三个环节的合并 。 业相 关设备 的技术改造服务 。Ｐ Ｌ Ｃ （ 可编程控制器 ） 以其可靠性 高、 在 系统投运 之前 ， 还需要进行控制器的参数整定 。控制器参数 抗 干扰能力强 、 编程简单 、 功能强大 、 性价 比高 、 体积小 、 能耗低等显 整定方法很多 ， 归纳起来可分为 两大类 ， 即理论计算 整定法和工程 著特 点广 泛应用 于现代工业 的自动控制之 中。 目前 的工业控 制中， 整定法。理论计算整定法是在 已知被控对象 的数学模型的基础上 ， 常常选用 Ｐ Ｌ Ｃ 作 为现场的控制设备 ， 用于数据采集与处理 、 逻辑判 根据 选取 的质量指 标 ， 通过 理论计 算 （ 微 分方 程 、 根 轨迹 、 频 率 法 断、 输 出控制 ； 而上位机 则是 利用 Ｈ ＭＩ软件 来完成工业控制状态 、 等） ， 来求得最佳 的整定参数。 这类方法计算繁杂 ， 工作量又大 ， 而且 流程 和参数的显示， 实现监控 、 管理 、 分 析和存储等功能 。这种监控 由于用解析法或实验测 定法求得 的对象数学模 型都 只能近似 的反 系统充分利用 了 Ｐ Ｌ Ｃ 和计算机各 自的特点， 得到 了广泛的应用 。在 映过程的动态特性 ， 整定结果 的精度 是不高的 ， 因而未在工程上受 这种方式 的基础上设计 了一套温度控制系统 。以基 于 Ｐ Ｌ Ｃ 的下位 到广泛推广 。对于工程整定法 ， 工程技术人员无需知道对象的数学 机和完成 ＨＭ Ｉ 功能 的上位 机相结合， 构建成分布 式控制系统 ， 实现 模型 ， 无 需具备理论计算所需 的理论 知识 ， 就可 以在 控制系统 中直 了温度 自动控制。 接进行整定 ， 因而简单 、 实用 ， 在实际工程 中被广泛使用。常用的工 ２ Ｐ Ｌ Ｃ 的 选 型 与硬 件 配 置 程整定法有经验整定 法 、 临界 比例度 法 、 衰减 曲线法 、 反应 曲线 法 、 ２ ． １ Ｐ Ｌ Ｃ型 号 的 选 择 自整定 法等 。 本 温度控制系统选 择德 国西 门子 公司的 ｓ ７ — ２ ０ ０系列 的 Ｐ Ｌ Ｃ 。 ４ 系统 运 行 结果 Ｓ ７ ０ ０ Ｐ Ｌ Ｃ属于小型整体式的 Ｐ Ｌ Ｃ 。 完成了 Ｐ Ｌ Ｃ程 序设 计 和人 机界 面设 计 之 后 ， 进 入 系 统 运 行 测试 ２ ． ２热电式传感器 阶段。首先在 Ｓ Ｔ Ｅ Ｐ ７ 一 Ｍｉ ｃ ｏ／ ｒ Ｗｉ ｎ 编程软件 中将设计好的程序下载到 热 电式传感器是一种将温度变化转化为 电量变化的装置 。 在各 Ｐ Ｌ Ｃ中， 然后打开组态王 ， 切换 到运行模式 。初次上 电， 没有模 拟量 种热 电式传感器 中 ，以将温度量转换 为电势和 电阻 的方 法最为普 输入 ， 只显示 Ｐ Ｉ Ｄ值和当前温度 ， 曲线图为锅 炉温度 的实时 曲线 图。 锅炉开始升温 ， 并维持在 ５ ０摄氏度左右 。 遍。其 中最常用于测量温度 的是热 电偶和热 电阻 ， 热 电偶是将温度 启动后 ， 变化 转换 为电势变化 ， 而热 电阻是将温度变化转换为 电阻的变 化。 ５ 结 论 这两种热 电式传感器 目前在工业生产中已得到广泛应用 。 Ｐ Ｌ Ｃ （ 可编程控制器 ）以其 可靠性 高 、 抗干扰能力强 、 编程简单 、 该 系统 中需要用传感器将温度转换成 电压 ， 且炉子 的温度最高 功能强大 、 性价 比高 、 体积小 、工业上最常用 业的 自动控制之 中。