项目19 电热饮水机温控系统PLC控制
基于PLC的水温控制系统设计

自动化技术0 前言温度是一种最基本的环境参数,它不仅与我们的日常生活息息相关,同时在工业生产、农业生产过程中,许许多多农产品的生长环境、工业产品的加工工艺流程都需要实时进行温度检测,才能生产出合格的产品。
为保证产品的质量,要求我们对温度进行精确控制。
例如:在某水箱水温控制系统中,控制要求如下:水箱水温由加热器控制,其功率为2kW;水温要求控制在50℃~60℃之间,当温度低于50℃时,启动加热器;当水温高于60℃时,关闭加热器,实现温度的自动调节与控制。
1 控制系统设计方案温度测量可采取不同的方式,如生活中的温度计,利用水银热胀冷缩原理,可反映出实时的天气温度。
在工业控制中,不仅要求进行温度的检测,而且要求能对产品的生产环境温度进行控制,使温度保持在要求的范围内,实现自动调节。
基于此,笔者在水箱水温控制系统设计中,采用基于可编程逻辑控制器(PLC)的温度测量与控制模块,可达到精确控制、灵活调节的效果。
2 控制系统硬件设计该系统硬件主要由西门子S7-200 SMART SR40PLC、模拟量扩展模块EM AT04、K型热电偶传感器、加热电阻丝、交流接触器KM和电源开关等组成。
在系统设计中需要解决两个问题:一是如何实现温度的测量?二是如何使水箱水温保持在50o C-60 o C之间?■2�1 温度测量电路首先温度测量采用应用广泛的K型热电偶传感器,它是一种自发电式传感器,工作时不需要外加电源。
K型热电偶测量温度范围在0℃~1200℃之间,具有良好的线性热电特性曲线;同时因为K型热电偶传感器具有造价低、测量精确度较高、测量温度范围广等特点。
这里选择型号为MT 的K型热电偶,其测量温度范围为0℃~600℃,满足本项目的水温测量要求。
在温度测量时,考虑到温度是一个随时间连续变化的模拟信号,经温度传感器转换的电信号也是一个模拟量,它不能作为输入信号直接与PLC相连,需要经过模-数转换,才能接入PLC的输入端。
基于PLC的饮水机节能智能控制系统

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赤 峰 学 院 学 报 (自然 科 学 版 )
J o u r n a l o f C h i f e n g U n i v e r s i t y( N a t u r a l S c i e n c e E d i t i o n )
活服务. 众所周知 , 西 门子 可 编程 逻 辑 控 制 器 ( P r o — g r a m ma b l e L o g i c C o n t r o l l e r , P L C 1由于 自身 的技 术
代生活中, 在大部分公共场所例如教室、 车站 、 商场 内, 都会配备饮用水提供点 . 为了供 给饮用水方便 并且节约成本 ,通常会采用较大型饮水机供水. 因 取水人不定时不定量取水 , 必定会导致饮水机加热
管 理 的 目标 , 吸引 了越 来 越 多学 者 的注 意 [ 1 - 3 】 . 然而 ,
监控饮水机状态. 文章将分别从饮水机节能智能控制方案的选
择, 控 制原理 的阐述和 节能智 能 控制 方案 的应 用拓
展三方面进行详述我们 的设计思路 , 过程及应用推
广.
