基于PLC和MCGS的炉窑温度控制系统
基于PLC的窑温控制设计
PLC课程设计—基于PLC的窑温控制设计学号： 2011094039班级：姓名：指导老师：目录绪论第一章系统设计任务分析 .................................................................................... - 1 -1.1 任务描述 ................................................................................................................... - 1 -1.2 控制要求 ................................................................................................................... - 1 -1.3 炉窑内的温度控制 ................................................................................................. - 2 -1.4 设计任务分析 .......................................................................................................... - 2 -第二章系统设计的方案...................................................................................................... - 2 -2.1 概述 ............................................................................................................................ - 2 -2.2 系统组成总体结构 ................................................................................................. - 3 -第三章系统硬件设计 .......................................................................................................... - 4 -3.1 选取PLC的类型及容量........................................................................................ - 4 -3.2 温度传感器的选择 .................................................................................................. - 6 -3.3 控制开关及电动机的选择..................................................................................... - 7 -第四章I/O地址的分配..................................................................................................... - 7 -4.1 I/O地址的简介.......................................................................................................... - 7 -4.2 系统各元件对应的I/O地址................................................................................. - 7 -第五章软件系统的设计 ................................................................................................... - 8 -5.3 梯形图程序............................................................................................... - 13 -第六章课程设计总结 ........................................................................................ - 18 -参考文献 ................................................................................................................ - 18 -绪论工业生产中，温度控制系统是比较常见的，是典型的过程控制系统。
