plc控制恒温水箱的设计
基于PLC水箱液位控制系统毕业设计
基于PLC水箱液位控制系统毕业设计水箱液位控制系统是一种常见的自动化控制系统，通过控制水位的高低来实现水箱中水的供应与排放。
该系统常用于水处理、供水系统、工业生产等领域。
本篇毕业设计将基于可编程逻辑控制器（PLC）来设计一个水箱液位控制系统。
PLC作为控制器，能够实现对水位的监测、控制和保护。
首先，本设计将使用传感器来监测水箱的液位。
液位传感器将放置在水箱内部，在不同的液位位置测量水的高度。
传感器将通过模拟信号将液位信息传输给PLC。
PLC将读取并处理传感器的信号，得到水箱的液位信息。
其次，PLC将根据液位信息来控制水泵的运行。
当水箱的液位低于一定的阈值时，PLC将启动水泵，从水源处将水注入到水箱中。
当液位达到一定的高度时，PLC将关闭水泵，停止水的注入。
通过控制水泵的启动和停止，系统可以实现自动补水，从而保持水箱的水位在一个恰当的范围内。
此外，本系统还将具备一定的保护功能。
当水箱液位过高或过低时，PLC将触发报警装置，以便及时采取措施解决问题。
同时，系统将设置相应的安全控制，以防止水泵出现过载或短路等故障。
为了实现PLC控制系统的功能，本设计将使用PLC编程软件进行程序的编写和调试。
程序将根据液位传感器的输入信号，进行逻辑判断和控制指令的输出。
同时，本设计将与水泵、报警装置等硬件进行连接，以实现实际的控制功能。
最后，本设计将进行系统的仿真和调试。
通过模拟真实的液位变化情况，测试系统的控制性能和稳定性。
在确保系统正常运行的前提下，对系统进行各项性能指标的测试和评估。
通过该毕业设计的实施，我将能够掌握PLC水箱液位控制系统的原理和设计方法，提升自己在自动化控制领域的实践能力和工程应用能力。
同时，通过该设计的完成，也能为工业生产中的水箱液位控制问题提供一种可行的解决方案。
PLC水箱液位控制设计
PLC水箱液位控制设计水箱液位控制是工程和工业应用中的一个重要任务，受到工业生产和生活的影响。
PLC（可编程逻辑控制器）被广泛应用于自动化控制系统中。
在这里，我们将讨论PLC在水箱液位控制中的设计和应用。
一、设计要求1.自动控制水箱液位:根据需要自动控制水箱液位，以保持水箱液位在合适的范围内。
2.液位传感器:使用能够准确测量液位的传感器，例如超声波、浮子或电容传感器等。
3.控制阀门:根据液位传感器的信号，控制阀门的开关来调节进出水的流量。
4.安全保护:设置安全保护机制，如最高和最低液位报警，以防止水箱溢出或干涸。
二、系统设计1.硬件设计：选择适当的液位传感器、PLC和执行器，如电磁阀，来实现水箱液位的控制。
2.软件设计：编写PLC的控制程序，包括液位传感器读取、液位控制算法和输出控制信号给执行器的逻辑。
3.输入输出设计：将传感器连接到PLC的输入模块，并将执行器连接到PLC的输出模块。
4.安全保护设计：为了确保系统的安全性，设计液位报警机制，当液位低于最低限制或高于最高限制时，触发报警信号。
三、工作原理1.初始状态：水箱液位低于最低限制，控制系统开始工作。
2.传感器读取：PLC读取液位传感器的信号，并将其转换为数字量进行处理。
3.液位控制算法：根据传感器信号，PLC计算水箱液位的偏差，并决定相应的动作，如开启或关闭阀门。
4.输出控制信号：根据液位控制算法的结果，PLC将控制信号发送到执行器（电阀）以调节进出水量。
5.液位报警：如果液位低于最低限制或高于最高限制，PLC将触发报警信号以提醒操作员。
四、实施细节1.选择合适的液位传感器：液位传感器的选择取决于应用场景和预算。
超声波传感器具有高精度和无接触的特点，但价格较高。
浮子和电容传感器价格较低，但精度较低。
2.选择适当的PLC：根据应用要求选择适当的PLC。
考虑到通信接口、输入输出数量和处理速度等因素。
3.选择适当的执行器：根据流量要求选择适当的执行器，例如电磁阀。
PLC水箱液位控制系统毕业设计
PLC水箱液位控制系统毕业设计PLC水箱液位控制系统是一种基于可编程逻辑控制器（PLC）的自动控制系统，用于监测和调节水箱中的液位。
这个系统可以应用于各种场景，比如工业生产中的水箱液位控制、建筑物的水池液位控制等。
在本篇文章中，将详细介绍PLC水箱液位控制系统的设计和实现。
首先，我们需要对PLC水箱液位控制系统的硬件进行设计。
其中包括传感器模块、执行器模块和PLC控制器。
传感器模块用于监测水箱中的液位，可以选择合适的液位传感器，如浮球开关、超声波传感器等。
执行器模块用于控制水箱中的液位，可以选择水泵或阀门等执行器。
PLC控制器用于接收传感器模块的信号，根据预设的控制策略来控制执行器模块的工作。
同时，还需要考虑电源模块、通信模块等其他辅助模块。
接下来，我们需要对PLC水箱液位控制系统的软件进行设计。
PLC控制器通常使用Ladder Diagram（梯形图）进行编程。
在本设计中，我们可以根据液位传感器的信号来控制执行器的开关。
当液位低于一定阈值时，PLC控制器可以启动水泵或打开阀门，以增加水箱中的液位。
当液位高于一定阈值时，PLC控制器可以停止水泵或关闭阀门，以减少水箱中的液位。
同时，我们还可以增加一些安全措施，如设置最大液位和最小液位报警，当液位超出范围时，PLC控制器可以发出警报信号或采取相应的措施。
在实际应用中，我们还可以通过人机界面（HMI）来对PLC水箱液位控制系统进行监控和操作。
通过HMI，我们可以实时查看水箱中的液位，修改控制策略，记录操作日志等。
同时，我们还可以将PLC水箱液位控制系统与上位机进行通信，实现远程监控和控制。
最后，我们需要对PLC水箱液位控制系统进行实验验证。
在实验中，我们可以模拟不同的液位情况，观察PLC控制器的响应和执行器的工作情况。
通过实验，我们可以测试系统的稳定性、精度和可靠性，并对系统进行优化和改进。
总结而言，PLC水箱液位控制系统是一种自动控制系统，用于监测和调节水箱中的液位。
毕业设计(论文)-应用plc的恒温箱控制系统设计[管理资料]
