基于PLC的远程温度控制系统的调研报告
plc温度控制系统开题报告

plc温度控制系统开题报告PLC温度控制系统开题报告一、研究背景在现代工业生产中,温度控制系统是非常关键的一部分。
要控制好物体的温度,需要精确的测量方法和有效的反馈控制。
此外,系统的控制方式也非常关键,需要能够快速响应温度变化,保证系统的稳定性和精确性。
二、研究目的本研究旨在设计和实现一种基于PLC的温度控制系统。
通过PLC控制器进行温度测量和反馈控制,提高系统的响应速度和控制精度。
同时,通过对系统的分析和优化,提高系统的可靠性和稳定性,为工业生产提供更为高效和可靠的温度控制解决方案。
三、研究内容1. PLC温度控制系统的设计与实现。
通过对PLC控制器的选型和编程,实现对温度的测量和反馈控制。
为系统提供更加精确的控制方法,提高系统的响应速度和控制精度。
2. 系统分析与优化。
通过对系统的分析和优化,提高系统的可靠性和稳定性。
这包括优化系统的控制原理和算法,选择合适的传感器和执行元件等。
3. 系统测试与验证。
通过实际测试和验证,检验系统的性能和可靠性,为工业生产提供更加高效和可靠的温度控制解决方案。
四、研究方法本研究采用实验研究和数据分析两种研究方法。
通过构建实验平台,进行温度控制系统的设计和实现。
同时,采集、分析和处理实验数据,找出系统的不足之处并进行改进。
五、研究意义本研究将为工业生产提供更加高效和可靠的温度控制解决方案。
通过PLC控制器的应用,提高了温度控制系统的精度和响应速度。
同时,通过对系统的分析和优化,提高系统的稳定性和可靠性,避免了因温度控制不当而对生产线和产品造成的损害。
六、预期成果本研究预期将设计和实现一种基于PLC的温度控制系统,该系统能够有效地测量和控制温度,并提高系统的响应速度和控制精度。
同时,通过对系统的分析和优化,提高系统的稳定性和可靠性,为工业生产提供更为高效和可靠的温度控制解决方案。
七、研究进度安排本研究的进度安排如下:阶段进度安排1 研究背景和目的的明确,开题报告的撰写2 PLC温度控制系统的设计与实现3 系统分析和优化4 系统测试和性能验证5 论文撰写和答辩准备八、研究团队和资源本研究的负责人是某高校自动化专业的教授,研究团队包括该教授和3名学生。
远程控制系统调研报告

远程控制系统调研报告篇一:基于PLC的远程温度控制系统的调研报告基于PLC的远程温度控制系统的调研报告一.课题的背景和意义许多领域都需要对温度的监控,如工厂的生产设备、化工领域、航空航天、农作物的种植和储存、实验室等等. 有很多领域的温度可能较高或较低,人无法靠近或现场无需人力来监控,我们可以用远程监控,坐在办公室里就可以对现场进行监控,又方便又节省人力。
随着电子技术的发展, 可编程序控制器已经由原来简单的逻辑量控制, 逐步具有了计算机控制系统的功能。
在现代工业控制中, PLC 占有了很重要的地位, 它可以和计算机一起组成控制功能完善的控制系统。
在许多行业的工业控制系统中, 温度控制都是要解决的问题之一。
如塑料挤出机大都采用简单的温控仪表和温控电路进行控制, 存在控制精度低、超调量大等缺点, 很难生产出高质量的塑料制品。
在一些热处理行业都存在类似的问题[2]。
为此, 设计较为通用的温度控制系统具有重要意义,具体系统参数或部分器件可根据各行业的要求不同来进行调整。
通常由位式或时间比例式温度调节仪控制的工业加热炉温度控制系统,其主回路由接触器控制时因为不能快速反应,所以控温精度都比较低,大多在几度甚至十几度以上。
随着电力电子技术及元器件的发展,主回路用无触点的可控硅和固态继电器代替接触器,配以PID 或模糊逻辑控制的调节仪构成的温度控制系统,其控温精度大大提高,常在±2℃以内。
如加热炉是一个大惯性系统,在采用PID调节模式时,其参数随物料的物理特性及质量而变,参数整定需要比较高的专业知识和经验,如果参数配置不好也难获得好的效果,所以使用比较复杂[9]。
在一些比较大的系统,或还有其它控制目标的场合也常采用工业控制机和PLC(可编程逻辑控制器),加上相应的温度转换摸块构成温度控制系统,它们大多也采用PID 或模糊逻辑控制模型。
二.国内外研究现状(一)PT100温度传感器为了把温度传感器PT100随温度变化的电阻转换成相应的温度变化值,利用下面的温度公式求得:T℃=(温度数字量-0℃偏置量)/1℃数字量,温度数字量=存储在AIWx(x=0,2,4)中的值,0℃偏置量=在0℃测量出的数字量,1℃数字量=温度每升高1℃的数字量。
基于PLC的温控系统的研究

基于PLC的智能温控系统内容摘要:本文主要介绍以PLC为核心,以温度、湿度等传感器为主要外围元件的智能温控系统,详细介绍了系统的特点、组成、硬件设计、实时动态监控系统。
对温室的温度、湿度、光照度和CO2浓度等参数进行实时监测,由PLC对这些参数进行实时控制,使之能满足系统的控制要求,节省了人力,提高了控制质量,产生了良好的经济效益,不仅具有广阔的市场前景,而且具有巨大的社会效益。
关键词:智能温室、可编程控制器PLC、组态王、传感器一、概述1.1、硬件系统的组成采用上位机计算机和下位机可编程控制器组成分布式智能温控系统的硬件部分,即两级监控系统。
上级控制系统负责对智能温室进行监控和参数的设定。
下级是以PLC为核心的控制单元,负责温室参数的信息采集,系统逻辑运算,并对调控设备进行控制。
PLC在工业控制中应用多年,属于大批量生产的产品,其在生产、调试、应用、服务等方面都有一套完备的标准,所以产品质量稳定、可靠性高。
采用PLC成本虽然比单片机高,但要考虑到稳定性、可维护性等综合因素,采用PLC比单片机具有较高的性价比。