Ｐ Ｉ Ｄ闭环控制是控制系统 中应 用很广泛 的一种 的温度检测元 件之一 。国际标准热电偶有 Ｓ 、 Ｂ 、 Ｅ 、 Ｋ 、 Ｒ 、 Ｊ 、 Ｔ 七种类 控制算法 ， 对大部分控制对象都有 良好 的控制效果 。组态软件组态 Ｉ 设计 中深 受用 户的喜欢而得到广 型， 在本系统中 ， 选用了 Ｋ型热电偶度 。 ． 王 因其简单易用的特点 ，在 ＨＭ 泛 的使用 。在西 门子 ｓ ７ — ２ ０ ０系列 Ｐ Ｌ Ｃ和组 态软件组 态王 的基础 ２ ． ３ Ｉ ／ Ｏ点分配及 电气连接图 ２ ． ３ ． １该温度控制 系统 中 Ｉ ／ Ｏ点分配表如表 １ 所示 。 上， 成功设计 出了温度控制 系统 ， 该系统达到了快 、 准、 稳的效果 ， 也
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锅炉温度控制系统上位机设计
1. 设计背景
锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要的动力设备。
它所产生的高压蒸汽，既可以作为风机、压缩机、大型泵类的驱动透平的动力源，又可作为蒸馏、化学反应、干燥和蒸发等过程的热源。
随着工业生产规模的不断扩大，生产设备的不断创新，作为全厂动力和热源的锅炉，办向着大容量、高参数、高效率发展。
为了确保安全，稳定生产，锅炉设备的控制系统就显得愈加重要。
随着经济的迅猛发展，自动化控制水平越来越高，用户对锅炉控制系统的工作效率要求也越来越高，为了提高锅炉的工作效率，较少对环境的污染问题，所以利用计算机与组态软件技术对锅炉生产过程进行自动控制有着重要的意义。
2.任务要求
(1) 按照题目设计监控画面及动态模拟；
(2) 在数据字典中定义需要的内存变量和I/O变量；
(3) 实现监控系统的实时、历史曲线及报警界面显示；
(4) 实现保存数据和参数报表打印功能；
(5) 实现登陆界面和帮助界面。
3. 界面功能
3.1 系统说明
本系统的目的是实现锅炉的温度控制，所以在监控界面设置了加热部分和降温部分，同时通过观察相应仪表，操作者手动的实现对锅炉温度的控制，而且在加热过程和降温过程中有信号灯可以清楚地显示系统工作在什么阶段。
此外，在监控界面加入了液位控制部分，通过对进水量和出水量的控制实现液位平衡。
实时曲线和历史曲线可以让操作者清楚地观察到锅炉内液体的液位高度和温度，从而更加准确的操作系统，达到控制要求。
实时报警界面可以随时进行提醒，防止发生意外情况。
帮助界面可以让初次登陆该系统的用户快速学会如何操作系统。
登陆界面中加入用户登陆部分，只有有相应权限的操作者也可以控制系统。
该系统还加入历史曲线打印功能和对系统相关变量的保存功能，用户可以随时查看历史记录。
3.2主监控界面
主控界面实现的是操作者观察仪表，得到锅炉内液体温度和液位的实时信息，通过调节电磁阀1、2，使得锅炉内液体液位保持在要求范围内，通过加热按钮和降温按钮对温度进行控制，使得温度在要求范围内。
这样，就实现了锅炉温度的控制。
在该界面加入菜单项，可以查看历史系统报警。
加入实时曲线、历史曲线和帮助界面按钮，可以使操作者更加快捷、准确的实现对系统的控制。
如图1所示：
图1 锅炉温度控制系统主监控界面
3.3 实时曲线界面
实时趋势曲线的功能是随着系统的运行，动态的显示出锅炉内液体的温度和液位的变化情况，让用户清楚的看出温度和液位的变化趋势，为下一步控制做出精确地决策。
如图2所示：