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目录1 绪论 (1)2 FX2N系列PLC (3)3 FX2N-4AD模块介绍 (4)通道选择 (4)程序实例 (6)4 传感器简介 (7)热电偶传感器应用 (9)叶轮式流量传感器 (10)光电开关 (11)5 BCD译码器 (15)6 搅拌部分 (16) (16) (17)流体搅拌基本原理及参数 (18)7 冷却器简介 (18)8 程序设计 (19) (19) (20) (20) (21)恒温箱控制总梯形图 (25)恒温箱控制语句表 (32)结论 (38)致谢 (39)参考文献 (40)1 绪论可编程控制器简称PC（英文全称：Programmable Controller），它经历了可编程序矩阵控制器PMC、可编程序顺序控制器PSC、可编程序逻辑控制器PLC（英文全称：Programmable Logic Controller）和可编程序控制器PC 几个不同时期。
为与个人计算机（PC）相区别，现在仍然沿用可编程逻辑控制器这个老名字。
1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC 标准草案中对PLC做了如下定义：“PLC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及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。
”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，使用情况大致可归纳为如下几类。
开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域，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。
基于S7-1200PLC的水箱液位控制系统的设计
基于S7-1200PLC的水箱液位控制系统的设计重庆科技学院摘要水箱液位控制系统是一种用于监测、控制水箱液位的自动化设备。
它通过搭载传感器、控制器和执行机构等组件，实现对水箱液位的实时监控和自动控制。
通常，水箱液位控制系统由传感器，控制器，执行机构。
水箱液位控制系统的使用范围广泛，包括建筑物、工业生产、农业灌溉、城市给排水和环保等领域。
它具有结构简单、安装方便、实时性强等特点，该系统能够提高水资源的利用效率、减少用水浪费和防止水源的污染。
本文基于S7-1200 PLC实现水箱液位控制系统设计。
该系统由硬件和软件两部分组成，硬件包括PLC、人机界面触摸屏、传感器、执行器等；软件实现传感器数据处理、PID稳态控制、安全等功能；关键词：液位控制 PLC PID 传感器重庆科技学院本科生毕业设计 3水箱液位控制系统硬件设计1绪论在工业领域，几乎在各个行业都会或多或少的涉及到液位的检测等问题，然而液位变量具有延迟滞后性，参数不稳定，复杂多变等问题，因此，这就需要本文采取更为精确的控制器去实现液位变量的检测。
传统控制具有很多缺陷：比如精度低、速度慢、灵敏度低等。
一个稳定的液位系统，可以保证安全可靠的工业生产、高效的生产效率、充分合理的利用能源等，大大提高了工业生产的经济价值。
日益激烈的市场竞争，要求本文的控制技术必须更加先进，此前的控制技术已落伍，显然无法满足需求，这种对先进技术的需求加速了可编程逻辑控制器的问世。
引入PLC控制器后，能够使控制系统变得更集中、有效、及时。
2水箱液位控制总体方案设计2.1水箱液位控制系统实际应用特征水箱液位控制系统是一种广泛应用于水箱的自动化控制系统，常见于民用和工业领域。
实际应用中，水箱液位控制系统具有以下特征：①实时性强：系统能够实时检测水箱内的液位信息，并根据液位变化及时控制水泵的启停，保证水位稳定。
②可靠性高：系统通过各类安全措施确保水泵的正常启停，不会出现过量或不足的水位情况，避免因为水位变化带来的安全隐患。
基于PLC的热水箱恒温控制系统
基于PLC的热水箱恒温控制系统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。
在科学研究和生产实践的诸多领域中, 温度控制占有着极为重要的地位, 特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足轻重的作用。
对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。
例如冶金、机械、食品、化工等各类工业生产中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等；燃料有煤气、天然气、油、电等。
温度控制系统的工艺过程复杂多变，具有不确定性，因此对系统要求更为先进的控制技术和控制理论。
可编程控制器（PLC）可编程控制器是一种工业控制计算机，是继承计算机、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。
它具有抗干扰能力强，价格便宜，可靠性强，编程简单，易学易用等特点，在工业领域中深受工程操作人员的喜欢，因此PLC已在工业控制的各个领域中被广泛地使用。
第一章绪论1.1 引言可编程序控制器(Programmable Controller，简称PLC)是以微处理器为基础，综合了计算机技术、控制技术、通讯技术等高新技术的工业装置。
现代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系统。
在工农业生产中，常用闭环控制方式控制温度、压力、流量等连续变化的模拟量，PID控制是常见的一种控制方式。
由于其不需要求出控制系统的数学模型，算法简单、鲁棒性好、可靠性高，在使用模拟量控制器的模拟控制系统和使用计算机(包括PLC)的数字控制系统中得到了广泛的应用。
本文针对恒温水箱温控系统的要求，以PLC为温度控制系统的核心，利用PID控制算法实现水箱的恒温控制。
1.2选题的背景温度是是工业上常见的被控参数之一，特别在冶金、化工、机械制造等领域，恒温控制系统被广泛应用于热水器等一些热处理设备中。
PLC恒温水箱控制系统毕业设计
PLC恒温水箱控制系统毕业设计首先，我们将使用一种可编程逻辑控制器（PLC）来实现该系统。
PLC是一种专业设计用于自动化控制系统的计算机硬件设备。
它可以通过逻辑程序对输入信号进行处理，并根据程序中定义的逻辑规则来控制输出信号。
在本设计中，PLC将作为核心控制单元来实现恒温水箱控制。
其次，我们需要设计一个温度传感器来实时监测水箱内的温度。
