温度自动控制系统的设计与实现

温度自动控制系统的设计与实现

温度的控制伴随着人类社会发展的始终，从原始社会钻木取火开始，人类对

生物质燃烧的发现就是通过温度改变自身生产生活方式的显著案例。在原始社会中，通过人类对燃烧的掌握，初步形成了区别于其他生物的熟食饮食结构，对现

代人的身体构造、思维构造产生了不可估量的显著影响。在农业社会当中，人类

进一步发展生产生活方式，通过温度的不断调节，精美的陶器、瓷器已经其他手

工业器皿，给人类社会生产生活和文明建设做出了突出贡献。

温度在工业运行当中有诸多方面应用，比如说通过对不同温度的控制实现石

油不同的蒸馏分离，从而形成了我们正在使用的汽油、柴油、天然气等等制成品。再比如通过对温度的不同控制，烧制成型不同的陶瓷器皿，增加生活美感。通过

对温度的把控落实，催生了耐火材料、耐高温材料等等一系列产业的发展进步。

特别是近年来中央提出生态文明建设的总体目标，到2035年实现“碳达峰”，2050年实现“碳中和”，对能量的把控更为精准的基础，就是对温度的控制更加

精准。通过此类研究能够更加合理的运用资源能源，实现可持续的永续发展，也

为“绿水青山就是金山银山”的生态文明理念不谋而合。

由于我国从建国以来，特别是改革开放以来，工业机械使用更新长期处于停

滞状态，并且由于市场化的运作，导致目前市面上仍在运行的温度自动控制系统

存在很多问题，对比问题及产生的原因，我们主要列明以下几个观点思路。一是

正在运行的温度控制系统年代久远，与先进设备不匹配，导致温度检测与生产运

行不同步，就像木桶原理一样，温度控制决定着核心零部件的精细化程度的提升，从而为产业升级带来不力影响。二是由于长期的市场化运作，很多温度控制器由

小作坊、小加工企业生产运行，出厂时即不符合相应的条件，给后续运行的稳定

性和精准性大打折扣。三是由于温度控制器长期不受重视，在研发领域，各个大学、科研院所和企业的投入不足，导致国产化温度控制系统长期无更新，从而为

产业转型全局带来不力影响。

但从需求角度来看，温度自动控制随着工业生产工艺的精进，人民生产生活条件的日趋完善，给设备生产制造提出了更加精准精细的要求，比如智能化生产流水线的投产运行，再比如智能冰箱、智能洗衣机等白色家电的投入运营，更加需要精准的温度控制，并且配合多项计算机新技术，实现模糊技术下的精准控制成为发展必须。

本项目的研究落实以PLC的锅炉温度控制系统为例，将电气化锅炉作为控制对象，将温度作为检测自变量，载体是锅炉出水口的温度示数，控制参数为加热炉的电阻丝，PLC为被研究对象的自动控制器，并且采用自动编程的相关语言流程，实现锅炉温度的自动控制，从而探究温度自动控制系统的设计整体原理和工艺实现流程，暂不考虑工业生产的美观和便携性、实用性以及可操作性等因素。

PLC技术在温度监控系统上的应用主要是基于整体的逻辑架构，从而实现温度参数、线路设计、数学模型建立等等一系列的设计落实。西门子工资的产品主要包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400等。西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性高。我们此次采用这种小规模的检测能力，通过实现图形符号和电信号的来回转换，从而达到相应的目的和效果。通过对亚控公司“组态王”的研究分析，实现电流信号输入控制可控，或者是触发板通过改变电阻的大小来调节输出的功率大小。

基于研究的模式和总体目标，我们从该项目的系统设计入手，介绍该项目的PLC控制系统的设计基本步骤、硬件配置、外部电路及硬件的相关设计和控制器的参数设定等等进行集中研究。本章为整篇文章的核心章节。

1.更加充分的发挥好PLC的功能，以PLC功能为核心最大程度的满足被控对象的各类控制需求，从而提高变量精准度和控制硬件设计的精准度。

2.为便于工业化需求下的产品生产需要，在满足各类功能的前提下，更加注重系统的简单性、易操作性和经济实用性。

3.必须保障系统的安全性，将保障操作者和相关者的人身安全作为设计的第一前提。

4.为便于更加系统的操作和运用，在选择相关组件的型号和容量时，应适当

的留有相应余量，确保能够更加有利于系统的调整和补充。应留有充足的扩展槽，便于以后更加合理的进行程序扩展。

5.设计应更加注重环保原则，更加注重与生态文明建设理念相融合，从而更

好的增加生态文明建设的良好成效。

运用根据PLC的应用系统时，最先是实行宽泛的PLC应用系统的底层功能设计，即依据被控对象的作用和技术要求，明确系统一定可以做的任务和由此必须

的要求。之后是实行PLC应用系统的功效分析，即经过解析系统功能，指出PLC

控制系统的框架结构，控制信号的类别、数目，系统的规模、布局。PLC控制系

统设计可以按以下步骤进行：

1．了解被控对象。拟定控制方案剖析被控对象的设计过程及职责特点，通

过对被控对象间不同的配合协调，实现被控对象对PLC控制系统的控制明确的要求，从而通过被控对象的研究，实现相应的逻辑自洽，为后续研究奠定坚实基础。

2．明确I／O设置。依据系统的控制要求，明确需要的借口型号，尽可能减

少借口型号混乱造成的影响，从而更加明确相关的点数和程序。

3．采取PLC。选用时关键包含PLC型号、容量、I／O模块、电池。

4．调配PLC的I／O地址。根据生产设备现场的需要，明确控制按键，采用

开关、接触器、电磁阀、信号指示灯等各种输入输出设备的型号规格数量；根据

情况确定好相应的厂家，从而明确好想要选择的有关事项。

5．因为程序与硬件设计可同步进行，是以，PLC统制系统的设计周期可极大

缩小，而关于变压器系统务必先安排出全盘的电气控制线路后才实行施工设计。

6．联机安装测试通过联系软硬件确保系统有序运作。

PLC控制系统的设计主要分为硬件设计和软件设计两个部分，硬件设计主要

分为线路的连接，线路端口的选取等等，为软件设计的其他程序打下坚实基础。