基于PLC的温度控制系统设计
基于PLC温度控制系统设计
编号: 毕业论文(设计)题目基于PLC温度控制系统的设计指导教师学生姓名学号专业自动化教学单位机电工程学院毕业论文（设计）开题报告书德州学院毕业论文（设计）中期检查表院(系)：机电工程学院专业：自动化 2014 年 4月 7日目录1引言 (2)1.1课题背景以及研究的目的、意义 (2)1.2温控系统的现状 (2)1.3项目研究内容 (3)2系统硬件设计 (4)2.1 PLC选择 (4)2.2 硬件电路设计 (7)3 系统软件设计 (13)3.1 编程与通信软件的使用 (14)3.2 程序设计 (14)3.3 系统程序流程图 (15)3.4 控制系统控制程序的开发 (16)4系统的仿真和运行测试 (25)4.1 组态王的运行 (25)4.2 实时曲线的观察 (26)4.3 分析历史趋势曲线 (27)4.4 编辑数据的报表 (27)4.5系统稳定性测试及最终评估 (27)参考文献 (29)谢辞 (30)附录一三菱FX系列PLC指令一览表 (30)附录二系统程序（梯形图） (32)基于PLC温度控制系统的设计（德州学院机电工程学院，山东德州253023）摘要：本文主要介绍了基于日本三菱公司FX2N系列的可编程控制器从而进行硬件设计和软件设计，进而完成了一个完整的关于炉温控制系统的设计方案。
该设计编程时调用了PID控制模块，使得程序更为简洁，运行速度更为理想。
在软件上，则是通过利用比较新型的三菱专用软件三菱（PLC）GX Developer 8.86Q，实现控制系统的实时监控、数据的实时采样与处理。
实验证明，此系统具有快、准、稳等优点，在工业温度控制领域能够广泛应用。
关键词：温度控制；可编程控制器；三菱FX2N；PID控制模块1引言1.1课题背景以及研究的目的、意义进入21世纪后，我国社会的各项发展突飞猛进,世界的技术更是日新月异，竞争也愈演愈烈,传统的人工的操作已不能满足于目前的制造业前景,也无法保证高质量的要求，更不能提升高新技术企业的形象。
基于s7-200 PLC的温度控制系统设计毕业设计
1绪论 (1)2 系统的介绍 (3)2.1系统的描述 (3)2.2系统的功能 (3)2.3 系统的流程图 (4)3 硬件设计 (5)3.1 温度变送器 (5)3.3PLC的简介 (10)3.3.1 PLC主机的选型 (10)3.3.2 PLC的输入和输出模块的选型 (11)3.4 PID (12)3.4.1 PID在PLC中的回路指令 (14)3.4.2 回路输入输出变量的数值转换方法 (15)3.4.3 实数归一化处理 (15)3.4.4 PID参数整定 (15)3.5可控硅 (16)4 软件设计 (17)４.1软件的设计 (17)4.2 程序的编写 (18)致谢 (23)参考文献 (24)附录１ (25)附录2 (28)1外文文献 (28)摘要随着科学技术不断进步和社会飞速发展，热水器成为人民日常生活息息相关的电器产品；。
设计方法也开始多种多样，从而使全自动热水机显得更加智能化。
可编程控制器(PLC)以微处理器为核心，普遍采用依据继电接触器控制系统电气原理图编制的梯形图语言进行程序设计，编程容易，功能扩展方便，修改灵活而且结构简单，抗干扰能力强。
S7-200系列可编程控制器指令丰富，可以接各种输出、输入扩充设备，有丰富的特殊扩设备，其中的模拟输入设备和通信设备更是符合全自动洗衣机控制系统的要求与特点。
本设计选择S7-200为核心部件，着重进行硬件接口设计，利用梯形图和指令表进行编程，实现了水的加热控制系统的自动化。
在整个设计程序以及程序结束的处理操作过程中，更快捷。
总之，整体梯形图的设计简练，有很强的可读性及操作性。
关键字：PLC、继电接触器、可编程控制器、自动化ModelAlong with the constant progress of science and technology and the social rapid development, the water heater become People's Daily life is closely linkedElectrical products; . Design method are also beginning to varied, so that the automatic hot water machine appear more intelligent. Programmable controller (PLC) in the microprocessor as the core, the widely used electrical principle diagram based on relay contactor control system establishment of ladder diagram programming language, programming easy, convenient function extension and modification flexible and simple structure, strong anti-jamming capability.S7-200 series programmable controller instruction is rich, can meet various output and input expansion equipment, has a lot of special equipment, and the analog input equipment and communication equipment is in accordance with the requirements and features of fully automatic washing machine control system.This design choose S7-200 as the core part, emphatically carries on the hardware interface