温度传感器可以通过感知器的温度变化来产生相应的电信号，并将其传递给PLC进行处理。
在设计过程中，我们需要选择一个高精度、可靠性高的温度传感器，以确保控制系统的准确性和稳定性。
接下来，我们需要设计一个恒温控制回路，并将其连接到水箱中的加热器。
该控制回路可以根据PLC传递过来的温度数据，自动调整加热器的工作状态，以维持恒定的水箱温度。
在设计过程中，我们需要充分考虑水箱的体积、加热器的功率和加热时间等因素，以确保系统能够快速响应温度变化，并达到恒温的要求。
此外，为了满足实际生产的需求，我们需要在系统中设置一些安全保护措施。
例如，当水箱内温度超过设定的上限或下限时，PLC应该能够自动切断加热器的供电，以防止温度过高或过低导致的不可逆损坏。
此外，我们还可以设置报警系统，当温度超过安全范围时，发出警报以提醒操作人员及时处理。
最后，我们需要设计一个人机界面（HMI），以便操作人员能够方便地监控和控制系统的运行状态。
HMI应该提供实时的温度显示、温度设定功能以及对加热器工作状态的控制等。
另外，为了便于维护和故障排除，HMI还应提供一些系统参数的查看和修改功能。
综上所述，PLC恒温水箱控制系统是一个涉及多种技术和设备的复杂系统。
在实际的设计和实现过程中，我们需要仔细考虑系统的功能需求、硬件选型、软件编程以及安全保护等方面的问题，以确保系统能够稳定、高效地运行。
通过本篇文章的介绍，相信读者对PLC恒温水箱控制系统的设计和实现有了更深入的了解。
基于PLC的控制恒温水箱的设计
基于PLC的控制恒温水箱的设计摘要：本文基于PLC控制系统，设计并实现了具有恒温功能的水箱。
本系统主要由双控制系统、水温传感器、PID控制算法和温度信号采集模块等组成。
实验结果表明，本设计的水箱控制系统能够稳定并精确地控制水温在设定温度范围内，同时具有智能化、便捷性等优点。
关键词：恒温水箱，PLC，PID控制算法，温度采集模块一、引言恒温水箱作为现代工业生产所必须的一个设备，主要用于物体的冷却、加热或保温等操作。
随着技术的不断发展，人们逐渐意识到，采用传统的控制手段进行温度控制，存在工作量大、控制精度低、智能化程度差等问题。
因此，本文提出了一种基于PLC控制系统的恒温水箱设计，该设计可以实现温度的自动调节和控制，并具有精度高、智能化好等优点，特别适合现代化的工业生产要求。
二、系统硬件设计1. 箱体本设计的水箱主要采用钢材作为箱体，具有一定的机械强度和耐高温性能，能够经受较为严酷的工业环境。
箱体内部设置温度传感器和用于加热和冷却水的进出口。
2. 控制系统本系统主要采用经典的PID控制算法，可根据实时采集的温度信号进行迭代调节，并精确地控制水温在设定范围内。
同时采用PLC作为主控制器，对各种控制动作进行实时监控与处理，并实现数据存储和远程控制等功能。
3. 电气装置本设计中的电气控制图主要包括各种控制开关、接线端子、继电器等。
其中，继电器主要用于控制水箱内部的电热器和冷却机的开关，实现加热或冷却功能。
三、系统软件设计1. PLC程序设计本设计中的PLC程序主要负责接收温度传感器采集的温度信号，并使用PID算法进行控制处理。
具体的控制流程包括：采集温度信号、判断当前温度是否在设定范围内、根据PID算法进行温度调节、输出控制电信号给电热器或冷却机。
2. 控制界面设计本设计中制定了一套友好的控制界面，可以方便地设置水箱的温度范围、工作模式和控制参数等。
同时，该界面还具有一定的数据记录和统计功能，实现了数据的备份和远程监控的便利操作。
plc控制恒温水箱的设计
优秀设计攀枝花学院本科毕业设计（论文）设计题目： plc控制恒温水箱的设计学校：姓名：学号：指导老师：目录1 设计方案的确定 (3)1.1 各控制方案的比较 (3)1.2 PLC温控系统原理 (4)2 系统硬件设计 (6)2.1硬件分配 (6)2.3 恒温控制的PLC 控制装置示意图 (7)2.4工艺过程及控制要求说明 (7)2.5 I/O地址表 (9)2.6温度传感器 (9)2.7 PLC主机 (11)2.8 执行单元 (13)2.9 LED显示器显示方式 (13)2.10 各电器元件的选择 (13)3 系统的软件设计 (13)3.1恒温系统控制流程图 (14)3.2 恒温系统梯形图 (15)3.3 恒温控制系统程序 (25)参考文献 (28)致谢 (29)1设计方案的确定1.1 各控制方案的比较根据任务设计要求,恒温水箱的水温需要运用PID控制。
在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID 调节。
当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。
即当我们不完全了解一个系统和被控对象﹐或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。
PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。
首先， PID 应用范围广。
虽然很多工业过程是非线性或时变的，但通过对其简化可以变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统，这样 PID 就可控制了。
其次，PID 参数较易整定。
也就是PID 参数 Kp ，Ki 和 Kd 可以根据过程的动态特性及时整定。
如果过程的动态特性变化，例如可能由负载的变化引起系统动态特性变化， PID 参数就可以重新整定。
第三，PID 控制器在实践中也不断的得到改进，PID 参数自整定就是为了处理 PID 参数整定这个问题而产生的。
基于PLC的水箱温度控制系统
【摘要】本文研究的是可编程控制器在水箱恒温控制系统中的应用，水箱恒温控制装置主要用来完成对水箱中液体的液位和温度检测，并对温度参数进行调节。
系统中温度控制是一个非常重要的部分。
通过铂热电阻对温度进行测量，将测量到的温度传到PLC中。
PLC 对采集到的温度值与给定值进行比较，经过PID运算后，调节双向晶闸管在设定周期内通断时间的比例，改变加热丝中电流大小及加热时间，以完成对温度的控制要求。
本系统硬件部分主要由CPU224、EM235、双向晶闸管等组成；软件部分主要由PID 控制来完成。