当上位机发生故障时,PLC 控制器可以自行实现数据采集、显示和输出等控制,不影响温室的自动运行。
1.2、系统软件的编制智能温室监控系统软件包括上位机监控软件和下位机系统软件。
上位机监控软件的编制采用组态王6.02。
下位机系统软件则采用三菱SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件(或西门子s7-200)来开发。
系统软件不仅可以完成上位机和下位机之间的通信,而且可以满足用户对温室环境数据的实时查询和监测,尽可能满足操作简单、界面友好、通用性和适应性强的软件开发原则,为系统功能的扩充和进一步开发留下接口。
二、智能温控系统总体设计2.1系统分析本系统可以模拟基本的生态环境因子—温度、光照、水分、CO2等,以满足不同的作物生长的需要,它由相关的智能控制单元组成,按照事先设定的程序,精确测量温室气候和土壤参数,并启动或关闭不用的电动外围设备,程序所需的参数通过传感器采集所得。
基于PLC温度控制系统研究——界面设计课设报告

目录第一章绪论 (1)1.1温度控制系统研究背景 (1)1.2PLC概况 (2)1.3组态软件 (2)1.3.1组态的定义 (2)1.3.2MCGS软件的特点 (2)1.3.3MCGS软件组成部分 (3)1.4研究主要内容 (3)第二章硬件电路的设计 (4)2.1控制系统结构图 (4)2.2系统结构组成 (4)第三章 MCGS组态软件设计 (5)3.1监控系统功能设计 (5)3.1.1组态软件的设计要求 (5)3.1.2组态功能设计 (5)3.2MCGS组态界面设计 (6)3.2.1工艺流程监控 (6)3.2.2组态测试 (7)第四章系统测试 (10)4.1各种参数的响应曲线图 (10)4.2曲线分析 (12)第五章总结 (13)参考文献 (14)第一章绪论1.1 温度控制系统研究背景温度与人们的生存生活生产息息相关。
从古人类的烧火取暖,到今天的工业温度控制,处处都体现了温度控制。
随着生产力的发展,人们对温度控制精确度要求也越来越来高,温度控制的技术也得到迅速发展。
各种温度控制算法如:PID温度控制,模糊控制算法,神经网络算法,遗传算法等都应用在温度控制系统中。
传统的温度控制器多由继电器组成的,但是继电器的触点的使用寿命有限,故障率偏高,稳定性差,无法满足现代的控制要求。
而随着计算机技术的发展,嵌入式微型计算机在工业中得到越来越多的应用。
将嵌入式系统应用在温度控制系统中,使得温度控制系统变得更小型,更智能。
随着国家的“节能减排”政策的提出,嵌入式温度控制系统能够降低能耗,节约成本这一优点使得其拥有更加广阔的市场前景,而PLC就是最具代表性的一员。
目前智能温度控制系统广泛应用于社会生活、工业生产的各个领域,适用于家电、汽车、材料、电力电子等行业,成为发展国民经济的重要热工设备之一。
在现代化的建设中,能源的需求非常大,然而我国的能源利用率极低,所以实现温度控制的智能化,有着极重要的实际意义。
温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛,但从温度控制器来讲,总体发展水平仍然不高,同日本、美国、德国等先进国家相比有着较大差距。
PLC在温度控制中的应用研究

PLC在温度控制中的应用研究摘要温度控制系统在工业控制领域中具有广泛的应用,如铸造厂、化工厂、炼钢厂等锅炉的温度控制系统,电加热炉的温度控制系统等。
加热反应炉是冶金、化工工业常用的重要设备,过去仅依靠人工来进行操作,存在送料、温度、压力等条件变化时不能及时对其进行控制的问题,这就造成产品质量不稳定,甚至出现次品,造成原料浪费的后果。
采用可编程控制器对加热炉进行控制,能大大提高生产效率和控制系统稳定性。
而加热炉温度是一个大惯性系统,所以一般采用比例-积分-微分调节进行控制。
本文在分析了温度控制系统研究现状的基础上,结合工业炉的工作原理和实际情况,给出了一种基于三菱FX2N系列可编程控制器的温度自动控制系统设计方案,利用比例-积分-微分技术,实现了对工业用加热炉自动开启和加热的功能。
本系统的应用有助于对生产过程中的升温进行精确、快速的控制,提高了工业生产中温度控制的效率。
关键词:可编程控制器;比例-积分-微分;温度控制The Using of PLC in Temperature ControlAbstractThe temperature control system in the field of industrial control with a wide range of applications, such as casting plants, chemical plants, steel mills, boiler temperature control system, the electric furnace temperature control system. Heating reactor metallurgy, chemical industry, an important device to rely solely on the manual to operate, there is not timely feeding, temperature, pressure and other conditions change their control, which resulted in product quality is unstable, or even