design and programming using ladder diagram and instruction list, automate the water heating control system. Throughout the design process, in the process of the processing operations by the end of the program and more quickly. In a word, the whole ladder diagram design concise, has the very strong readability and operability.Key words: PLC, relay contactor, PLC, automation1绪论温度及湿度的测量和控制对人类日常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。
基于PLC的温度控制系统的设计
1 引言1.1 设计目的温度的测量和控制对人类日常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。
在许多场合，及时准确获得目标的温度、湿度信息是十分重要的。
近年来，温湿度测控领域发展迅速，并且随着数字技术的发展，温湿度的测控芯片也相应的登上历史的舞台，能够在工业、农业等各领域中广泛使用。
1.2 设计内容主要是利用PLC S7-200作为可编程控制器，系统采用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，使加热炉温度为为一定值，并能实现手动启动和停止，运行指示灯监控实时控制系统的运行，实时显示当前温度值。
1.3 设计目标通过对温度控制的设计，提高在电子工程设计和实际操作方面的综合能力，初步培养在完成工程项目中所应具备的基本素质和要求。
培养团队精神，科学的、实事求是的工作方法，提高查阅资料、语言表达和理论联系实际的技能。
2 系统总体方案设计2.1 系统硬件配置及组成原理2.1.1 PLC型号的选择本温度控制系统采用德国西门子S7-200 PLC。
S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。
S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。
因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。
2.1.2 PLC CPU的选择S7-200 系列的PLC有CPU221、CPU222、CPU224、CPU226等类型。
S7-200PLC 硬件系统的组成采用整体式加积木式，即主机中包括定数量的I/O端口，同时还可以扩展各种功能模块。
S7-200PLC由基本单元（S7-200 CPU模块）、扩展单元、个人计算机（PC）或编程器，STEP 7-Micro/WIN编程软件及通信电缆等组成。
表2.1 S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元本设计采用的是CUP226。
它具有24输入/16输出共40个数字量I/O点。
基于plc温度控制系统的设计论文
基于plc温度控制系统的设计论文摘要：本设计论文基于PLC温度控制系统，旨在设计一个可靠、稳定、高效、精确的温度控制系统，应用于实际工业生产中。
通过研究传感器、执行器、控制器等硬件设备的特性和功能，并结合PID控制算法和PLC编程技术，实现对温度的自动控制和实时监测。
关键词：PLC、温度控制系统、PID控制、编程技术Abstract:This design paper is based on the PLC temperature control system with the aim of designing a reliable, stable, efficient, precise temperature control system that can be applied in industrial production. Through research of the characteristics and functions of hardware equipment such as sensors, actuators, and controllers, combined with PID control algorithms and PLC programming technology, we will achieve automatic control and real-time monitoring of temperature.Keywords: PLC, temperature control system, PID control, programming technology一、引言随着科技和工业的进步，现代化工业生产中需要用到大量的自动化控制系统来实现对生产过程的智能控制，提高生产效率和品质，还能有效地降低生产成本。
其中，温度控制系统是工业生产中最常用的自动化控制系统之一。
基于PLC的温度控制系统的设计
1 引言1.1 设计目的温度的测量和控制对人类平常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。
在许多场合，及时准确获得目的的温度、湿度信息是十分重要的。
近年来，温湿度测控领域发展迅速，并且随着数字技术的发展，温湿度的测控芯片也相应的登上历史的舞台，可以在工业、农业等各领域中广泛使用。
1.2 设计内容重要是运用PLC S7-200作为可编程控制器，系统采用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，使加热炉温度为为一定值，并能实现手动启动和停止，运营指示灯监控实时控制系统的运营，实时显示当前温度值。