关键词：PLC CPU224 EM235 双向晶闸管PID控制Abstract: In this paper, is the programmable controller in the water tank temperature control system application, water tank temperature control system is mainly used to complete the tank liquid level and temperature detection, and adjust the temperature parameters. System, temperature control is a very important part. By platinum RTD temperature measurement will be measured in the temperature reached the PLC. PLC on the collected temperature values compared with a given value, after a PID operation, the regulator Triac off the set period of time the ratio of change in heating wire in the current size and heating time to complete the right temperature control requirements.The system hardware mainly by the CPU224, EM235, bi-directional thyristor etc.; software, some of the major by the PID control to complete.Key words:PLC CPU224 EM235 Triac PID Control目录1.前言 (1)1.1恒温系统应用 (1)1.2PLC的结构 (1)1.2.1中央处理单元(CPU) (1)1.2.2存储器 (1)1.2.3电源 (2)1.3PLC的工作原理 (2)1.3.1 PLC的基本工作原理 (2)1.3.2 PLC 编程方式 (3)1.4PLC的控制系统发展趋势 (3)1.5PLC控制系统的构成设计原则及步骤 (4)1.5.1 PLC的设计原则 (4)1.5.2 PLC的设计步骤 (5)2硬件设计 (7)2.1工作过程 (7)2.2I/O地址分配 (7)2.3选择硬件 (8)2.3.1 CPU224 (8)2.3.2双向晶闸管 (9)2.3.3热电阻原理构造 (10)3 PID的介绍 (11)3.1PID的工作原理 (11)3.2PID参数整定 (12)3.3PID模块介绍 (13)3.3.1 PID回路表的格式及初始化 (13)3.3.2 PID程序 (15)4程序 (18)4.1顺序功能流程图 (18)4.2程序设计 (21)结束语 (26)谢辞 (27)参考文献 (28)1.前言1.1恒温系统应用在日常生活、工业生产和实验室中电热恒温箱的应用随处可以见到。
PLC水箱水位控制课程设计 论文
PLC水箱水位控制课程设计
1. 设计概述：
1.有传感器，3个贮水水箱，每个水箱有2个液位，S1，S3，S5（动合触
电）用于指示每个水箱的“满”；S2，S4，S6（动断触点）用于指示每个
水箱的“空”。
S1—S6通过模拟器自动检测给出信号。
3个贮水水箱放水
开关S7，S8，S9在PLC外部操作设定，通过认为的方式，按随机的顺序
将水箱放空。
只要检测到水箱“空”的信号，系统就自动的向水箱注水，直到检测到水箱“满”的信号为止。
2.电磁阀Y1，Y2，Y3分别是用于3个水箱的注水操作；电磁阀Y4，Y5，
Y6分别是用于3个水箱的放空操作。
贮水水箱系统的示意图如下。
3.水箱注水的顺序要与水箱放空的顺序相同，例如水箱放空顺序是2-1-3，
水箱注水的顺序也应当是2-1-3。
4.每次只能对1个水箱进行注水操作。
图1-1 注水水箱系统示意图
2. I/O口分配表：
2.1本次设计采用S7-300系列PLC完成控制任务，I/O口分配情况及作用如下：
输出/输入I/O口地址分配表
2.2 其他编程元件的地址分配如下：
其他编程元件的地址分配表
2.3 梯形图控制程序框图
图2-1梯形图控制程序框图3．梯形图程序。
基于PLC的水箱温度控制
输入输出点数的分配表
相关元器件的选型
PLC的外部接线原理图
系统软件设计
• 模拟量与数字量的对应关系 • 转化时应综合考虑变送器的输出、出入 量程和模拟量输入模块的量程，找出被测 物理量与A/D转换后的数据之间的关系。 • 根据系统要求，所要测量的温度量程为 0-100C,所对应的数据量为0-2000，由此可 根据公式： • 测量温度 =(100*D0/2000)C=0.05D0C • 其中，D0为PLC转换出来的数字量
•
根据对系统设计内 容的分析，确定控制 系统所需要的输入输 出点数为1/3点。选用 FX系列PLC, 输入输出 点数的分配如表2-1所 示，由于系统必须对 温度信号进行采集和 控制，还必须使用到 模拟量输入/输出模块 FX-4AD模块、晶闸管 跳功模块、温度变送 器。
该闭环系统的组成中，刮号中的部分即用FX 系列的PLC和模拟量FX-4AD模块实现；用热电偶检测 水箱温度，温度变送器将温度转换为标准量程的电流送 给模拟量输入模块，经过PLC的内部处理将模拟量转化 成可识别的数字量与设定值比较处理，在将控制信号作 用于控制调功器上，以此来控制水箱中电热管的开关情 况，实现对水箱温度的闭环控制。
• • • •
•
每台主机可连模入、模出、高速记数、定位 等特殊功能模块，不超过8个。 FX系列在日本三 菱的姬路制作所生产。三菱姬路制作所累计已生 产超过三百万台 FX系列 PLC。目前FX系列PLC 为中国内地销量最多的小型PLC。FX2n系列PLC 是该系列中功能最强、速度最快的微型PLC。有 RAM, EPROM和EEPROM FX2N系列 PLC 的特 点超高速的运算速度 0.08微秒. 比FX2的0.48微秒 快六倍.容量极大8K步(最大16K步).比FX2大四倍. 机体小型化 比FX2小50% .兼容FX2的编程设计.备 有多种不同的FX2N扩展单元及特殊模块.