2 饮水 机节 能 智能控 制方 案选择
¥ 7 - 2 0 0可 编程 逻辑 控制 器( P r o g r a mma b l e L c ・ g i c Co n t r o l l e r 。 P L C) , 本 文提 出 了一 种 实用 且便 于实现 的饮 水
机 节能 智 能控制 方 案. 该 方案 的 思路 可 以推 广 到公 共 场所 电灯 、 风扇、 空调 等 的节 能智 能控制 , 具有 普遍 意
学校节省 电能,倡导绿色校园建设 的方案设计 , 更
基于PLC和触摸屏的电加热水浴温度控制系统设计

基于PLC和触摸屏的电加热水浴温度控制系统设计摘要:温度控制系统是大部分制造业生产过程中不可或缺的一部分。
由于一些简单的温度控制系统的精确度较低,因此其控制效果不佳。
PLC技术的出现大大改善了传统温度控制系统的不足,它具有可靠性极强、操作简单易行的特点。
通过将PLC和触摸屏有机地融入到一个温度控制系统中,不仅可以充分展现PLC的可靠性优势,也可以展现触摸屏便捷性的优势,进而大大提高了温度控制系统的总体效率。
通过结合PLC技术与触摸屏技术,继而开发出一套先进的智能化电加热水浴温度控制系统。
这个系统使用了S7200PLC作为控制器,并使用了Smart1000触摸屏来提供人机交互界面。
该系统使用了数字PID控制算法,具有自动调整功能,可以通过触摸屏进行灵活调整。
经过实践证明,这种控制系统具有易于使用、操作简单、稳定性强、控制准确性高的特点,能够有效地满足化学反应室中水浴实验的要求。
关键词:可编程控制器;触摸屏;PID自整定;温度控制在化学实验中,水浴装置得以广泛使用,对于需要用到这一装置的化工实验而言,其关键在于需要精确地调节温度。
PID控制算法因其具有简洁的结构和出色的鲁棒性,已成为控制方面中最受青睐的算法之一。
然而,PID控制中的比例、积分和微分3个参数共同作用,使得人工整定一组理想参数变得复杂而且具有一定的挑战性。
1984年,K.J.Astrom和T.Hagglund提出了一种新的延时反馈自整定算法,并通过二十年的实践探索,这种算法被广泛应用于工业控制的各个领域,以自动整定PID参数。
近年来,西门子S7200PLC的PID指令集成了上述的自整定算法,为了更好地控制温度,经过许多科研人员的努力,开发出了一种基于PIC和上位机的温控系统,但是在进行操作时对上位机的依赖性较强。
基于此,本文特提出了一种无需依赖上位机、编程软件的温控系统。
一、温控系统硬件架构这个系统由一系列高性能的部件组成,包括S7—200PIC、Smart1000触摸屏、PAC15P调压板、可控硅功率元件、500W电加热套和PT100热电阻。
【完整版】饮水机温度控制的系统设计与仿真_毕业论文设计

饮水机温度控制的系统设计与仿真摘要本文设计并实现了一种饮水机温度控制系统。
其硬件系统以AT89C52单片机为核心,用温度传感器DS18B20实现温度控制,用液晶屏显示实时温度、时间与预设温度,制作数字温度计,并可实现温度预警控制。
单片机系统的软件设计采用C语言进行编程,应用软件采用KEIL和PROTEUS仿真软件模拟实现控制过程。
该饮水机控制系统是基于单片机的计算机检测技术的软硬件开发的一种应用,不仅可以创造良好的经济效益,还可优化饮水机温度控制系统。
关键词:AT89C52单片机;DS18B20;温度控制The Design and Simulation of Drinking Machine Temperature Control SystemABSTRACTThis paper introduces a water dispenser temperature control system.This system takes AT89C52 as a core ,and realizes the temperature control with temperature sensor DS18B20.The actual temperature and the preinstall temperature are displayed with the LCD, the simple intelligent temperature control system digit thermometer is manufactured ,and may realize the temperature early warning control.The software programming uses c language to carry on the programming.The application software uses KEIL and the PROTEUS simulation software realizing the controlled process.The water dispenser control system is based on an application of the single chip computer technology can not only create a good economic benefits ,but also optimize the fountains temperature control system.Key word :the microcontroller AT89C52 ;DS18B20;temperature control.