基于PC机的炉温集中监控系统设计
基于PLC的加热炉温控制系统设计
毕业设计（论文）题目：基于PLC的加热炉温控制系统设计学院：电子信息学院专业班级：06自动化（2）指导教师：康涛职称：讲师学生姓名：雷颖倩学号：40604010225摘要在现代工业生产过程中，一些温度等作为被控参数的过程，往往其容量滞后较大，控制要求又较高，若采用单回路控制系统，其控制质量无法满足生产要求。
本文针对锅炉的结构特点以及船机控制能够有效的改善过程的动态特性、提高工作频率、减小等效过程时间常数和加快响应速度等，提出了锅炉温度串级控制的解决方案。
本系统以电加热锅炉为被控对象，以锅炉出口水温为主被控参数，以炉膛内水温为福被控参数，以加热炉电阻丝电压为控制参数，以PLC为控制器，构成锅炉温度控制系统；完成了系统的硬件设计和PLC程序设计。
经过调试，PLC程序实现了数据采集、A/D转换、PID运算和D/A转换等，达到了设计要求。
关键词：锅炉，温度，串级控制，PLC，PIDABSTRACTIn modern industrial production,some course's capacity often lags behind relatively largely,control also expect relatively much regarding temperature,etc,if adopt the controlsystem of single circuit,its quality of control is unable to meet the production requirement.Because the bunches of control can improve the dynamic characteristic of the course effectively,improve operating frequency,reducing the time constant of the equivalent course and accelerating the response speed,etc.This text have proposed one bunch of solutions of control of boiler temperature.This system leaves target of accusing of on boiler with electricity,export water temperature.With boiler for accuse of parameter mainly,regard the burner hearth water temperature as one pair of parameters of accusing of,regard voltage of resistance wire of the heating furnace as the control parameter,regard PLC as the controller, form one bunch of control systems of boiler temperature;Finish the designing of systematic hardware and the program with PLC.Through debugging,PLC procedure has realized the data gathering,A/D changing,PID operation and D/A changing,etc,has reached the designing requirement.KEYWORDS：boiler，temperature，bunches of control,plc,pid前言随着我国国民经济的快速发展，锅炉的使用范围越来越广泛。
基于Windows平台的炉温采集和实时监控系统
四 、 用 单 片 机 子 系 统 实 现 高 精 度 定 时 使
Ｖ Ｂ应 用 程 序按 设 定 采 样时 间 进行 采 样 ， 据 采 样 根 值 进行 Ｆｕｚ － Ｉ ｚｙＰ Ｎ计 算 ， 算 出 的控制 量 为 固态 继 电器 计