defective, resulting in the consequences of the waste of raw materials. Programmable controller to control the furnace can greatly increase the productivity and stability of the control system. The furnace temperature is an inertial system, so commonly used proportional - integral - differential regulation and control. On the basis of the temperature control system of the status quote, combined with the working principle and the actual situation of the industrial furnace is given based on Mitsubishi FX2N series PLC automatic temperature control system design, the use of proportional - integral - derivative technology, industrial furnace automatically turned on and heating. The applications of this system contribute to the accurate, rapid warming in the production process control and improve the efficiency of temperature control in industrial production.Key words:Programmable controllers, proportional - integral – differential, temperature control目录1 引言 (1)1.1 论文研究背景及意义 (1)1.2 国内外研究状况 (1)1.3 本文研究思路 (2)2 PLC简介 (3)2.1 PLC的基本结构 (3)2.2 PLC的特点 (3)2.3 PLC的工作原理 (4)3 温度控制系统的硬件设计 (6)3.1 PLC的选取 (6)3.2 温度传感器的选取 (6)3.3 固态继电器的选取 (6)3.4 温度控制系统的外部接线 (7)4 温度控制系统的程序设计 (8)4.1 FXGP/WIN-C编程软件简介 (8)4.2 系统的工作原理 (8)4.3 控制系统的程序梯形图 (9)4.4控制系统的程序设计 (13)5 程序的编辑与调试 (14)5.1 编辑软件介绍 (14)5.2温度控制系统的PLC程序调试 (14)6 总结 (16)6.1 难点分析 (16)6.2 研究结论和展望 (16)6.3 收获与体会 (16)参考文献 (17)致谢 (18)附录1 引言1.1 论文研究背景及意义近年来,加热炉温度控制系统已有较广泛的应用,而且温度是工业生产过程中重要的被控参数之一,冶金﹑机械﹑化工等各类工业生产过程中广泛使用的各种加热炉﹑热处理炉,对工件的处理均需要对温度进行控制。
基于plc控制的温度控制系统研究

0 前言温度控制对工业的生产是非常重要,尤其是在一些机械加工、化工生产企业,对温度的控制是非常关键。
在有些工业生产过程中,需要对生产时使用的温度进行精确控制,这种精确控制要求,需要使用加热炉的温度控制系统来满足生产的需要。
在传统温度控制系统主要是采用继电器来实现温度控制,这种控制方式在加热过程需要使用固定接线来满足,因此对加热条件有着一定的局限性,而且使用传统的温度控制系统,在能耗上较多,还有占用面积大的缺点,最主要的是工作效率低,使其不能够满足现在工业生产要求,因此在传统使用控制系统会逐渐被使用计算机控制系统的可编程控制器系统所取代。
在使用可编程控制器系统主要是以西门子公司为主。
因此在研究温度控制系统中,需要使用西门子公司生产的温度控制系统为研究对象,了解其运行和工作原理,方便以后对其使用。
1 S7-300系列PLC 介绍S7-300系列PLC 主要生产商是西门子公司,这样的控制系统主要是在工业生产中常用,使用的S7-300系列PLC 控制系统主要的设计方面是采用模块化方式[1]。
而且在该控制系统中使用的硬件板块,也在原有的可编程控制器基础上进行相应的改进,这些硬件主要是以下方面:一是模块硬件内容,包括三个方面,一个是温度控制模块,另一个是芯片控制模块,最后一个是电源模块;二是其它功能部分,这个方面主要包括两个方面的内容,一个是开关量以及模拟量I/O 模块,另一个是触摸屏。
在使用加热炉温度控制系统中,主要使用的控制系统是西门子公司生产S7-300系列PLC。
触摸屏在设计中有着很多选择,市场上能够生产触摸屏企业很多,可以根据实际需要选择。
模拟量输入模块主要是采用SM331;使用的模拟量输入模块主要是把模拟量信号转化成为芯片能够识别的数字信号;采用的32点数字量输入模块中主要是采用SM322;电源模块,在电源模块中主要包括两个方面,一个是输入,采用240VAC,另一个是输出,主要采用24VDC.4A,电源模块主要是供应其它模块电源。
基于PLC的温度控制系统

摘要??温度是各种工业生产和科学实验中最普遍、也是最重要的热工参数之一。