《基于PLC的环形炉温度控制系统设计与应用》范文
《基于PLC的环形炉温度控制系统设计与应用》篇一一、引言随着工业自动化技术的不断发展，温度控制系统的设计与应用在工业生产中显得尤为重要。
环形炉作为许多工业生产过程中的关键设备，其温度控制系统的稳定性和精确性直接影响到产品的质量和生产效率。
因此，基于PLC的环形炉温度控制系统应运而生，本文将介绍其设计思路和应用效果。
二、系统设计1. 系统构成基于PLC的环形炉温度控制系统主要由PLC控制器、温度传感器、执行机构、人机界面等部分组成。
其中，PLC控制器作为系统的核心，负责接收温度传感器的信号，根据设定的控制算法输出控制信号，驱动执行机构进行温度调节。
2. PLC控制器设计PLC控制器是整个系统的“大脑”，其设计应考虑到系统的实时性、稳定性和可扩展性。
首先，应选择合适的PLC型号，根据环形炉的规模和工艺要求，确定I/O点的数量和类型。
其次，编写控制程序，实现温度的实时监测、报警、自动调节等功能。
此外，还应考虑到系统的故障诊断和保护功能，确保系统的稳定运行。
3. 温度传感器和执行机构的选择温度传感器是测量环形炉温度的关键部件，应选择具有高精度、高稳定性的传感器。
执行机构则是根据PLC控制器的指令进行温度调节的部件，常见的有电动调节阀、电动执行器等。
在选择时，应考虑到其响应速度、调节精度和可靠性等因素。
4. 人机界面设计人机界面是操作人员与系统进行交互的界面，应设计得简洁、直观、易操作。
通过人机界面，操作人员可以实时监测环形炉的温度、设定温度目标值、查看报警信息等。
此外，还应具备历史数据查询、报表生成等功能，方便操作人员进行生产管理和数据分析。
三、系统应用基于PLC的环形炉温度控制系统在实际应用中取得了显著的效果。
首先，该系统具有较高的控制精度和稳定性，能够实时监测环形炉的温度，并根据设定的控制算法自动调节执行机构，使温度保持在设定范围内。
其次，该系统具有丰富的功能，如温度报警、历史数据查询、报表生成等，方便操作人员进行生产管理和数据分析。
3909_基于Plc加热炉温度控制系统设计
基于PLC加热炉温度控制系统设计【摘 要】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。
加热炉的温度控制系统具有较大的容量滞后，采用单回路控制往往会出现较大的动态偏差，很难达到好的控制效果，为提高系统对负荷变化较大或其他扰动比较剧烈时的控制质量，采用基于PLC的加热炉温度控制系统来提高加热炉的燃烧效率。
可编程序控制器（PLC）是一种新型的通用的自动控制装置，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，是功能加强、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点。
PLC的应用领域已经拓宽到了各个领域，PLC的发展历程在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。
在传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。
PLC最基本最广泛的用于开关量的逻辑控制，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。
如注塑机，印刷机，订书机，组合抢答器，磨床，包装等。
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，使用广泛。
本设计将以PLC为核心设计了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案，在保留了原始加热炉温度控制系统的基本功能的同时又增加了一系列的实用功能并简化其电路结构，其将以控制方便，灵活，只要改变输入PLC的控制程序，就能够实现对加热炉温度的控制。