目录1 绪论 (4)1.1 课题来源 (4)1.2课题发展现状及意义 (4)1.3本文设计思路 (5)1.4本文结构 (5)2系统的硬件设计 (6)2.1 系统工作原理与功能 (6)2.2硬件系统组成及各模块介绍 (6)3系统的软件设计 (13)3.1软件总体设计思路 (13)3.2主程序软件设计 (14)3.3键盘子程序软件设计 (15)3.4报警子程序软件设计 (16)3.5显示子程序软件设计...................................................................... 错误!未定义书签。
plc水温控制课程设计

plc水温控制课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习PLC水温控制相关知识,让学生掌握PLC的基本原理、编程方法和应用技巧。
具体目标如下:1.知识目标:(1)了解PLC的基本构成和工作原理;(2)熟悉PLC编程语言和指令系统;(3)掌握PLC在水温控制系统中的应用。
2.技能目标:(1)能够使用PLC进行简单的逻辑控制;(2)能够阅读和分析PLC程序;(3)能够独立完成PLC水温控制系统的编程和调试。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对PLC技术的兴趣和好奇心;(2)培养学生勇于探索、积极向上的学习态度;(3)培养学生团队协作和解决问题的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.PLC基本原理:介绍PLC的定义、构成、工作原理和编程语言。
2.PLC编程方法:讲解PLC编程的基本方法,包括逻辑控制、定时、计数、中断等。
3.PLC在水温控制系统中的应用:介绍PLC在水温控制中的应用案例,分析控制原理和编程方法。
4.实践操作:安排实验室实践环节,让学生亲自动手操作PLC设备,完成水温控制系统的编程和调试。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学:1.讲授法:讲解PLC基本原理、编程方法和应用案例。
2.案例分析法:分析实际案例,让学生更好地理解PLC在水温控制系统中的应用。
3.实验法:安排实验室实践环节,让学生动手操作PLC设备,提高实际操作能力。
4.讨论法:学生进行小组讨论,培养团队协作和解决问题的能力。
四、教学资源为了保证教学效果,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的PLC教材,为学生提供系统的理论知识。
2.参考书:提供相关领域的参考书籍,丰富学生的知识储备。
3.多媒体资料:制作课件、视频等多媒体资料,提高课堂教学效果。
4.实验设备:配置PLC实验设备,为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果,本课程将采用多种评估方式相结合的方法。
基于PLC微型加热器恒温控制实训报告课程设计

基于PLC微型加热器恒温控制实训报告目录《PLC控制技术》实训任务书 (2)第一章基础实训项目一:变频器对电机运动控制 (5)1.1变频器的面板操作与运行 (5)1.2 变频器的外部运行操作 (8)1.3变频器的模拟信号操作控制 (11)第二章基础实训项目二:模拟量采集与数据处理的综合应用 (13)第三章综合型自主实训项目:微型加热器自动恒温控制系统设计 (14)3.1实训项目工艺要求 (14)3.2设计方案 (15)3.3微型加热器自动恒温控制系统设计流程 (20)3.3.1总体设计框架图及系统流程图如下图所示 (20)3.3.2 PID算法原理图 (20)3.3.3 PLC外部接线图 (21)3.3.4 PID过程控制模块 (21)3.3.5 PID功能指令 (22)3.3.6 加热器的端子接线 (23)3.3.7 分配表 (24)3.3.8元件及功能表 (25)3.3.9 地址分配 (25)3.3.10程序控制梯形图 (26)3.3.11触摸屏界面的设定 (28)3.4调试与运行 (29)3.5收获与体会 (29)参考文献 (31)《PLC控制技术》实训任务书题目:微型加热器自动恒温控制系统设计实训学生需要完成2个基础实训项目和1个综合型自主实训项目的训练。
一、基础实训项目一:变频器对电机的运行控制一)实训目的1、进一步巩固掌握PLC基本指令功能的及其运用方法;2、根据实训设备,熟练掌握PLC的外围I/O设备接线方法;3、掌握异步电动机变频调速原理,熟悉变频器的用法。
