基于PLC的恒温控制

南昌工程学院

课程设计（论文）

电气与电子工程系自动化专业课程设计（论文）题目基于PLC的恒温控制

学生姓名赖知渊

专业自动化

学号 2006100511

指导教师马永力

完成日期2009年6月21日

南昌工程学院

课程设计（论文）任务书

I、课程设计(论文)题目：

基于PLC的恒温控制

II、课程设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：

1.根据要求设定水箱的恒温控制，启动水泵向恒温水箱进水，当水位上升到预定液位后℃，

启动搅拌电机

2.测量水箱水温并与设定值60℃比较，若温度小于5℃，要采用PID调节加热。水温高于5℃，采用进水与风扇冷却同时进行降温控制

3.对温度、流量、加热的电功率进行实测并显示；若进水时无流量或加热冷却时水温无变化时应报警。

III、课程设计(论文)工作内容及完成时间：

6.8---6.10硬件设计

6.11---6.14软件设计

6.15---6.19系统调试

6.21撰写报告及答辩

Ⅳ主要参考资料：

1.许谬，王淑英电气控制与PLC控制技术机械工业出版社2006

2.方承远，张振国工厂电气控制技术机械工业出版社2007

3. 江秀汉可编程序控制器原理与应用西安电子科技大学出版社

电气与电子工程系自动化专业类班

学生：赖知渊

日期：自2009年06月8日至2009年06月21日指导教师：马永力

助理指导教师(并指出所负责的部分)：

教研室主任：

附注:任务书应该附在已完成的课程设计说明书首页。

目录

第一章绪论 (1)

1．1引言 (1)

1．2 PLC在温度控制方面的应用 (1)

第二章课题分析 (2)

2.1确定系统功能与性能 (2)

2.2系统硬件电路分析 (2)

2.3系统软件分析 (3)

第三章硬件设计 (3)

3.1 PLC外围电路的概述 (3)

3.2 恒温水箱系统 (4)

3.3系统显示电路 (4)

3.4系统PID控制的实现 (5)

第四章软件设计 (6)

4.1软件设计要求 (6)

4.2系统资源分配 (6)

输出口的分配情况 (6)

4.3程序设计流程图 (7)

第五章设计心得 (10)

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 PLC在温度控制方面的应用

这几年PLC的嵌入式系统发展很快，随着超大规模集成电路技术的的进一步发展，PLC的体积越来越小、功能越来越强、性价比越来越高。PLC在温度控制的应用越来越广泛，采用PLC做主控单元，无触点控制，可实现对温度的采集和控制的要求。现在P LC控温技术广泛应用于步进控制、工业现场控制、机器人、工业集散控制、楼宇自动化技术等诸多领域。该技术的应用使得温控产品朝着小型化、智能化方向发展，既提高了产品的功能和质量，又降低了成本，简化了设计，减少了资源的浪费。

PLC的温控技术在嵌入式系统的开发到一定阶段以后，可应用于工业现场总线（FC S）控制。现在PLC采用复合编程编程，功能更加强大了。鉴于PLC温控技术在工业现场的广泛应用，该技术可构成FCS的现场总线控制台，再通过现场总线向控制台传送控

制信息。作为现场总线控制的智能化控制模块，PLC温控技术在工业现场的温度采集和实现温度控制的实时性方面在经济性上有着其他技术无可比拟的优点。

第二章课题分析

2.1确定系统功能与性能

此PLC恒温控制系统要实现水箱的恒温控制，通过PLC的模拟输入模块对水箱的温度变送器、水位变送器、功率变送器、流量变送器的模拟量进行处理。然后通过PLC 的模拟输出模块和PID控制模块对水箱的温度进行控制，以实现对水箱的恒温控制。同时，六位LED显示器直接跟踪显示被控对象的温度值、进水阀的流量、水箱的加热功率，PPLC控制的LED显示准确度高，显示清晰，稳定可靠。根据课题要求：在PLC 程序中设定水箱的恒温值，在启动PLC控制后启动水泵向恒温水箱进水，当水位上升到预定液位后启动搅拌电机，测量水箱水温并与设定值60℃比较，若温度小于5℃，要采用PID调节加热。水温高于5℃，采用进水与风扇冷却同时进行降温控制，若进水时无流量或加热冷却时水温无变化时应报警。

要实现设计要求，对于PLC的选型至关重要。鉴于系统要实现的功能，需要有优良的PID控制器、模拟量输入/输出及要有足够的辅助输出元件，所以选择三菱公司的FX 2N-80MR-001型PLC。系统的报警装置利用PLC输出继电器直接驱动报警器装置进行报警。

2.2系统硬件电路分析

系统硬件电路主要包括，报警电路、加热电路、PLC外围设备接线。通过PLC的程序控制端口的输出电平，达到控制相关外围电路的目的。加热电路控制中要用到光电隔离技术。光电隔离电路的作用是在电隔离的情况下,以光为煤介传送信号,对输入和输出电路可以进行隔离.因而能有效地抑制系统噪声，消除接地回路的干扰，有响应速度较快、寿命长、体积小耐冲击等好处，使其在强-弱电接口，特别是在微机系统的前向和