恒温水箱的PLC控制系统
无锡职业技术学院
毕业实践任务书
课题名称恒温水箱的PLC控制系统
指导教师苏卫峰职称讲师
专业名称生产过程自动化
班级生产自动化20931
学生姓名惠响顺学号2040093109
课题需要完成的任务：
恒压供水的基本思路是当用水温度低时，用加热管对水进行加热，使水温达到恒定不变。
系统主要由变频器，PLC，加热装置，温度传感器四部分组成长。
温度传感器将温度的变化转变为电流或电压的变化送给FX0N-60mr模块，转换成数字量信号后送给PLC，通过PID控制，输出送给FX0N-60mr模块，转换成模拟量信号后，送给变频器，由变频器来控制加热管。
主要完成任务如下：
（1） PID控制器的程序设计
（2）三菱PLC模拟量扩展模块的程序设计
（3）变频器控制的程序设计
课题计划：
2012.2.1-2012.2.10 熟悉课题，准备资料；
2012.2.11-2012.2.20 设计硬件；
2012.2.21-2012.2.28 作图，编制程序；
2012.3.1-2012.3.14 程序调试；
2012.3.15-2012.3.31 编写毕业设计论文；
2012.4.1-2012.4.9 准备毕业答辩。
计划答辩时间：2012年4月9日~13日
控制技术学院机电系（分院、系部）
2012 年2月1日。
基于PLC水箱液位控制系统毕业设计
基于PLC水箱液位控制系统毕业设计水箱液位控制系统是现代工业控制的重要组成部分，广泛应用于工业生产和日常生活中。
本文将就基于PLC的水箱液位控制系统进行毕业设计进行介绍。
本文毕业设计的目标是设计并实现一个基于PLC的水箱液位控制系统，实现水箱的液位控制和监测。
系统包括液位传感器、PLC控制器、水泵和电磁阀等组成。
首先，设计师需要根据实际需求选择合适的液位传感器，并将其与PLC控制器进行连接。
液位传感器用于监测水箱中的液位，根据液位的变化输出相应的信号给PLC控制器。
接下来，设计师需要使用PLC编程软件编写相应的PLC控制程序。
程序的主要功能是根据液位传感器的信号，控制水泵和电磁阀的开启和关闭。
当水箱的液位低于一些设定值时，PLC控制器会开启水泵将水箱填满；当液位超过一定设定值时，PLC控制器会关闭水泵，同时开启电磁阀，将多余的水排出。
除了基本的液位控制功能外，设计师还可以在PLC控制程序中添加其他功能，如报警功能。
当水箱的液位异常高或异常低时，PLC控制器可以通过声音或灯光等方式发出警报，提醒操作人员进行处理。
在整个系统的设计和实现过程中，设计师需要考虑如何提高系统的可靠性和安全性。
例如，可以在PLC控制程序中设置容错机制，确保系统在出现异常情况时能够正常运行；同时，在选择和配置水泵和电磁阀时，要考虑其工作负荷和可靠性，以确保系统的稳定运行。
在毕业设计完成后，设计师需要对系统进行测试和调试。
首先，需要检查液位传感器的安装和连接是否正常，确保其能够准确地监测水箱的液位变化；然后，利用测试仪器对PLC控制器的输出和输入进行测试，确保其能够按照预期进行控制。
总结而言，基于PLC的水箱液位控制系统是一项非常具有实用价值的毕业设计。
通过该设计，不仅可以提高水箱的自动化程度，还可以提高水资源的利用效率，减少人工操作错误的可能性。
同时，本设计也为进一步研究和开发更先进的基于PLC的控制系统提供了宝贵的经验和借鉴。
PLC恒温水箱控制系统毕业设计
第一章绪论温度是工业控制对象主要被控参数之一，在温度控制中由于受到温度控制对象特（如惯性大、滞后大、非线性等）的影响使得控制性能难以提高有些工业过程温度控制的不好直接影响着产品的质量，因而设计一种较为理想的温度控制系统非常有价值。
1.1 课题背景自70年代以来，由于工业过程控制的需要特别是在微电子技术和计算机技术的迅猛发展以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国外温度控制系统发展迅速并在智能化、自适应、参数自整定等方面取得成果在这方面以日本、美国、德国、瑞典等国技术领先都生产出了一批商品化的、性能优异的温度控制器及仪器仪表并在各行业广泛应用。
它们主要具有如下的特点：1.适应于大惯性、大滞后等复杂温度控制系统的控制；2.能够适应于受控系统数学模型难以建立的温度控制系统的控制；3.能够适应于受控系统过程复杂、参数时变的温度控制系统的控制；4.这些温度控制系统普遍采用自适应控制、自校正控制、模糊控制、人工智能等理论及计算机技术运用先进的算法适应的范围广泛；5.温控器普遍具有参数自整定功能借助计算机软件技术温控器具有对控制对象控制参数及特性进行自动整定的功能有的还具有自学习功能它能够根据历史经验及控制对象的变化情况自动调整相关控制参数以保证控制效果的最优化；6.温度控制系统具有控制精度高、抗干扰力强、鲁棒性好的特点目前国外温度控制系统及仪表正朝着高精度、智能化、小型化等方面快速发展。
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。
目前我国在这方面总体技术水平处于20世纪80年代中后期水平成熟产品主要以"点位"控制及常规的PID控制器为主，它只能适应一般温度系统控制难于控制滞后、复杂、时变温度系统控制，而适应于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表国内技术还不十分成熟。
形成商品化并在仪表控制参数的自整定方面国外已有较多的成熟产品，但由于国外技术保密及我国开发工作的滞后还没有开发出性能可靠的自整定软件，控制参数大多靠人工经验及现场调试来确定，这些差距是我们必须努力克服的随着我国经济的发展及加入WTO我国政府及企业对此都非常重视对相关企业资源进行了重组相继建立了一些国家、企业的研发中心并通过合资、技术合作等方式组建了一批合资、合作及独资企业使我国温度等仪表工业得到迅速的发展当前由于国内、国外的温度控制系统、计算机控制等控制手段较多因此需对相关问题进行研究以确定系统合适的设计方案。