的占 空 比 。温 控 系统 中 的控 制 精 度 要 求 占空 比为 １ ％ 时对 应 固态 继 电 器 接 通 １毫 秒 ， 基 于 Ｗｉｄ ｗ 而 ｎ ｏ ｓ系 统 的 ｖＢ显 然 不 能 满 足 定 时 要 求 ， 此 ， 系 坑 中加 入 因 在 ＭＣ Ｓ 单 片 机 子 系统 。通 过 Ｐ －１ Ｂ卡输 出端 口把 Ｓ１ ＣＬ ７ １ 计 算 出 的 固奋 继 电 器 的 占空 比送 至单 片 机 子 系 统 ， 由 单 片机 子 系 统进 行 高精 度定 时 ， 制 固态继 电器 。 控
Ｅ Ｐ Ｔ 语句 Ｅ Ｐ Ｒ Ｓ表示 其后 面 的函 数可 以被 应用 程 Ｘ ＯＲ Ｓ ＸＯ Ｔ 序 调 用 ； ｘ ｉｔ ｘ 。 ｓ ａ ｏｈ ｒ Ｅ ￣ ｄ 口 ｎ ｇ ｅ ｅ ｃ ｅ ｒ ｄｅ ； 以被 应用 程 序调 用 的读 写硬 件板 卡 的 Ｄ Ｌ函数 ｅ ｔ 可 ａ ｍ Ｌ 再编 写 ｗ ｄｌ ｐ ｋ ｌ ｃｐ文 件 ， ｋ ｌ ｃ ｐ Ｄ Ｌ主要 的源 代 码 ｗ ｄ ｐ 是 Ｌ ｌ 文 件 ， 包含 了 ｃ 枷 ｐ 的定 义 。在 ｗ ｄｌ ｐ 它 、 脚 类 ｋ ｌ ｃ ｐ文件 末 尾 加 人 的 代码 是 自定 义函数 ｒ Ｉ ｍ（ 的 定义 ￣ ｔ ） ｅ ＝ｉ ｕ ｅ ｓ ｌ 、 ｎ ｄ （＊ Ｊ ｈ ｄ ｄｂ ＃ｉ ｔ ｅ ｓ ｉ ｈ ｎ ｕ （ｔ ｏ ） ｃｄ ｄ
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基 于 Ｗ ｉｄ ｗｓ平 台 的 炉 采 集 和 实 时 监 控 系 统 ｎｏ 温
基于PLC的锅炉温度控制系统毕业设计
目录1 绪论 (1)1.1课题背景及研究目的和意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3项目研究内容 (2)2 PLC和组态软件基础 (3)2.1可编程控制器基础 (3)2.2组态软件的基础 (5)3 PLC控制系统的硬件设计 (7)3.1PLC控制系统设计的基本原则和步骤 (7)3.3系统整体设计方案和电气连接图 (9)3.4PLC控制器的设计 (10)4 PLC控制系统的软件设计 (13)4.1PLC程序设计的方法 (13)4.2编程软件STEP7--M ICRO/WIN概述 (13)4.3程序设计 (15)5组态画面的设计 (25)5.1组态变量的建立及设备连接 (25)5.2创建组态画面 (28)6系统测试 (32)6.1启动组态王 (32)6.2实时曲线观察 (32)6.3分析历史趋势曲线 (33)6.4查看数据报表 (35)6.5系统稳定性测试 (36)总结 (38)致谢 (39)参考文献 (40)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。
PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。
本文介绍了以锅炉为被控对象，以锅炉出口水温为主被控参数，以炉膛内水温为副被控参数，以加热炉电阻丝电压为控制参数，以PLC为控制器，构成锅炉温度串级控制系统；采用PID算法，运用PLC梯形图编程语言进行编程，实现锅炉温度的自动控制。
电热锅炉的应用领域相当广泛，在相当多的领域里，电热锅炉的性能优劣决定了产品的质量好坏。
目前电热锅炉的控制系统大都采用以微处理器为核心的计算机控制技术，既提高设备的自动化程度又提高设备的控制精度。
基于西门子PLC的温控炉监控系统的设计
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１ ． ２ 软件 程 序设 计
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如图 １ 所示 。
诸 多 干扰 ” 。对这 类 设 备进 行 有 效地 实 时 监 控对 提 高 生产 效 率 、
节省能源 、 减轻人力都具有十分重要的意义。
１ 温 控 炉 监控 系统 的设 计
温 控 炉 的温 度 由 Ｐ Ｔ １ ０ ０温度 传感 器 采 集 ， 经 温 度 变 送 器 后
Ｓ Ｔ Ｅ Ｐ ７平 台 下 完 成 了硬 件 组 态 、 程序编写 ， 运 用 组 态 王 软 件 绘 制 了上 位 机 监 控 界 面 ， 实现 了对 温控 炉 温 度 进 行 实 时监 控 的
目的 。 实验 测 试 袁 明 ： 该 监 控 系统 运 行 稳 定 、 可靠， 能 够 实现 在 ± １ ℃ 之 间 自动 调 节 ， 对 实际 应 用 具有 一定 的 推 广 价 值 。