【关键词】加热炉温度控制系统可编程控制器燃烧效率System design of heating furnace temperaturecontrol based on PLC【Abstract】:Pneumatic manipulator is a automated devices thatcan mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.This article is mainly of the PLC manipulator the overall design, and pneumatic design. This mechanism of manipulator includes cylinders and claws and connectors parts, it can move according to the due track on the movement of grabbing, carrying and unloading. The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop, by controlling and regulating pressure, flow and direction of the compressed air to make it get the necessary strength, speed and changed the direction of movement in the prescribed procedure work.It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic .The principle, technical pare-maters, transmiting system and main parts structure of mincing ma-chine were introduced.The PLC was analysed.Keywords Mincing machine Holds plate Cutting blade Transfer auger【Keywords】：pneumatic manipulator PLC pneumatic loop Four degrees of freedom.目录第一章、绪论 (5)1.1 本课题的发展概况 (6)1.2 加热炉温控系统的实现过程概述 (6)1.3 本课题研究的内容和意义 (7)1.4 PLC简介 (7)1.4.1 PLC的定义 (9)1.4.2 PLC的基础知识 (11)1.4.3 PLC的用途 (12)1.5 PLC的组成 (13)1.5.1中央处理单元 (13)1.5.2存储器 (15)1.5.3输入输出单元 (15)1.5.4通讯接口 (16)1.5.5智能接口模块 (16)1.5.6编程装置 (16)1.5.7电源 (16)第二章、加热炉温度控制系统总体方案与PID算法的设计 (17)2.1 总体方案的设计 (17)2.1.1硬件模块的设计 (17)2.1.2软件模块的设计 (17)2.2 PID控制算法的介绍 (17)2.2.1 PID控制算法的设计 (17)2.2.2 PID控制器参数的整定 (17)第三章、加热炉温度控制系统的PLC设计 (17)3.1 输入输出点分配 (18)3.2 PLC的选择 (19)3.3 加热炉温度控制系统PLC控制系统接线图 (20)3.4 加热炉温度控制系统主程序流程图的确定 (20)3.5 加热炉温度控制系统温度控制系统图的确定 (20)第四章、加热炉温度控制系统PLC控制程序 (21)4.1西门子S7-200的介绍 (22)4.2加热炉温度控制系统西门子S7-200程序的实现 (24)结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)第一章绪论1.1 本课题的发展概况温度控制系统在工业生产中获得了广泛的应用，在工农业生产、国防、科研以及日常生活等领域占有重要的地位。
基于PLC的加热炉温度控制系统设计
题目:基于PLC的加热炉温度控制系统设计原始依据(包括设计（论文）的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等)：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。
加热炉的温度控制系统具有较大的容量滞后，采用单回路控制往往会出现较大的动态偏差，很难达到好的控制效果，为提高系统对负荷变化较大或其他扰动比较剧烈时的控制质量，采用基于PLC的双闭环温度控制系统来提高加热炉的燃烧效率。
通过本毕业设计培养学生综合运用所学的基础理论、基础知识、基本技能进行分析和解决实际问题的能力，使学生受到PLC系统开发的综合训练，达到能够进行PLC系统设计和实施的目的。
主要内容和要求（包括设计（研究）内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求）：如图1所示的加热炉，它是由温度内胆、夹套、加热器、温度检测变送器组成。
图1加热炉温度系统加热器采用传统的价格较低的电阻板加热，水系统是加速加热炉温度恒定。
通过检测内胆和夹套的温度来控制电阻板两端的电压变化，使炉温达到设定值。
为提高系统对负荷变化较大或其他扰动比较剧烈时的控制质量，采用串级控制方案，主、副控制器采用PID控制算法，手动整定或自整定PID参数，实时计算控制量，控制加热装置，使加热炉温度为80℃左右，并能实时显示当前温度值。