二)实训设备PLC主机单元模块、电位器、MM440(或MM420)变频器、个人计算机 PC、PC/PPI 编程电缆。
三) 工艺控制要求使用变频器实现异步电动机的可逆调速控制,即可以电动机可正反向运行、调速和点动功能。
速度控制有两种方式:(1)由外接的电位器控制,(2)由PLC 的模拟量输出通道控制。
变频器参数设置见附表1。
四) 实训步骤1、进行PLC的I/O地址分配,并画出变频器对电机控制的PLC控制系统的接线图。
基于PLC和触摸屏的电加热水浴温度控制系统设计

基于PLC和触摸屏的电加热水浴温度控制系统设计孟磊;邹志云;赵丹丹;郭宇晴;刘兴红【摘要】利用可编程控制器(PLC)和触摸屏设计了一套智能电加热水浴温度控制系统.该系统采用S7-200PLC作为控制器,Smart 1000触摸屏作为人机界面(HMI),采用数字PID控制算法,具有自动整定功能且可以通过触摸屏灵活调用.实际应用表明,该控制系统界面友好、操作方便,自整定效果好,控制精度高,可以满足化工过程水浴实验的需求.【期刊名称】《石油化工自动化》【年(卷),期】2015(051)003【总页数】3页(P38-40)【关键词】可编程控制器;触摸屏;PID自整定;温度控制【作者】孟磊;邹志云;赵丹丹;郭宇晴;刘兴红【作者单位】防化研究院,北京102205;防化研究院,北京102205;防化研究院,北京102205;防化研究院,北京102205;防化研究院,北京102205【正文语种】中文【中图分类】TP273水浴装置是一般化工实验中经常用到的设备,需要对温度进行精准的控制。
PID控制算法由于其意义明确、结构简单、鲁棒性好,是控制领域应用最为广泛的算法。
但是PID中比例、积分、微分3个参数共同影响控制效果,人工整定出一组理想参数较为繁琐且存在较大难度。
K.J. Astrom和T. Hagglund在1984年提出的延时反馈自整定算法经过20 a的实践,已经成为工业控制各个领域使用较为广泛的一种自动整定PID参数的方法。
西门子S7-200 PLC的PID指令集成了上述的自整定算法,近年来已有学者利用可编程控制器(PLC)和上位机设计了温度控制系统,但实现自整定时需要使用上位机,在西门子Step7-Micro/Win编程软件中进行。
笔者利用西门子Smart Line系列的Smart 1000触摸屏设计友好的人机界面HMI(human machine interaction),采用S7-200小型PLC作为控制器,具有PID自整定功能,且PLC一次下载完成后即可脱离上位机和编程软件,直接通过触摸屏的HMI,实现PID的自整定,系统硬件简单,使用灵活方便。
基于PLC的生活热水控制系统(修改版)

摘要近些年来我国城市建设发展十分迅速,同时也对基础设施建设提出了更高的要求。
小区、学校、营房等集体单位的恒压供热水系统建设是其中的一个重要方面,供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到用户的正常工作和生活。
本次设计利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术,设计出能适应小区、学校、营房等集体单位复杂环境的恒压供热水系统,该系统拥有自动注水、加热、供水和达到警戒水位自动报警等功能。
本课题主要针对生活用水控制系统进行研究,并制作控制系统以实现自动注水、自动加热、自动供水三个过程。
该系统以可编程逻辑控制器(PLC)为控制核心,以触摸屏为操作平台.利用各类传感器检测液位、压力、温度等信息,同时根据制定的控制策略来自动调节变频器的输出频率和定频水泵的启停,实现供水的自动化。
关键词:可编程逻辑控制器,变频调速,设计ABSTRACTIn recent years, China's economic development, social construction and urban construction and development is very fast, but also to the infrastructure construction proposed higher requirements. The construction of urban heating water system is one of the important aspects, the reliability, the stability and the economy of the water supply directly affect the user's normal work and life.. With the people continuously improve the quality and reliability of water supply system, using advanced automation