关键词 ： 温控 炉 ， Ｐ Ｌ Ｃ， 温度 ， 监控
Ａｂ ＝ｒ ａ ￣： ｌ ｎ ｏｒ ｄｅｒ ｔ ｏ ｉ ｍｐｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｅ ｆｅ ｃ ｔ ｏｆ ｔ ｅ ｍ ｐｅ ｒ ａ ｔ ｕｒ ｅ ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏｌ ｆ ｕｒ ｎａ ｃ ｅ ｔ ｅｍ ｐ ｅｒ ａｔ ｕ ｒ ｅ ｃ ｏｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ａｌ —ｔ ｉ ｍｅ ｍ ｏ ｎ ｉ ｔ ｏｒ ｉ ｎ ｇ．
１ ． １硬 件 电路 设 计 硬 件 电路 由温 控 炉 、 电 源 变换 模 块 、中 间 继 电 器 、 Ｓ ７ — ３ ０ ０
基于PLC的智能炉温网络控制系统设计
基于PLC的智能炉温网络控制系统设计环形炉温控制系统的良好设计，将直接关系到炉的燃烧质量和燃料的节约，以及减少对污染气体的排放。
近几年，由于智能化的炉温控制系统越来越成熟，对以后的工业发展显得越来越重要，也是社会的发展趋势。
标签：PLC；智能控制系统；炉温；设计引言燃炉主要运用于冶金、采矿等众多工业领域，智能炉温控制系统通过PLC 的智能调节系统，能够很好地实时监测和调整炉温，使炉内的燃料尽量达到完全燃烧，减少对燃料的浪费，降低对空气的污染。
基于PLC智能控制系统的设计和应用，将在很大程度上减少了人力的投入，也保证了燃炉的安全性和高效性。
1 系统结构设计该系统的主要结构由PLC以及MCF5272构成，系统的运行部件由电动部件和切向调节阀构成，并且微处理器会自动把数据处理后传输给PLC。
而PLC会通过模糊的智能控制系统把数据处理好后输出给系统，制动调节水位的装置会根据智能控制系统反馈的信息，把水位调节到与闸门相平衡的位置。
这样始终保持锅炉中的水位与水蒸气蒸发掉的水位保持平衡，达到自动控制的目的。
1.1 搭建硬件平台给燃炉搭建一个合适的平台，通过预先输入实测的温度值，经过预设系统进行计算。
不断调整系统的参数，使实测值与计算值相符，以达到对水位的及时调整，保证蒸汽量的持续输出。
将数据处理器处理后的数据传输到PLC，这样PLC 就可以不用再对数据进行处理，直接对接受的信号做出相应的反应。
PLC智能控制系统，既保证了运行的安全性又大大地减少了人力，对以后的锅炉发展有大大的好处。
下面，通过一张图纸，更清晰地了解搭建平台的具体布置。
1.2 实现系统软件的控制在平台上通过软件的方式对锅炉进行实时控制，防止锅炉出现危险，并且当锅炉出现危险时，系统通过报警器自动发出警报，这时还可以通过人为的方式进行手动控制，来应对不可逆转的过程。
而在正常情况下，还是主要采取智能控制的方式为主，人为控制的方式为辅。
1.3 应用WISMO2C通信控制模块系统中装入SIM卡，不仅可以方便地输入和输出數据，还可以实时地进行一些漏洞的修补，以便系统能够更好地运行。
基于PLC的锅炉供暖监控系统设计
4、监控界面设计技术
4、监控界面设计技术
在上位机监控界面方面，我们采用了组态软件来设计监控界面。组态软件是 一种广泛使用的工业自动化监控软件开发工具，它支持多种图形元素和控件，可 以方便地实现实时数据展示、报警提示、历史数据查询等功能。我们根据锅炉的 实际运行情况，设计了相应的监控界面，并编写了相关的脚本代码，以实现对锅 炉运行数据的实时展示和报警提示等功能。
2、控制技术
2、控制技术
在控制方面，我们采用了PID（比例-积分-微分）控制算法来实现对锅炉的燃 烧和给水控制。PID控制是一种经典的连续控制系统，它通过比较设定值与实际 值之间的误差来计算控制量，实现对被控对象的精确控制。我们根据锅炉的实际 情况，对PID控制算法进行了相应的调整和优化，以实现对锅炉的燃烧和给水系 统的有效控制。
二、关键技术
1、数据采集技术
1、数据采集技术
在数据采集方面，我们采用了高精度传感器和PLC模拟量输入模块，实现了对 锅炉运行参数的实时监测。传感器包括温度传感器、压力传感器和水位传感器等， 它们将采集到的信号通过变送器转换为标准的电信号，再通过PLC模拟量输入模 块输入到PLC中进行数据处理。
一、系统需求与设计
一、系统需求与设计
锅炉供暖系统的主要任务是维持锅炉中水的温度在设定的范围内，同时也要 确保供暖设备的正常运行。因此，系统的需求主要包括：
一、系统需求与设计