毕业论文中需有与本课题有关的国内外的研究现状，系统总体方案设计，硬件的工程设计与实现， PLC控制程序设计（I/O地址分配，程序流程图），总结。
日程安排：2010.12 -2011.4. 8 认真收集有关资料，完成开题报告2011.4.9-2011.4.20提出总体方案并进行论证2011.4.20-2011.5.10论文主体设计2011.5.11-2011.5.20论文撰写，完成初稿2011.5.21-2011.5.28程序调试和修改论文2011.5.29-2011.6. 7 编写设计说明书，准备答辩提纲，进行答辩主要参考文献和书目：[1] 楼顺天、姚若玉、沈俊霞，MA TLAB7.x程序设计语言，西安电子科技大学出版社，2008[2] 黄友锐、曲立国，PID控制器参数整定与实现，科学出版社，2010[4] 卢京潮，自动化控制原理，西北工业大学出版社，2009[5] 周美兰、周封、王岳宇，PLC电气控制与组态设计，科学出版社，2009[6 ] 李科，温控系统的智能PID控制算法研究，[硕士论文]，中华科技大学，2006[7] 吴长胜，基于PLC控制的加热炉温度控制系统设计，[学士论文]，贵州师范大学，2006[8] 李世斌、李宏伟，PLC在锅炉控制中的应用、自动化技术与应用，2003年第22卷第1期[9] 欧祖鸿，基于Wincc和S7-200的温度测控系统，[学士论文]，重庆科技学院，2010[10] 廖常初，PLC 编程及应用，机械工业出版社，2005[11] 顾占松、陈铁年，可编程控制器原理与应用，北京国防工业出版社，1996[12] 王伟、张晶逃、柴天佑，PID参数先进整定方法综述，自动化学报，2000,5（26）347~355[13] 胡学林，可编程控制器教程，电子工业出版社，2005[14] 张扬、蔡春伟、孙明健，S7-200PLC原理与应用系统技术，机械工业出版社，2007[15] Jurgen Muiler、张怀勇，西门子自动化系统实战，人民邮电出版社，2007指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日本科毕业设计（论文）开题报告（综述）题目：基于PLC的加热炉温度控制系统设计本课题来源及研究现状：随着现代工业的逐步发展，在工业生产中，温度、压力、流量和液位是四种最常见的过程变量。
基于PLC电阻炉温度控制系统设计
基于PLC电阻炉温度控制系统设计1.引言电阻炉是一种常见的热处理设备，用于加热金属或其他材料至一定温度。
为了确保加热过程的准确性和安全性，需要使用温度控制系统对电阻炉进行控制。
本文将基于PLC来设计一个电阻炉温度控制系统。
2.设计方案2.1系统架构该系统的基本架构由以下几个部分组成：传感器模块、控制模块、执行模块和人机界面。
传感器模块用于监测电阻炉内部的温度，并将温度信号传输给控制模块。
控制模块采用PLC作为核心控制器，负责接收传感器信号并根据设定的温度值进行控制。
执行模块根据PLC的指令，控制电阻炉的加热功率以调节温度。
人机界面用于设置设定温度和显示当前温度，以及监控系统状态。
2.2硬件设计传感器模块使用高精度的温度传感器（如热电偶或热电阻），将温度信号转换为模拟电信号，并通过模拟输入模块将信号输入到PLC。
控制模块采用PLC作为核心控制器。
PLC具有较高的可编程性和稳定性，能满足温度控制系统的要求。
PLC通过模拟输入模块接收传感器信号，并通过数字输出模块控制执行模块。
执行模块由电源模块和电阻器组成。
电源模块为电阻炉提供电力源，电阻器根据PLC的输出信号来调节电阻炉的加热功率，以控制温度。
人机界面采用触摸屏或上位机软件，用于设置设定温度、显示当前温度、监控系统状态和报警信息等。
2.3软件设计软件部分主要包括程序设计和界面设计。
程序设计方面，主要采用Ladder Diagram（梯形图）来编写控制程序。
程序需要包括接收传感器信号、判断温度与设定温度的差值、根据差值控制输出信号等功能。
界面设计方面，可以使用相应的编程软件进行设计。
界面需要包括设定温度的输入框、当前温度的显示框、报警信息的提示框等。
3.系统功能该系统具有以下功能：-温度控制：根据设定温度自动调节电阻炉加热功率，使温度保持在设定范围内。
-报警功能：当温度超出设定范围时，系统会发出声音或显示警报，提醒操作员。
-数据记录：系统可以记录温度变化的曲线，并将数据存储到数据库中，以便用户查询和分析。
《基于PLC控制的加热炉温度串级控制系统设计开题报告2000字》
4．主要研究内容，关键问题的解决思路
本设计以PLC及MCGS组态软件为依托，来实现该系统的取样及分析。不仅克服了以前加热炉温度控制系统复杂、控制不连续的问题，而且实现了以计算机为辅助工具，对该系统进行精确的定量分析，并可通过远程监控来实现原系统不好操作的弱点。本设计利用了PLC的特点，对按钮、开关等输入/输出量进行控制，实现了系统在PLC控制作用下的自动化。以加热炉为被控对象，以加热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，构成加热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，实现加热炉温度的自动控制。