technology, control technology and communication technology design of high performance, high energy saving, can adapt to the water supply factory complex environment of constant pressure water supply system to become an inevitable trend.This thesis mainly studies the water control system of domestic water, and makes the control system to realize automatic water injection, automatic heating, automatic water supply three processes. The system on a programmable logic controller (PLC) for the control of the core, the touch screen as the operating platform. Using all kinds of sensor to measure liquid level, pressure, temperature and other information, also according to the formulation of control strategy is used to automatically adjust the output frequency of a frequency converter and constant frequency of the pump start and stop, to achieve the water supply to the automation.KEY WORDS:PLC,Frequency conversion speed control,Design目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2系统功能设计 (1)第二章生活热水控制系统的总体设计 (3)2.1 生活热水控制系统构成方案 (3)2.2 生活热水控制系统的控制方案 (4)2.3 本章小结 (5)第三章系统的硬件原理设计 (6)3.1 系统整体硬件设计 (6)3.1.1 控制器及各扩展插件设计 (6)3.1.2 触摸屏的选型 (7)3.1.3 热泵机组选型 (7)3.1.4 变频器选型 (9)3.1.5传感器的选择 (9)3.1.6供水机组的选型 (10)3.2 I/O地址分配 (11)3.3 系统硬件线路设计 (12)3.4 本章小结 (15)第四章生活热水控制系统软件的设计 (16)4.1 编程方法 (16)4.2 编程软件的简单介绍 (16)4.3 PLC功能设计 (16)4.4 手动模式设计 (18)4.5 自动模式设计 (18)4.5.1 自动注水阶段 (19)4.5.2 自动加热阶段 (20)4.5.3 自动供水阶段 (21)4.6 触摸屏设计 (22)第五章总结与期望 (23)5.1 总结 (23)5.2 展望 (23)致谢 (24)参考文献 (25)第一章绪论1.1 引言近些年来我国经济发展,社会建设以及城市建设发展十分迅速,同时也对基础设施建设提出了更高的要求。
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错误状态
识别码 K2030
保留
(1)BFM#0:用于为每个通道 选择K或J类型的热电偶。4位十 六进制数的每一位对应一个通 道,最后一位为通道1。其中 0——K型1——J型3——不使用 (2)识别码缓冲寄存器BFM#30: 本单元的识别码是K2030,在用 户程序中使用这个号码,以在 传输/接收数据之前确认此特殊
(2)当水位高于低水位,并且温度低 于90℃时,打开电源控制开关进行加热, 红色指示灯点亮,并且此时不能出水;当 温度大于95℃时,绿色指示灯点亮,打开 出水阀,可以出水;当温度达到100℃时, 停止加热,红色指示灯熄灭。
实训器材
序号 1
2
3 4 5 6 7 8 9 10
符号
设备名称
PLC 可编程控制器
AD16-22C AC220V CJX2-1210线圈电压AC 220V
单位 数量 备注 台1
台1
个1 个1 个1 个2 个2 个2 个2 个1
项目分析 在电热饮水机温控系统中,水位高低通过液位
传感器控制,热电偶感测水温的高低,再通过模拟 量输入模块进行采集。
本次实训使用的是四通道热电偶传感器用模拟 量输入模块FX2N-4AD-TC,可用于J型和K型热电偶。
模拟电路
FX2N扩展总线8点(I/O均可) 24V DC±10%,50mA
数字电路
5V DC,30mA(由主单元的内部电源供电)