水箱加热系统PLC温度控制课程研发设计
水箱加热系统的PLC温度控制课程设计目录一、前言11. 可编程序控制器的概述2．FX2N系列PLC简介 23．特殊功能模块 24. 调功器35. 温度变送器3二、系统设计 41．系统设计要求 42．系统硬件设计 42.1．水箱温度自动调节系统：42.2．输入输出点数的分配表 52.3．相关元器件的选型 52.4．PLC的外部接线原理图 63．系统软件设计73.1．模拟量与数字量的对应关系73.2．系统流程图的设计73.3．系统梯形图83.4．系统指令表93.5．系统实时监控图10三、总结12四、附录134.1.课题介绍134.2.控制要求13第一章前言1.1 可编程序控制器的概述随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已经广泛应用在所有的工业领域。
现代社会要求制造业对市场这一需求迅速做出反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。
可编程控制器就是顺应这一需要出现的，它是以微处理器为基础的通用工业控制装置。
编程控制器不仅可以按事先编好的程序进行各种逻辑控制，还具有随意编程、自动诊断、通用性好、体积小、可靠性高的特点。
因此，可编程控制器正逐步取代着继电器－接触器控制系统。
国际电工委员会（IEC）于1982年11月和1985年1月对可编程序控制器作了如下的定义：“可编程序控制器（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，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的命令，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。
可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则而设计”。
可编程序控制器（PLC）主要由CPU模块、输出模块和编程器组成。
PLC的特殊功能模块能完成某些特殊的任务。
从使用方式PLC分为：1）整体式PLC （又称单元式或箱体式）整体式PLC是将电源、CPU、I／0部件都集中装在一个机箱内。
基于PLC的热水箱恒温控制系统设计-开题报告
毕业设计(论文) 开题报告
题目：
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姓名学号
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年月日
系统模块框图
4.预期成果
第一、开通电源，状态指示灯1亮。
第二、通过按键键入设定温度，数码显示管1显示设定温度。
第三、数码显示管2显示恒温箱内的实时温度。
第四、当数码显示管2上显示的温度低于键盘显示板1上的设定温度时，蜂鸣器报警。
加热装置加热。
水泵2开始运行，状态指示灯3亮，水泵2抽取储水箱2中的热水注入恒温箱的第二组金属管，同时储水箱3中的第二组金属管端口有水流出。
第五、当数码显示管2所显示的温度等于数码显示管1的设定温度时，蜂鸣器停止报警，加热装置停止工作，水泵2停止工作，状态指示灯3熄灭。
第六、当数码显示管2上显示的温度高于数码显示管1上的设定温度时，蜂鸣器报警，水泵1开始运行，状态指示灯2亮。
水泵1抽取储水箱1中的冷水注入恒温箱的第一组金属管，同时储水箱3中的第一组金属管端口有水流出。
第七、当数码显示管2所显示的温度等于数码显示管1的设定温度时，蜂鸣器停止报警，水泵1停止工作，状态指示灯2熄灭。
基于plc水箱温度控制系统任务书
基于plc水箱温度控制系统任务书项目名称：基于PLC水箱温度控制系统项目背景：随着现代工业的发展，温度控制对于许多工业过程的稳定运行至关重要。
特别是在水箱温度控制方面，准确的温度控制可以有效地提高生产效率，并确保产品质量。
传统的水箱温度控制方式通常依靠人工操作，存在人为误差大、控制效果不稳定等问题。
因此，采用PLC（可编程逻辑控制器）技术来实现水箱温度的自动控制具有重要的意义。
项目目标：本项目旨在设计一种基于PLC的水箱温度控制系统，实现对水箱温度的自动控制，提高生产效率和产品质量。
项目内容：1. 系统硬件设计：设计适合水箱温度控制的PLC控制器，并选择合适的传感器进行温度检测。
2. 系统软件设计：编写PLC控制程序，实现温度控制算法，包括温度检测、控制命令生成和执行等功能。
3. 系统界面设计：设计人机界面（HMI），实现温度信息的显示和操作界面的交互。
4. 系统测试和调试：对设计的系统进行全面的测试和调试，在实验室环境中验证系统的性能和稳定性。
项目计划：1. 第一周：调研水箱温度控制系统的现有技术和产品，并制定本项目的详细需求。
2. 第二周：进行系统硬件设计，包括选择适合的PLC控制器和温度传感器。
3. 第三周：进行系统软件设计，包括编写PLC控制程序和界面设计。
4. 第四周：进行系统集成和测试，验证系统的功能和性能。
5. 第五周：进行系统调试和优化，确保系统的稳定性和可靠性。
6. 第六周：编写项目总结报告并进行项目验收。
项目成果：1. 完成一个基于PLC的水箱温度控制系统原型，实现对水箱温度的自动控制。
2. 提供系统的设计文档、软件源代码和用户操作手册。
3. 编写项目总结报告，总结项目的实施过程和成果。
备注：本项目需要合理安排时间和资源，确保项目按计划顺利完成。