[4]宋乐鹏.基于PLC控制的加热炉温度控制系统[J]，可编程控制器与工厂自动化，2007(05):78-128，
[5]唐凤姣.基于PLC控制的加热炉温度控制系统研究[J]，中国高新技术企业，2013(33):59-348，
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基于plc电阻炉温度控制系统
基于PLC电阻炉温度控制系统简介基于PLC的电阻炉温度控制系统是一种自动化控制系统，用于对电阻炉的温度进行精确控制。
该系统利用PLC（可编程逻辑控制器）作为控制核心，通过传感器实时采集电阻炉的温度数据，并根据设定的控制策略调整电阻炉的工作状态，以保持温度在目标范围内。
系统组成基于PLC的电阻炉温度控制系统主要由以下组件组成：1.电阻炉：作为温度控制的对象，通过加热元件对物体进行加热，同时配备温度传感器用于实时监测温度。
2.PLC：作为控制核心，负责采集传感器数据、执行控制策略，并向电阻炉发送控制信号。
3.温度传感器：用于实时监测电阻炉的温度变化，将温度数据传输给PLC。
4.控制面板：提供用户界面，用户可以通过控制面板设定温度参数，监测实时温度变化，并进行控制策略的调整。
5.人机界面：用于与系统进行交互，包括触摸屏、键盘、指示灯等。
工作原理基于PLC的电阻炉温度控制系统的工作原理如下：1.传感器实时采集电阻炉的温度数据，并将数据传输给PLC。
2.PLC根据设定的控制策略对温度数据进行处理，判断温度是否在目标范围内。
3.如果温度超出目标范围，PLC会根据控制策略调整电阻炉的工作状态，以使温度回到目标范围内。
4.控制面板提供用户界面，用户可以通过控制面板设定温度参数，改变控制策略。
5.人机界面用于与系统进行交互，用户可以通过触摸屏、键盘等方式设定温度参数、监测实时温度变化，并进行控制策略的调整。
优势和应用基于PLC的电阻炉温度控制系统具有以下优势：1.精确控制：通过PLC的高精度数据处理和控制算法，能够实现对电阻炉温度的精确控制，提高生产效率和产品质量。
2.自动化：系统能够实现自动控制和自动调节，减少人工干预，提高生产效率。
3.可编程性：PLC具有可编程性，可以根据不同的需求进行程序设计，以适应不同的生产过程和温度控制要求。
基于PLC的电阻炉温度控制系统广泛应用于各个行业，包括冶金、化工、电子等领域。
基于PLC电热炉温度控制系统设计
基于PLC电热炉温度控制系统设计摘要：本文采用PLC控制系统对电热炉温度进行自动控制，实现了对炉内温度的精准控制。
通过对温度传感器、控制器及执行机构的设计与配置，确保了系统的稳定性和可靠性。
实验结果表明，该控制系统精度高、可靠性好，可以满足实际生产中的需求。
关键词：PLC控制系统，电热炉，温度控制，自动化，稳定性Abstract:This paper uses PLC control system to automatically controlthe temperature of electric furnace, realizing precisecontrol of temperature in the furnace. By designing and configuring temperature sensors, controllers and actuators,the stability and reliability of the system are ensured. Experimental results show that the control system has high precision and reliability, and can meet the requirements of actual production.Keywords: PLC control system, electric furnace, temperature control, automation, stability1.绪论电热炉是一种重要的热处理设备，其主要应用于金属材料的加热、熔炼及热处理等领域。
在生产实践中，电热炉的温度控制是保证热处理质量的关键。
传统的电热炉温度控制方法存在精度低、易受环境干扰等缺点，严重影响了工艺效率和生产质量。
因此，采用现代化智能化的控制方法对电热炉进行控制，成为了当前一个十分热门的研究方向。
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0.引言 随着社会经济的飞速发展，砌块生产业得到了飞速发展。传统的 砌块是在自然环境中生产出来的，加工周期长，成功率不高。现在各个 建材生产厂商对恒温养护炉根据工艺控制要求也有所提高，需要对养 护炉窑内的温度进行严格的控制。一般的炉窑温度控制系统控制核心 为单片机，这类控制系统虽然具有成本低、体积小、程序简短等优点，但 只适合小型控制系统，对于较大型控制系统，不但成本大大增加，而且 可靠性较差，对要求较高的系统难以实现。PLC 具有功能强、可靠性 高、使用灵活方便、易于编程及适应工业环境的优点，是一种通用的自 动控制装置，结合当今发展较快、应用越来越广的模糊控制技术，可实 现较大型控制系统，且功能完善，效果好。故本文介绍一种基于 MCGS 的以 PLC 为控制核心、以模糊控制理论为依据的智能炉窑控制系统。 1.系统介绍 炉窑温度控制系统的示意图如图 1 所示。