1.3 设计目的通过对温度控制的设计，提高在电子工程设计和实际操作方面的综合能力，初步培养在完毕工程项目中所应具有的基本素质和规定。
培养团队精神，科学的、实事求是的工作方法，提高查阅资料、语言表达和理论联系实际的技能。
2 系统总体方案设计2.1 系统硬件配置及组成原理2.1.1 PLC型号的选择本温度控制系统采用德国西门子S7-200 PLC。
S7-200 是一种小型的可编程序控制器，合用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。
S7-200系列的强大功能使其无论在独立运营中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。
因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。
2.1.2 PLC CPU的选择S7-200 系列的PLC有CPU221、CPU222、CPU224、CPU226等类型。
S7-200PLC 硬件系统的组成采用整体式加积木式，即主机中涉及定数量的I/O端口，同时还可以扩展各种功能模块。
S7-200PLC由基本单元（S7-200 CPU模块）、扩展单元、个人计算机（PC）或编程器，STEP 7-Micro/WIN编程软件及通信电缆等组成。
表2.1 S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元本设计采用的是CUP226。
它具有24输入/16输出共40个数字量I/O点。
基于PLC控制的加热炉温度控制系统设计
基于PLC控制的加热炉温度控制系统设计概述加热炉是工业生产中常见的设备之一，其主要作用是提供高温环境用于加热物体。
为了确保加热炉的稳定性和安全性，需要设计一个可靠的温度控制系统。
本文将介绍一个基于PLC（可编程逻辑控制器）控制的加热炉温度控制系统设计方案。
系统设计原理在加热炉温度控制系统中，PLC作为核心控制器，通过监测温度传感器的输出信号，根据预设的温度设定值和控制策略，控制加热炉的加热功率，从而实现对加热炉温度的稳定控制。
以下是系统设计的主要步骤：1.硬件设备选择：选择适合的温度传感器和控制元件，如热电偶、温度控制继电器等。
2.PLC选型：根据实际需求，选择合适的PLC型号。
PLC需要具备足够的输入输出点数和计算能力。
3.传感器连接：将温度传感器接入PLC的输入端口，读取实时温度数据。
4.温度控制策略设计：根据加热炉的特性和工艺需求，设计合适的温度控制策略。
常见的控制策略包括比例控制、积分控制和微分控制。
5.控制算法实现：根据温度控制策略，编写PLC程序，在每个采样周期内计算控制算法的输出值。
6.加热功率控制：使用控制继电器或可调功率装置，控制加热炉的加热功率。
7.温度反馈控制：通过监测实际加热炉温度和设定值之间的差异，不断修正加热功率控制，使加热炉温度稳定在设定值附近。
系统硬件设计基于PLC控制的加热炉温度控制系统的硬件设计主要包括以下几个方面：1.温度传感器：常用的温度传感器有热电偶和热敏电阻。
根据加热炉的工艺需求和温度范围，选择适合的温度传感器。
2.PLC：选择适合的PLC型号，根据实际需求确定PLC的输入输出点数和计算能力。
3.控制继电器或可调功率装置：用于控制加热炉的加热功率。
根据加热炉的功率需求和控制方式，选择合适的继电器或可调功率装置。
4.运行指示灯和报警器：用于显示系统的运行状态和报警信息。
PLC程序设计PLC程序是基于PLC的加热炉温度控制系统的关键部分，其主要功能是实现温度控制算法。
基于PLC的PID温度控制系统设计(附程序代码)
基于PLC的PID温度控制系统设计（附程序代码）摘要自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用，温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。
随着PLC技术的飞速发展，通过PLC对被控对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向。
温度控制系统广泛应用于工业控制领域，如钢铁厂、化工厂、火电厂等锅炉的温度控制系统。
而温度控制在许多领域中也有广泛的应用。
这方面的应用大多是基于单片机进行PID 控制, 然而单片机控制的DDC 系统软硬件设计较为复杂, 特别是涉及到逻辑控制方面更不是其长处, 然而PLC 在这方面却是公认的最佳选择。
根据大滞后、大惯性、时变性的特点，一般采用PID调节进行控制。
随着PLC功能的扩充，在许多PLC 控制器中都扩充了PID 控制功能, 因此在逻辑控制与PID控制混合的应用场所中采用PLC控制是较为合理的。
本设计是利用西门子S7-200PLC来控制温度系统。
首先研究了温度的PID调节控制，提出了PID的模糊自整定的设计方案，结合MCGS监控软件控制得以实现控制温度目的。
关键词:PLC;PID;温度控制沈阳理工大学课程设计论文目录1 引言...................................................................... (1)1.1 温度控制系统的意义...................................................................... .. (1)1.2 温度控制系统背景...................................................................... .................. 