温度控制的精度对产品或实验结果会产生重大的影响。
温度控制的模式多样,而PLC可靠性高,抗干扰能力强,易学易用,采用PLC控制是其中一种比较优越的控制。
?本文介绍了基于西门子可编程控制器(PLC)S7-200和组态软件组态王的炉温监控系统的设计方案。
硬件方面采用了CPU型号为224的S7-200、K型热电偶和温度模块EM231。
热电偶作为温度的采集元件,采集的信号经过EM231的处理后就可把数据送入PLC中进行处理。
PLC 的程序中采用了位置式PID算法,脉宽调制PWM方式,运用了粗调和细调的思想,程序在不同的温度段使用不同的PID参数,实现温度的自动控制。
?人机界面采用的是国内的一个比较流行的组态王软件。
组态王可以实现在线监控。
组态项目中制作了曲线画面、报表画面、报警画面和参数监控画面,用户可方便地查询PLC的运行情况、数据采集和在线控制。
?实验结果表明,采用了粗调和细调思想的程序的PLC系统,具有反应速度快,超调量小,调节迅速,精度高等特点。
组态王功能强大,操作方便,有助于系统的监视与控制,表明了组态软件的具有很好的发展前景。
?关键词:温度控制;可编程控制器;PID;组态王?Abstract??Temperature is the most universal and important industrial parameter in all kinds of technical produce and scientific experiment. The manipulative precision of temperature will take a great effect on production or experimental result. In many cases,we need to control the temperature of various types of furnace, heat treatment furnaces, reactors .But they are complex and changing .As a result, its control over demand regulator .The mode of temperature control is various. The programmable logic controller(PLC) is Reliable、not easily to be jamming and easily to be learned and used , welcomed by workers and widely used in industry.?Programmable controller (PLC) is a digital electronic computing operating system, designed for applications in industrial environments designed. It uses a programmable memory for storage in its internal implementation of logic operations, sequence control, timing, calculation and arithmetic operations, such as operating instructions, and through digital and analog input and output, control of various types of machinery or the production process.?Configuration is to use application software to provide the tools, methods, and to complete the works in the course of a specific task. Configuration software applications is broad, it can be applied to power systems, water supply systems, petroleum, chemical and other fields of data acquisition and supervisory control and process control and many other fields. Before the concept of the configuration, in order to achieve a particular task, using the preparation process is achieved. Programming is not only a heavy workload, long and easy to make mistakes, can not guarantee period. The emergence of the configuration software can solve the problem. The Kingview can help complete the task in a few days.?This thesis mainly introduces a design of temperature control