1、实时监测锅炉的水温、压力等参数； 2、通过调节锅炉的燃烧器输出，控制水温； 3、保障供暖设备的稳定运行；
一、系统需求与设计
三、应用效果
3、提高了管理效率。通过远程监控锅炉的运行状态，可以在上位机上实现锅 炉的集中管理和监控，从而提高了管理效率。
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综合设计 任务书2 《锅炉温度计算机监督控制系统设计》
设计题目：锅炉温度计算机监督控制系统设计
1.设计任务：
为保证生产质量，按工艺要求化工厂的锅炉需保持一定温度，不同的化工过程，其需要保持的温度也不一样。
本设计的任务是，设计一套计算机监督控制系统，可以按需要控制锅炉，控制指令由下位机直接发出，上位机即可以读取下位机数据和系统工作状态，又可以向下位机发出控制指令，改变控制参数。
2.设计要求：
（1）下位机即DDC计算机为宇光AI808P智能调节仪，上位机为PC机，运行MCGS组态软件；执行器为三相可控硅控制的电加热器，系统设备可参照自动化技术实验室有关设备。
（2）工艺过程不断消耗热量，为保持温度平衡，需要启动电加热器加热，系统工作时，温度的正常波动范围为目标值±5℃；
（3）温度目标值可以在40-65℃之间设定。
（4）控制参数可由智能仪表内给定，也可由上位机给定。
（5）由于化学反应速度不同，热量交换速度也不相同，系统须有适当的参数调整以保证完成上述技术指标。
（6）设计报告书需参照《徐州工程学院毕业论文（设计）》模板规定的格式撰写。
要求内容翔实连贯，数据准确可靠，突出技术细节。
3. 设计计划安排：
4.参考资料
[1] AIV7.0人工智能工业调节器使用说明书
[2] MCGS组态软件教程
[3] 过程控制与自动化仪表实验指导书
[4]《过程控制与自动化仪表》教材
[5]《自动控制原理》教材
[6] 自行查找的资料。
炉温控制系统设计
过程控制系统课程设计作者姓名：作者学号：指导教师：学院名称:专业名称：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（本课程设计中的电烤箱即为电阻炉）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"软件设计电烤箱的炉温控制系统，使炉内温度基本保持在80℃不变，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设计基于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80℃。
关键词:电烤箱,单回路控制系统，PID控制，“组态王”软件，Pt100热电阻，CD901智能控制仪表，交流固态继电器摘要 (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。
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游 娜 ，梁春平 ，段数军 Ｙ ａ Ｌ ＯＵＮ 。 Ｉ ｕ ．ｉｇ Ｄ ＡＮＳ ｕｊｎ ＡＮＧ Ｃｈ ｎｐｎ ， Ｕ ｈ － ｕ
（ 宝鸡石 油机械有限责任公司 ，宝鸡 ７ １ ０ ） ２ ２ ０
摘
要；随着计算机技术的普及 ，Ｐ Ｃ、Ｐ Ｌ Ｃ，Ｄ Ｐ Ｓ 等微处理器控制在热处理设备控制中广泛应 用。 这些 智能设 备使 热处 理更稳 定 ，更安全 、效 率更 高。为 了节 约挖 潜 ，降低成 本 ，基于 Ｗｉｄ ｗｓ 台 ，采 用兼 容机 和数 据采 集卡 的配 置 ，通过 Ｌ ｂ ｎ ｏ ｓ Ｖ开 发监 控软 件 ， ｎｏ 平 ａ Ｗｌ ｗ Ｃ ｌ ｄ
Ｉ
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基 于Ｐ 机 的炉温 集中监控 系统设计 Ｃ
Ｔｈｅ ｄｅｓ ｇｎｉ ｇ ｎ ｅｇｒ ｔ ｅｍ ｐｅｒ ｕｒ ｏｎｉｏｒｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｔ ｏｌｉ ｉ ｎ ｏｆｉ ｔ ａ ｅｄ ｔ ａｔ ｅ ｍ ｔ ｉ ｒ ｌｎｇ ｙｓ ｅｍ ｓ ｔ ｆ ｏｒｈｅａｔｔ ｅａ ｍ ｅｎｔｆ ｎ ｒ ｔ ｕｒ ａｃｅ ｓｅｄ ｏｎ ＰＣ ｓ ｂａ
保 证 金 属材 料 的性 能 有 着极 为 重பைடு நூலகம்要 的 意义 。我 公