1 1.3 研究技术介绍...................................................................... .. (1)1.3.1 传感技术...................................................................... (1)1.3.2PLC .................................................................... . (2)上位机...................................................................... ............................1.3.3 31.3.4 组态软件...................................................................... ........................ 3 1.4 本文研究对象...................................................................... .. (4)2 温度PID控制硬件设计...................................................................... (5)2.1 控制要求...................................................................... .................................. 5 2.2 系统整体设计方案...................................................................... .................. 5 2.3 硬件配置...................................................................... . (6)2.3.1 西门子S7-200CUP224 ................................................................. .. (6)2.3.2 传感器...................................................................... . (6)2.3.3 EM235模拟量输入模块.....................................................................72.3.4 温度检测和控制模块...................................................................... .... 8 2.4 I/O分配表 ..................................................................... ................................ 8 2.5 I/O接线图 ..................................................................... .. (8)3 控制算法设计...................................................................... .. (9)3.1 P-I-D控制...................................................................... .............................. 9 3.2 PID回路指令 ..................................................................... .. (11)3.2.1 PID算法 ..................................................................... .. (11)3.2.2 PID回路指令 ..................................................................... (14)3.2.3 回路输入输出变量的数值转换 (16)3.2.4 PID参数整定 ..................................................................... (17)4 程序设计...................................................................... .. (19)4.1 程序流程图...................................................................... .............................. 19 4.2 梯形图...................................................................... .. (19)I沈阳理工大学课程设计论文5 调试...................................................................... . (23)5.1 程序调试...................................................................... .. (23)5.2 硬件调试...................................................................... .. (23)结束语...................................................................... .................................................... 24 附录程序代码...................................................................... ........................................ 25 参考文献...................................................................... (27)II沈阳理工大学课程设计论文1引言1.1 温度控制系统的意义温度及湿度的测量和控制对人类日常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。