system with SIMATICprogrammable logic controller (PLC) S7-200 and the Kingview configuration soft .We use the PLC s7-200 with cup 224、the K type thermocouple and temperature module EM231 as the hardware, and use the V4.0 STEP 7 Micro WIN to programming . The thermocouple can measure the temperature of the stove, and translate the temperature signal to the voltage signal. And then the EM235 will transmit it to the PLC after disposing the signal .This system use positional type PID arithmetic and Pulse-Width Modulation methodology .And the procedure use idea of coarse adjustment algorithm and the fine adjustment algorithm. The procedure will run with different PID parameter in different condition.?We have designed Human Machine Interface(HMI)with the Kingview? configuration soft which is developed by domestic company . The Kingview can monitor and control the PLC on line. We also have designed several menu ,including the historical curve screen 、the real time curve screen、the data? report forms screen、the alarm screen and parameter monitoring screen. Users can easily query the operation of PLC, data acquisition and on-line control.?The experimental results show that,the plc can work reliably, stably. The system using coarse adjustment algorithm and the fine adjustment algorithm can get a better result. That is fast response, small overshoot, rapid adjustment, high accuracy. The Kingview is powerful, easy to operate. We can speculate that configuration software will have a good prospect for development.??Keywords:Temperature Control;PLC;PID;KingView?目录第一章? 前? 言?11.1 课题研究背景?11.2 温度控制系统的发展状况?21.3本文的研究内容?4第二章可编程控制器的概述?52.1 可编程控制器的产生?52.2 可编程控制器的基本组成?5第三章? 硬件配置和软件环境?83.1实验配置?83.1.1 西门子S7-200?83.1.2 传感器?83.1.3 EM 231模拟量输入模块?93.2 STEP 7 Micro/WIN32软件介绍?103.2.1安装STEP 7-MWIN32 V4.0?103.2.2 系统参数设置?12第四章控制算法描述?144.1 PWM技术?144.2 PID控制程序设计?144.2.1 PID控制算法?154.2.2 PID在PLC中的回路指令?164.2.3 PID参数整定?19第五章程序设计?215.1方案设计思路?215.2 程序流程图?235.3助记符语言表?245.4梯形图?29第六章组态画面设计?35 6.1组态软件概述?356.2组态王的介绍?356.3组态画面的建立?356.3.1创建项目?366.3.2建立主画面?386.3.3建立趋势曲线画面?39 6.3.4建立数据报表?416.3.5建立报警窗口?436.3.6建立参数监控画面?45 第七章系统测试?467.1启动组态王?467.2 参数监控和设定?477.3 报警信息提示?487.4报表系统查询?497.5趋势曲线监控?507.5.1实时趋势曲线?507.5.2 分析历史趋势曲线?51 第八章结论?54参考文献??55。
基于PLC的远程温度控制系统的设计与调试_毕业论文