FX1N/FX2N/FX2NC(需要FX2NC-CNV-IF)
项目实施
【任务一】:学习相关知识 活动3:FX2N-4AD-TC四通道热电偶传感器用模拟量输入模块 2.FX2N-4AD-TC温控模块与热电偶的连接
(D)FROM(P): 17
BFM写入指令
16位/32位BFM写入指令
源操作数S·:K、H、 KnX、KnY、KnM、KnS、
TO(P):9
FNC(79)(D)
T、C、D、V、Z其他
TO(P)
功能:用于PLC基本单元将数据写 操作数m1、m2和n :
入特殊功能模块缓冲寄存器BFM中。
K、H
(D)TO(P):17
类型K
-1480~+21920
类型J
-1000~+6000
类型J
-1480~+11120
类型K
0.4℃
类型K
0.72℉
类型J
0.3℃
类型J
0.54℉
±(0.5%满量程+1℃) 纯水冷凝点:0℃/32℉
(240ms±2%)×4通道(不使用的通道不进行转换)
模拟和数字电路之间用光电耦合器隔离DC/DC转换器用来隔离FX2N主单元电源模拟通道 之间没有隔离
名称
指令格式及功能
可用软元件
程序步
BFM读出指令
16位/32位BFM读出指令
FNC(78)(D) FROM(P) 功能:用于PLC基本单元从特殊功 能模块缓冲寄存器BFM中读取内容。
目的操作数D· : KnY、KnM、KnS、T、 C、D、V、Z其他操作 数m1、m2和n :K、H
FROM(P):9
教学目标 1.学习BFM读出指令和写入指令的使用 2.掌握FX2N-4AD-TC四通道热电偶传感器用模拟量输 入模块的功能、连接方法、参数设置及编程方法 3.能根据控制要求正确编写PLC梯形图程序
项目描述
电热饮水机控制示意图如图所示, 控制要求如下:
(1)当饮水机水位低于低水位开关时 ,打开进水阀开始进水;水位高于高水位 开关时,关闭进水阀,停止进水。
其中:特殊功能模块号:m1=0~7、缓冲寄存器编号:m2=0~31、传送点数:n=1~32
项目实施
【任务一】:学习相关知识 活动2:学习PLC基本单元与特殊功能模块之间的读/写操作 3.FROM、TO指令程序举例
当X0为“ON”时,将模块号为1,缓冲寄存器编号 为BFM#29的内容读出传送到PLC的K4M0中;
项电偶传感器用模拟量输入模块 3.温度转换特性曲线
项目实施
【任务一】:学习相关知识
活动3:FX2N-4AD-TC四通道热电偶传感器用模拟量输入模块 4.FX2N-4AD-TC温控模块缓冲寄存器BFM的分配
BFM编号 #0
* #1~#4 * #5~#8 * #9~#12 * #13~#16 * #17~#20 * #21~#27
* #28 #29 #30 #31
内
容
热电偶类型K或J选择模式。默认值=H0000
平均值取样次数(1~256)。默认值=8
CH1~CH4在0.1℃单位下的平均温度
CH1~CH4在0.1℃单位下的当前温度
CH1~CH4在0.1℉单位下的平均温度
CH1~CH4在0.1℉单位下的当前温度
保留
数字范围错误锁存
1.缓冲寄存器BFM 模拟量I/O模块内部有数据缓冲寄存器,它是PLC基本单
元与模拟量模块进行数据通信的区域。缓冲寄存器BFM由32个 16位的寄存器组成,编号为BFM#0~BFM#31。
项目实施
【任务一】:学习相关知识 活动2:学习PLC基本单元与特殊功能模块之间的读/写操作
2.FROM、TO指令格式及功能
A/D
热电偶传感器用 模拟量输入模块
QF
空气开关
TC
热电偶
FU
熔断器
SB
按钮开关
YV
电磁阀
SL
液位传感器
HL
指示灯
KM
交流接触器
实训设备材料表 型号、规格
FX2N-48MR-001
FX2N-4AD-TC
DZ47-10/1P WRN-231
RT18-32/2A LA39-11
DF-50-AC:220V LV20-1201
适用的控制器
摄氏度(℃)
华氏度(℉)
热电偶:类型K或J(每个通道两种都可使用),4通道,JIS 1602-1981
类型K
-100℃~+1200℃
类型K
-148℉~+2192℉
类型J
-100℃~+600℃
类型J
-148℉~+1112℉
12位转换,以16位二进制的补码形式存储
类型K
-1000~+12000
项目实施
【任务一】:学习相关知识 活动1:学习模拟量模块与PLC的连接和编号
从最靠近PLC基本单元的那个功能模块开始顺序编号,最 多可连接8台功能模块,其对应的编号为0~7(PLC扩展单元 不在此编号的范围内)。
项目实施
【任务一】:学习相关知识 活动2:学习PLC基本单元与特殊功能模块之间的读/写操作
当X2为“ON”时,将PLC中D1、D0中的32位数据 写入到模块号为1,缓冲寄存器编号为BFM#13、BFM#12
项目实施
【任务一】:学习相关知识
活动3:FX2N-4AD-TC四通道热电偶传感器用模拟量输入模块
1.性能指标
项目 输入信号 额定温度范围
数字输出
分辨率 总精度校正点
转换速度 隔离
占用I/O点数 电源特性