基于PLC的温度控制系统设计
基于PLC的温度控制系统设计
随着模拟及数字技术水平的不断提升，智能温度控制技术得以蓬勃发展。
基于PLC （程序控制器）的温度控制系统具有灵活性高、控制精度高、可靠性强等优点。
因此，基于PLC的温度控制系统已被广泛采用于电子产品、食品加工、医药制造等行业。
基于PLC的温度控制系统包括输入模块、PLC控制器、I/O模块、输出设备及其它组成部分，以及相应的软件系统。
输入模块负责采集温度数据，采用温度传感器或者比调剂测量温度变化，然后将其传输到PLC控制器中。
PLC控制器将采集到的温度数据转换为控制信息，并且根据设定的参数进行调节，以完成温度控制任务。
I/O模块用于接收PLC控制器输出的控制信号，将控制信号转换为电信号，向输出设备传送控制信号，从而实现温度控制任务的目的。
输出设备是根据输入的电信号控制负责调节温度的设备，比如冷气机、空调机等，以调整房间温度。
最后，软件系统在整个系统中起着至关重要的作用，它主要功能有温度数据记录、参数设定、报警处理、远程监控等。
综上所述，基于PLC的温度控制系统可以实现安全精确的温度控制，极大提高了传统温控系统的效率，为企业带来了良好的经济效益。
此外，基于PLC的温度控制系统还具备了良好的防范性能，有效地防止了因温度控制失常而发生的问题，具有重要的实际意义。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于PLC的温度控制系统设计
作者：贾二林张国栋
来源：《科学与财富》2014年第11期
摘要：本文主要介绍了S7-200可编程控制器和温度控制的设计方案。
编程时调用了编程软件STEP 7 -Micro WIN中自带的PID控制模块，使得程序更为简洁，运行速度更为理想。
利用组态王设计人机界面，实现控制系统的实时监控、数据的实时采样与处理。
实验证明，此系统具有快、准、稳等优点，在工业温度控制领域能够广泛应用。
0 绪论
在工业自动化领域内，PLC以其可靠性高、抗干扰能力强、功能强大、能耗低、体积小和其他重要特性被广泛应用于现代工业自动中。
在当前的工业控制中，通常以PLC 为现场的控制设备，用于数据采集和处理、输出控制、逻辑判断等；而上位机则是利用HMI 软件来完成工业控制状态、流程与参数的显示，实现监控、管理、分析和存储等功能。
这种监控系统充分利用了PLC 和计算机的特点，因此获得了普遍的应用。
通过这种方式设计一个温度控制系统，把基于PLC 的下位机与完成HMI功能的上位机相结合，组成分布式控制系统，从而达到了对温度的自动控制[1]。
1 系统总体设计方案
根据温度控制系统的要求，本设计由S7-200PLC作为中央处理单元，Fameview作为监控组态软件，实现恒温控制系统的实时监控。
系统包括硬件和软件两部分。
完成整个系统的需求应该是由软件和硬件共同努力、相互协调工作。
本设计由工控机作为上位机监控整个系统，PLC等其他元件作为下位机完成具体控制要求，上位机与下位机之间的通信通过以太网的联接来达到通信的状态要求，以确保更好的完成对系统的监控。
系统总体结构图如图1所示[2]。
图1 系统总体结构图
2 系统硬件电路设计
图2是温度控制系统硬件接线图，其中可以看到CPU226有两个扩展模块，并且与监控室连接，便于值班人员操作控制。
图2 硬件接线图
本设计采用CPU226作为主处理器，分别扩展了模拟量输入模块EM231以及模拟量输出模块EM232。
系统中由流量检测计与温度传感器采集流量与温度信号，通过信号隔离处理器
RZG2100将直流输入信号转换成隔离的标准过程信号，并送入EM231。
EM231再将信号传给CPU226，由处理器对信号进行分析处理；然后将分析的结果通过数显仪表把系统状况反应出来，监测控制室的工作人员根据仪表显示结果，对系统进行相应操作，确保系统稳定运行。
该系统同时通过数据线与工业以太网相连，可以通过上位机对给系统进行全面整体的远程控制好监测。
将被控系统的温度控制在某一范围之间，当温度低于下限或高于上限时，应能自动进行调整，如果调整一定时间后仍不能脱离不正常状态，则采用声光报警，来提醒操作人员注意，排除故障。
3 系统软件设计
3.1 主程序设计
本设计温度采用PID过程控制，以子程序的形式在主程序中。
主程序是根据水箱的恒温控制要求设计的，然后启动水泵向水箱进水，当水位升到预定液位后，启动搅拌机，测量水箱水温并与设定值比较，如果温差小于5℃，必须采用PID调节加热器。
当水温高于设定值5-10℃时，采用进水与风扇冷却同时进行实现降温控制。
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、冷却时水温无变化时应报警。
系统开关打开后，系统启动液位检测、温度检测、数显表和报警装置。
3.2 人机界面设计
本文所用上位机软件即为组态王软件，它是一种监控软件，由北京亚控科技有限公司生产，功能强大，通过此软件可以实现上位机对下位机的通信，并时刻监控下位机的运行状态，温度监控画面如图3所示。
图3 人机交互界面
4 结论
本设计以S7-200为基础，进行了温度控制的系统设计，并利用上位机监控系统实现了对温度的实时监控，实践表明，该系统方便、可靠，有很大的利用价值。
■
参考文献
[1] 赵丹. 人机界面、位控模块在中性测量仪中的应用[J]. 机械与电子，2005
[2] 郭勇. 基于PLC的智能温度控制系统[J]. 电气自动化，2003
[3] 吴爱萍. PLC控制的设计技巧[J]. 工业控制计算机，2003。