司热 处 理 分 厂 的部 分 设 备 比 较 陈 Ｉ ，尤 其 是 温 度 Ｅ ｌ 控 制 设 备 部 分 采用 继 电器 控 制 箱 。 由于 热 处 理 设
１ ）对 继 电 器 控 制 的 加 热 保 温 炉 能 实 现 自动
下 目的 ：
备 必 不 可 少 ，完 成 对 金 属材 料 的 正 火 、 回 火 、淬 火 、调 质 和 渗 碳 等 热 处 理 ，改 善 金 属 材 料 的机 械 性 能 。金 属 材料 热 处理 后 的机械 性 能 与加 热 速 度 、
保 温 时 间 等 密切 相关 ，保 证 热 处 理 的工 艺 参 数 对
关键词 ： 热处理炉 ；Ｐ ；数据采集卡Ｄ Ｌ Ｃ Ｌ ；可控 硅 中图分 类号 ：Ｔ ９ Ｐ３ ９ 文献标识码 ：Ｂ
Ｄ ｉ１ ．９ ９ Ｊｉｓ ．０ ９ ０ ４ ２ １ ．（ ） １ ｏ： ３ ６ ／ ． ｎ １ ０ － １ ．０ １９ 下 ．４ ０ ｓ ３
文章编号 ：１ ０ — １４ ２ １ ） （ －０ ４ — ３ ９ ０ （ ０ ９ 下） ０３ ０ ０ ３ １
０ 引言
作 为 大 型机 械 装 备 生 产 企 业 ，各种 热 处 理 设
制 的 热 处理 设 备 ，但 这 些 智 能 热 处 理 设 备 均 采 用 单 机 独 立控 制 。所 有设 备 分散 在 几个 热 处理 车 间 ， 不 能 完 成 集 中监 控 ，统 一 管理 。 同时 车 间还 有 部 分 继 电 器 控 制 箱 的 加 热 保 温 炉 ， 虽然 基 本 能 满 足 简 单 热 处 理 工 艺 ，但 是很 难保 证 热 处理 质量 ，而 且 监 控 麻 烦 。 为 此 ，通 过 技 术 升 级 改造 拟 达 到 以
控 操 作 ，劳 动 强 度 大 ，费 时 费 力 ；而 且 仪 表 精 度
低 ，保 证 设 定 温 度 困难 ，从 而 影 响 处 理 零 部 件 的 热 处理 效 果 。
随 着计 算机技 术 的普及 ，高 精度 的炉 温控 制 系
统 均 用 于各 种 热 处理 设 备 ，采用 Ｐ Ｃ、Ｐ 以及 基 Ｌ Ｃ 于单 片机 、ＤＳ Ｐ等微 处理器 控 制的热 处理 设备 已广
泛 应用于 机械 制造 行业 。这 些智 能热 处理设 备 能 自 动 按 照预 先 设 定 的工 艺参 数 控制 某一 热处 理 过 程 ，
提高 热处 理稳 定度 和生 产效 率 ，降低 能耗 。 目前公 司 使用 的设 备 尚不 能 完全满 足 生产需 求 ，为 了节约 挖 潜 ，降 低 成 本 ，提 高 热 处 理 设 备 的 自动 控 制 性 能 ，拟在 目前 的设 备基础 上进 行升 级 改造 。
数 据 交 换 通 过 数 据 采 集 卡 来 完 成 ，数 据 采 集 卡 技
术十 分成 熟 ，被 广泛 应用 ｕ 】 制 系统 的架构 如 图 。控
１所示 。
工业计算机 （ Ｃ 主要用来 集中监控 ，提供 Ｉ ） Ｐ
人 机界面和控制程序 的运行 ，用于车间办公 室室 内监控时 ，可采用普通兼容机代替。 多 功 能 采 集 卡 至 少 具 备 模 拟 量 的输 入 和 数 字
１ 改造要求
目前 热 处理 车 间有 部分 基 于 Ｐ Ｃ和微 处 理器 控
收稿 日用：２ １－ ６ ３ ０ １ ０ －２
对现有 热 处理设 备 的控制 系统 进行 改造 ，提 高炉 温测 量的精 度和 完成 热处 理设备 的集 中监 控 。该 方案 实 现 容易 ，界 面友 好 ，功 能完 善 ，成 本 低 廉 ，实 现 升级 改造 后 加热 炉 集 中监 控 ，能大大降 低劳动 强度 ，提 高生产 效率 。
控制 ；
备 分 布 在 各 个 车 间 ，热 处 理 时 需 要 人 工 实 时 监 控
仪 表 进 行 温 度 调 节 ，每 台 设 备 需 要 配 一 名 工 人 监
２ 对所有的热处理设备要实现集中统一监控。 ）
２ 系统结构及硬件组成
根 据 设 备 情 况 及 要 求 ，选 用 工 业 计 算 机 作 为 控 制 系统 的 上 位 机 ， 目前具 备 自动控 制 功 能 的设 备 作 为 下 位 机 通 过 其 自身具 备 的 ２ ２接 口完 成 与 ３ 上 位 机 的 通 讯 与 数 据 交 换 ；对 于 继 电器 控 制 柜 的 加 热 保 温 箱 需 要 采 集 温 度 信 号 ，温 度信 号 为 模 拟 信 号 ， 同时又 根 据 温度 和 加热 保 温 时 间控 制炉 温 ， 需 要 输 出信 号 ，传 感 器 和执 行 器 同计 算 机 之 间 的