图2 实时趋势曲线
3.4 历史曲线界面
历史趋势曲线记录了锅炉内液体温度和液位的历史变化，用户可方便查看历史曲线的变化情况。
该界面加入了打印按钮，可方便的实现对历史曲线的打印。
如图3所示：
图3 历史趋势曲线
3.5 实时报警界面
实时报警界面会在锅炉液体温度低于10度时报警，并弹出报警界面，提醒操作者对该情况迅速做出反应，以免发生意外。
如图4所示：
图4 实时报警界面
3.6 登陆界面
登陆界面设置了用户登陆部分，可以写入密码，使得有相应权限的用户才可以进入系统进行操作。
如图5所示：
图5 登陆界面
3.7 帮助界面
帮助界面可以帮助用户更快的掌握如何控制系统，使系统工作在要求状态。
如图6所示：
图6 帮助界面
4. 数据字典设计
数据字典用来定义控制过程中用到的相关变量，在动画连接时需要将变量连接到各个部件，通过编写命令语言即可实现对相关变量的控制。
在该系统中主要的变量有锅炉液位、温度、液位开关、加热显示和降温显示等。
如图7所示：
图7 变量表
5. 软件运行演示
图8 锅炉温度控制系统运行仿真
6. 心得体会
这次课程设计让我对使用专业知识、专业技能来分析和解决实际问题有了比较全面系统的锻炼。
相信以后在使用组态软件设计能够更全面，设计出更方便的实现监控和控制的功能，同时让我在使用编程技巧的熟悉度向前迈了一大步。
在课程设计的期间，我学到了很多课本上学不到的知识，拓展了自己的视野和拓宽了自己的知识面。
参考文献
[1] 何离庆等，过程控制系统与装置[M].重庆大学出版社，2003.
[2] 曹立学，令朝霞.基于组态软件的计算机液位串级控制系统设计与研究[J].工业控制计算机，
2008.
附录1
1.启动时应用程序命令语言
\\本站点\水库液位=40;
If(\\本站点\液位开关2==1)u本站点\加热炉水位=40;
If(\\本站点\液位开关2==1)
{\\本站点\加热炉水位=u本站点\加热炉水位+5; \\本站点\水库液位=\\本站点\水库液位-5;}
If(\\本站点\液位开关3==1)
{\\本站点\加热炉水位=\\本站点\加热炉水位-5; \\本站点\水库液位=\\本站点\水库液位+5;}
\\本站点\温度=20;
If(\\本站点\加热==1)
\\本站点\温度=u本站点\温度+0;
If(\\本站点\降温==1)
\\本站点\温度=u本站点\温度-0;
2.运行时应用程序命令语言
If(\\本站点\液位开关2==0)
{\\本站点\加热炉水位=\\本站点\加热炉水位+0; \\本站点\水库液位=\\本站点\水库液位-0;}
If(\\本站点\加热==0)
\\本站点\温度=\\本站点\温度+10;
If(\\本站点\降温==0)
\\本站点\温度=\\本站点\温度-10;
If(\\本站点\加热==1)
\\本站点\温度=u本站点\温度+0;
If(\\本站点\降温==1)
\\本站点\温度=u本站点\温度-0;
If(\\本站点\液位开关3==0)
{\\本站点\加热炉水位=\\本站点\加热炉水位-0; \\本站点\水库液位=\\本站点\水库液位+0;}
If(\\本站点\液位开关2==1)
{\\本站点\加热炉水位=u本站点\加热炉水位+5; \\本站点\水库液位=\\本站点\水库液位-5;}
If(\\本站点\液位开关3==1)
{\\本站点\加热炉水位=\\本站点\加热炉水位-5; \\本站点\水库液位=\\本站点\水库液位+5;}。