科技信息
基于 PLC 和 MCGS 的炉窑温度控制系统
浙江晋巨化工有限公司机动部 胡爱玉 浙江开关厂有限公司质量工艺服务处 李建军
［摘 要］本文介绍了一种基于 MCGS 的以 PLC 为控制核心的炉窑温度控制系统的方案，经调试后进行测试，结果显示，此控制系统 提高了炉窑温度的控制精度，降低了工人的劳动强度和运行成本，完善了控制和管理功能。 ［关键词］MCGS 温度控制 PLC
（上ห้องสมุดไป่ตู้第 231 页） 4.结束语 本文介绍了利用 MCGS 组态软件、以 PLC 为控制核心的炉窑温度
控制系统的设计方案，并给出了软、硬件设计。经调试后进行测试，结 果显示，此控制系统提高了炉窑温度的控制精度，降低了工人的劳动强 度和运行成本，完善了控制和管理功能。
参考文献
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［1］曹辉，马栋萍.组态软件技术及应用.北京：电子工业出版社， 2009
图 1 炉窑温度控制系统示意图 系统总的控制过程是：总启动按钮按下以后，整个系统允许运行。 按下总停止按钮，整个系统停止运行。每个窑都可以自行控制。按下 各窑的启动按钮后，各窑开始运行，按下其停止按钮，各窑停止运行，按 下急停按钮，禁止各窑的输出控制。 每个窑的具体流程控制要求：启动电动机，供风循环热气流；开启 进气阀门，供热气控温；经过一定时间(设恒温 10h)，关闭进气阀门；打开 排气阀门，排气；按下停止按钮，关风机，关排气阀，连锁要求只要有一 个窑排气，总排气阀要打开，只有总进气阀打开，才能启动各窑进气阀。 2.系统硬件构成 根据上述系统介绍，分析得系统有 8 个开关量输入，6 个模拟量的 输入，8 个开关量的输出。采用西门子公司的 S7-200 系列的 CPU224 作 为控制器，它有 14 个输入点 10 个输出点，能满足开关控制的输入要 求。选择模拟量扩展模块 EM231 作为模拟量输入模块，它有 4 路模拟 量输入的能力，能满足系统的输入的要求。具体的部分 I/O 地址分配见 表 1。 3.系统软件构成 3.1 上位机软件
（3）已形成国际标准的现场总线 与其它现场总线比较而言,CAN 总线是具有通信速率高、容易实现 且性价比高等诸多特点的一种已形成国际标准的现场总线。这些也是 目前 CAN 总线应用于众多领域,具有强劲的市场竞争力的重要原因。 （4）最有前途的现场总线之一 CAN 即控制器局域网络,属于工业现场总线的范畴。与一般的通 信总线相比,CAN 总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活 性。由于其良好的性能及独特的设计,CAN 总线越来越受到人们的重 视。 3.传输接口 在图 1 中，KJ151-J 传输接口主要实现 CAN-232 双向传输信号转 换。RS232 即串行通讯方式，串行通讯方式具有使用线路少，成本低等 特点，特别是在远程传输时可以避免多线路特性的不一致而被广泛采 用。在传输接口与 PC 机之间采用 RS232 串行通讯。 4.通信分站 CAN 作为 RFID 传感网络的总线，实现井上传输接口到井下通信分 站以及通信分站与通信分站之间的信息双向传输。针对煤矿的巷道分 布复杂，以及基于成本方面的考虑，在井下通信分站与集成天线通信则 选择性价比比较高的 485 方式组成 2 级分支，RS485 最大无中继传输距 离可达 1200 米。因此通信分站具有与传输接口 CAN 双向通信并具有 CAN 中继功能，还应具有与集成天线 485 双向通信和 15V 供电电源的 功能等。它能将集成天线接收到的各识别卡信息，收集并向上传输。 5.集成天线 集成天线主体是一个 RS485 模块和射频接收天线，能与分站进行 双向通讯，并具有接收、发送无线编码信号的功能，能与射频识别卡进 行双向无线通讯。 6.结语 CAN 总线应用范围的日趋广泛，能够适应越来越复杂的环境，特别 是一些强干扰、远距离、地理分布不均、工作环境恶劣的应用场合。本 文重点讲述了 CAN 总线在井下人员定位系统中的通信网络设计方案。
参考文献 ［1］饶运涛，邹维军，王进宏等.现场总线 CAN 原理与应用技术 ［M］.北京：北京航空航天大学出版社，2007 ［2］杜尚丰，曹晓钟，徐津.CAN 总线测控技术及其应用［M］.北京： 电子工业出版社，2006 ［3］阳宪惠.现场总线技术及其应用.北京：清华大学出版社，1999 ［4］廉保旺，李勇，张怡.CAN 总线系统设计与实现.无线电工程， 2001.1 ［5］邬宽明.AN 总线原理和应用系统设计.1996 ［6］冯军.一种新型总线系统 CAN.