项目实施过程中，应注重团队协作和沟通，以提高项目的效率和质量。
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优秀设计攀枝花学院本科毕业设计（论文）设计题目： plc控制恒温水箱的设计学校：姓名：学号：指导老师：目录1 设计方案的确定 (3)1.1 各控制方案的比较 (3)1.2 PLC温控系统原理 (4)2 系统硬件设计 (6)2.1硬件分配 (6)2.3 恒温控制的PLC 控制装置示意图 (7)2.4工艺过程及控制要求说明 (7)2.5 I/O地址表 (9)2.6温度传感器 (9)2.7 PLC主机 (11)2.8 执行单元 (13)2.9 LED显示器显示方式 (13)2.10 各电器元件的选择 (13)3 系统的软件设计 (13)3.1恒温系统控制流程图 (14)3.2 恒温系统梯形图 (15)3.3 恒温控制系统程序 (25)参考文献 (28)致谢 (29)1设计方案的确定1.1 各控制方案的比较根据任务设计要求,恒温水箱的水温需要运用PID控制。
在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID 调节。
当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。
即当我们不完全了解一个系统和被控对象﹐或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。
PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。
首先， PID 应用范围广。
虽然很多工业过程是非线性或时变的，但通过对其简化可以变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统，这样 PID 就可控制了。
其次，PID 参数较易整定。
也就是PID 参数 Kp ，Ki 和 Kd 可以根据过程的动态特性及时整定。
如果过程的动态特性变化，例如可能由负载的变化引起系统动态特性变化， PID 参数就可以重新整定。
第三，PID 控制器在实践中也不断的得到改进，PID 参数自整定就是为了处理 PID 参数整定这个问题而产生的。
许多自身整定参数的PID控制器经常工作在自动整定模式而不是连续的自身整定模式。
自动整定通常是指根据开环状态确定的简单过程模型自动计算 PID 参数。
1.1.1 纯模拟电路控制传统的温度控制较多地使用纯模拟电路并采用继电器一接触器或者双向晶闸管进行模拟部分驱动制冷器件。
纯模拟电路温度控制有很多不足之处，比如:模拟电路复杂、控制精度不高、控制参数的调整要依靠经验数据，很难做到动态调节、系统操作复杂，不利于远程控制、实时控制以及数据的实时采集等等。
本文在分析了温度控制的特点后，建立在PID 参数自整定方法的温度控制方法，具有控制精度高、控制温度范围大、制冷响应速度快等特点。
1.1.2 PLC 控制PLC 控制系统有以下 一些特点：1.可靠性高。
它采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的半导体电路完成。
2.应用灵活。
PLC 已实现产品的系统化，标准化的积木硬件结构和单元化的软件设计，使它不仅可以适应规模不同，功能繁复的控制要求，而且可以适应各种工艺流程变更较多的场合。
3.功能强，通用性好。
PLC 产品已经形成系列化，单元化，并配合品种齐全的控制单元供用户选择，还可以组成满足各种要求的控制系统。
4.编程简单。
采用梯形图编程方式。
它与传统的继电器接触控制线路图有许多相似，操作容易。
5.PLC 具有体积小，能耗低，质量少。
1.1.3 单片机控制单片机常用的是C ，汇编与Basic 。
就算是C ，也有许多不同的开发工具(如ICCAVR ，CodeVersion,IAR,GCC..)，彼此不兼容。
这种百花齐放的局面，它让我们的交流变得更加困难。
综上所述,结合各个控制方案的特点,所以选择用PLC 来进行控制。
1.2 PLC 温控系统原理由感温元件热电偶检测温度，通过温度变送器把温度传送给3ON FX A ，A/D 转换过程中，温度变为模拟电压输入给PLC 。
PLC 为控制装置主机，通过PID 运算，调整模拟量大小，完成温度控制任务。
控制中将模拟量变为脉冲数字输出，用数字显示，温度的控制由程序设定，用PLC的PID控制功能调节。
为了防止干扰，在PLC输人、输出模块前、后加装了隔离变压器，同时加设了上限及故障报警装置。
图1 PLC控制的温控系统工作原理框图2系统硬件设计2.1硬件分配PLC控制的恒温箱温控系统硬件包括：1.温度传感器 2.放大器部分3. A/D 转换部分。
4.FX0N-60MR。
5.执行单元。
6.LED显示器2.2I/O电器接口图转换电路交流220码译码转换器加热器图2 I/O电器接口图2.3恒温控制的PLC 控制装置示意图图所示为水温恒温控制装置的结构示意图，它包括控制恒温水箱、冷却风扇电动机、搅拌电动机、储水箱、加热装置、温度检测装置、温度显示、功率显示、流量显示、阀门以及有关状态显示等。
温度2显示温度1显示温度2显示示图3 控制装置示意图2.4工艺过程及控制要求说明本系统是一个恒温控制系统，要求设定的温度在某一个数值。
加热采用电加热，功率为1.5KW，温度设定范围在20~80摄氏度之间。
恒温水箱内有一个加热装置、一个搅拌电动机、两个液位检测开关、两个温度传感器。
液位检测开关为开关量传感器，检测水位的高低，反映无水或水溢出状态。
两个温度传感器分别为测量水箱入口处的水温和水箱中的水的温度。
储水箱中，也装有一个温度传感器。
恒温水箱中的水可以通过一个电磁阀或手动开关阀将水放到储水箱中。
储水箱中的水可以通过一个电磁阀引入到恒温水箱中。
水由一个水泵提供动力，使水在系统中循环。
水的流速由流量计测量。
恒温水箱中的水温，入水口的水温，储水箱中的水温度、流速及加热功率均有LED显示。
两个电磁阀的通断，搅拌和冷却开关均有指示灯显示。
控制系统的控制过程：当设定温度后，启动泵向恒温水箱中供水，水上升到液位后，启动搅拌电动机，测量水箱水温并与设定值比较；若温度差小于5o C，。
要采用PID调节加热。
当水温高于设定值5~10O C时，要进冷水。
当水温在设定值0~5o C范围内，仍然采用PID调节加热。
当水温高于设定值10o C以上时，采用进水与风机冷却同时进行的方法实现降温控制。
此外对温度、流量、加热的电功率要进行实测并显示。
若进水时无流量或加热、冷却时水温度无变化时应报警。
2.5 I/O地址表表1 I/O地址2.6温度传感器2.6.1 热电偶本文采用J型热电偶。
热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。
热电偶温度计是由三部分组成：1.热电偶（感温元件）；2.连接热电偶和测量测量仪表的导线（对应型号的补偿导线及铜线）；3.测量仪表；其优点是：①测量精度高。
因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。
②测量范围广。
常用的热电偶从-50~ 1600℃均可边续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269℃（如金铁镍铬），最高可达 2800℃（如钨-铼）。
③构造简单，使用方便。
热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。
热电偶测温基本原理：将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路。
当导体AB的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。
热电偶就是利用这一效应来工作的。
为了保证热电偶可靠、稳定地工作，对它的结构要求如下：①组成热电偶的两个热电极的焊接必须牢固；②两个热电极彼此之间应很好地绝缘，以防短路；③补偿导线与热电偶自由端的连接要方便可靠；④保护套管应能保证热电极与有害介质充分隔离。
2.6.2温度采集电阻炉温度控制系统的模拟量主要为温度。
温度的检测有很多种方法，常用的有热电阻法、热电偶法等等。
它们的原理都基本相似，主要是将温度信号转换为电压或电流信号，如果转换的信号大小在模拟量转换模块输入范围内，.IJ以通过精密放大器将信号进行处理。
但通常温度转换的数字J默认的比例关系大小相衬时，则需要对偏移量和增益量进行假设，所谓偏移量指的是数字量为当时对应的温度值。
增益量指的是数字量为1000时对应温度值t7。
例如我们测温范围为OCPC,采用Pt100作为热敏电阻，在输入PLC前将电阻的变化转换为电压信号，温度在0 -800C范围内对应的电压为18V,与电压成线性关系，例如我们以选用的数字量范围为0- 2000，若数字量为1时，对应的电压为1V，则偏移量为1 V;数字量为2000时，对应的电压为8V，则数字量为1000时，对应的电压为4. 5V。
2.6.3 A/D转换部分FXON-60MR型PLC采集模拟量，需要扩展模块，采用FXON-3A模拟量输入模块。
该模块提供包括8位精度分辨率, 2通道电压输入或电流输入,电压输入和电流输入可以自已选择。
如果输入为电压接一个端子;如果输入为电流，则需要接个端子。
当电压超过正常范围时,电流超过正常范围32mA时，会对这个模块造成损坏。
当存在过多的电气干扰时，以将连接FG的外壳地端和模块的接地端相连接 PLC基本单元， FX0N-3A之间的数据通信是由FROM /TO指令来执行的。
FROM 是从FX0N- 3A中读数据的指令，而TO是将数据写入FX0N- 3A的指令。
实际上读写的操作都是对FXON-3AD的缓冲寄存器BFM进行的操作。
该缓冲区由32个16b 的寄存器组成。
其中包括通道是否开通，电压输入还是电流输入的选择等。
2.7 PLC主机PLC的硬件主要由中央处理器（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口电源等部分组成。
其中，CPU是PLC的核心，输入单元与输出单元是连接现场输入/输出设备与CPU之间的接口电路，通信接口用于与编程器、上位计算机等外设连接。
对于整体式PLC，所有部件都装在同一机壳内；对于模块式PLC，各部件独立封装成模块，各模块通过总线连接，安装在机架或导轨上。
无论是哪种结构类型的PLC，都可根据用户需要进行配置与组合。
PLC的软件由系统程序和用户程序组成。
系统程序由PLC制造厂商设计编写的，并存入PLC的系统存储器中，用户不能直接读写与更改。
系统程序一般包括系统诊断程序、输入处理程序、编译程序、信息传送程序、监控程序等。
PLC的用户程序是用户利用PLC的编程语言，根据控制要求编制的程序。
在PLC的应用中，最重要的是用PLC的编程语言来编写用户程序，以实现控制目的。
由于PLC是专门为工业控制而开发的装置，其主要使用者是广大电气技术人员，为了满足他们的传统习惯和掌握能力，PLC的主要编程语言采用比计算机语言相对简单、易懂、形象的专用语言。
PLC编程语言是多种多样的，对于不同生产厂家、不同系列的PLC产品采用的编程语言的表达方式也不相同，但基本上可归纳两种类型：一是采用字符表达方式的编程语言，如语句表等；二是采用图形符号表达方式编程语言，如梯形图等。