1 号养护窑停止按纽
I0.2
1 号养护窑急停按纽
I0.3
2 号养护窑启动按纽
I0.4 输入继电器
I0.5
2 号养护窑停止按纽 2 号养护窑急停按纽
I0.6
总启动按纽
I0.7
总停止按纽
AIW0
1 号养护炉热电阻
AIW2
1 号养护炉热电阻
AIW4
1 号养护炉热电阻
模拟量输入
AIW6 AIW8
2 号养护炉热电阻 2 号养护炉热电阻
AIW10
2 号养护炉热电阻
Q0.0
1 号养护窑进气电磁阀
Q0.1
1 号养护窑排气电磁阀
Q0.2
1 号养护窑风机电动机
Q0.3
2 号养护窑进气电磁阀
Q0.4 输出继电器
Q0.5
2 号养护窑排气电磁阀 2 号养护窑风机电动机
Q0.6
总进气电磁阀
Q0.7
总排气电磁阀
3.2 PLC 控制软件 本系统由于只用了子程序调用，在系统总启动后，主程序只要不断 查询各子程序的启动条件，并根据启动条件去决定是否调用温控程序 即可，如图 3 所示。
地面 井下
图 1 井下人员定位系统通信网络 本系统集计算机技术、RFID 信息采集处理技术、无线数据传输技 术、网络数据通讯技术、机械电子自动控制技术于一体，可实现矿井各 类车辆、人员在不同状态（移动、静止）下的自动识别，同时还具有在紧 急情况下双向紧急呼叫的功能。本系统主要由识别卡、集成天线、分 站、传输接口、监测主机以及系统软件等组成，如图 1 所示。 2.使用 CAN 总线 在矿上环境中，由于井下工作面的直径不一样，小则 1、2 公里，大 至近 10 公里，读卡分站覆盖距离较远，CAN 总线在性价比方面无疑是 最佳选择。 （1）网络各节点之间的数据通信实时性强 首先,CAN 控制器工作于多主方式,网络中的各节点都可根据总线 访问优先权(取决于报文标识符)采用无损结构的逐位仲裁的方式竞争 向总线发送数据,且 CAN 协议废除了站地址编码,而代之以对通信数据 进行编码,这可使不同的节点同时接收到相同的数据,这些特点使得 CAN 总线构成的网络各节点之间的数据通信实时性强,并且容易构成 冗余结构,提高系统的可靠性和系统的灵活性。 （2）缩短了开发周期
［摘 要］CAN 总线应用范围的日趋广泛，能够适应越来越复杂的环境，特别是一些强干扰、远距离、地理分布不均、工作环境恶劣的 应用场合。在基于 RFID 的煤矿井下人员定位系统中使用 CAN 作为传感网络的总线。 ［关键词］井下人员定位 CAN 通信网络
引言 CAN 是 Controller Area Network 的缩写（以下称为 CAN），是控制器 局域网络(Controller Area Network, CAN)的简称，是由研发和生产汽车电 子产品著称的德国 BOSCH 公司开发的，并最终成为国际标准，是国际 上应用最广泛的现场总线之一。 在北美和西欧，CAN 总线协议已经成 为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线，近年来， 其所具有的高可靠性和良好的错误检测能力受到重视，被广泛应用于 环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境。比如煤矿井下。 1.井下人员定位系统搭建方案
图 2 炉窑温度控制系统监视主界面 上位机为管理级，利用 MCGS 组态软件实现对系统各种数据的记 录和管理，其中包括直观的现场温度、电磁阀开度等瞬时值显示、历史
图 3 窑温数字量输出控制程序流程图（下转第 232 页）
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科技信息
井下人员定位系统中基于 CAN 总线的通信网络设计
乐山职业技术学院 喻 梅 四川天壹科技责任有限公司 夏秋航 杨晓东
曲线显示及报警记录等。在上位机 MCGS 人机界面上设计了监视主界 面、历史曲线主界面、系统设定主界面、密码登陆界面、退出系统界面， 从而达到了对现场实时数据在控制室上位机上动态监控的目的。图 2 是监视主界面。
表 1 输入/输出继电器地址分配表
编程元件
I/O 端子
作用
I0.0
1 号养护窑启动按纽
I0.1
本系统 CAN 总线通过 CAN 收发器接口芯片 CTM8251AT 的两个输 出端 CANH 和 CANL 与物理总线相连,而 CANH 端的状态只能是高电平 或悬浮状态,CANL 端只能是低电平或悬浮状态。CAN 节点在错误严重 的情况下具有自动关闭输出功能,以使总线上其他节点的操作不受影 响,从而保证不会出现像在网络中因个别节点出现问题,使得总线处于 “死锁”状态。而且,CAN 具有的完善的通信协议，可由 CAN 控制器芯片 及其接口芯片来实现,从而大大降低系统开发难度,缩短了开发周期。