中国计量学院本科毕业设计(论文)基于PLC的远程温度控制系统的设计与调试The Design and Development of aPLC-based Remote TemperatureController System学生姓名学号学生专业 测控技术与仪器 班级二级学院 计量测试工程学院 指导教师中国计量学院二〇〇八年六月郑 重 声 明本人呈交的毕业设计论文,是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,所有数据、图片资料真实可靠。
尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。
对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确的方式标明。
本学位论文的知识产权归属于培养单位。
学生签名: 日期:分类号:TP273 密级:公开UDC:62 学校代码:10356中国计量学院本科毕业设计(论文)基于PLC的远程温度控制系统的设计与调试The Design and Development of aPLC-based Remote TemperatureController System作者学号申请学位工学学士指导教师学科专业测控技术与仪器培养单位中国计量学院答辩委员会主席评阅人二〇〇八年六月致 谢在此我要衷心感谢我的指导老师XX在这次毕业设计期间对我在学习上和生活上的细心指导和帮助。
从她那儿我得到了许多对于有用的资料和信息,对我完成毕业设计任务有很大的帮助。
在此学习期间她不仅教导了我相关的专业知识,更教导了我在科研学习工作中的钻研精神和专业品质。
此外,我也十分感谢热工检测实验室,提供了实验设计所需的设备和场地,同时也要感谢实验室的各位老师和同学,他们在我的设计实验过程中给予了许多宝贵的指导和帮助。
基于PLC的远程温度控制系统的设计与调试摘要:在许多现代工业生产中,温度控制都是要解决的问题之一,对于很多危险或者无需人力控制的领域,我们可以用远程控制,在办公室里就可以对现场进行监控,即方便又安全。
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基于PLC的远程温度控制系统的调研报告一.课题的背景和意义许多领域都需要对温度的监控,如工厂的生产设备、化工领域、航空航天、农作物的种植和储存、实验室等等. 有很多领域的温度可能较高或较低,人无法靠近或现场无需人力来监控,我们可以用远程监控,坐在办公室里就可以对现场进行监控,又方便又节省人力。
随着电子技术的发展, 可编程序控制器(PLC)已经由原来简单的逻辑量控制, 逐步具有了计算机控制系统的功能。
在现代工业控制中, PLC 占有了很重要的地位, 它可以和计算机一起组成控制功能完善的控制系统。
在许多行业的工业控制系统中, 温度控制都是要解决的问题之一。
如塑料挤出机大都采用简单的温控仪表和温控电路进行控制, 存在控制精度低、超调量大等缺点, 很难生产出高质量的塑料制品。
在一些热处理行业都存在类似的问题[2]。
为此, 设计较为通用的温度控制系统具有重要意义,具体系统参数或部分器件可根据各行业的要求不同来进行调整。
通常由位式或时间比例式温度调节仪控制的工业加热炉温度控制系统,其主回路由接触器控制时因为不能快速反应,所以控温精度都比较低,大多在几度甚至十几度以上。
随着电力电子技术及元器件的发展,主回路用无触点的可控硅和固态继电器代替接触器,配以PID或模糊逻辑控制的调节仪构成的温度控制系统,其控温精度大大提高,常在±2℃以内。
如加热炉是一个大惯性系统,在采用PID 调节模式时,其参数随物料的物理特性及质量而变,参数整定需要比较高的专业知识和经验,如果参数配置不好也难获得好的效果,所以使用比较复杂[9]。
在一些比较大的系统,或还有其它控制目标的场合也常采用工业控制机和PLC(可编程逻辑控制器),加上相应的温度转换摸块构成温度控制系统,它们大多也采用PID 或模糊逻辑控制模型。
二.国内外研究现状(一)PT100温度传感器为了把温度传感器PT100随温度变化的电阻转换成相应的温度变化值,利用下面的温度公式求得:T℃=(温度数字量-0℃偏置量)/1℃数字量,温度数字量=存储在AIWx(x=0,2,4)中的值,0℃偏置量=在0℃测量出的数字量,1℃数字量=温度每升高1℃的数字量。
(二)随着电力电子技术及元器件的发展,出现了以下几种解决的方案:1、主回路用无触点的可控硅和固态继电器代替接触器,配以PID或模糊逻辑控制的调节仪构成的温度控制系统,其控温精度大大提高,常在±2℃以内,优势是采用模糊控制与PID 控制相结合,对控制范围宽、响应快且连续可调系统有巨大的优越性[6]。
2、采用单片机温度控制系统。
用单线数字温度传感器采集温度数据,打破了传统的热电阻、热电偶再通过A/D 转换采集温度的思路。
用单片机对数字进行处理和控制,通过RS - 232 串口传到PC 机对温度进行监视与报警,设置温度的上限和下限。
其优势是结构简单,编程不需要用专用的编程器,只需点击电脑鼠标就可以把编好的程序写到单片机中,很方便且调试、修改和升级很容易[7]。
3、 ARM(Advanced RISC Machine)嵌入式系统模糊温度控制。
利用ARM处理器的强大功能,通过读取温度传感器数据,并与设定值进行比较,然后对温度进行控制。
通过内嵌的操作系统μCLinux获得极好的实时性,并且通过TCP/IP协议能与PC机很快的通讯[8]。
其优势不只是温度控制精度高,而且能够通过现场跟远程两种方式来设定控制温度。
这三种温度控制系统分别有各自的不足,第一种灵活性不足,当生产工艺改进或调整的时候对整个线路系统的更改比较麻烦,甚至需要重新排线建立一个系统,工程浩大。
(二)CPM2AH-20/30/40/60CDR-A属于小型应用PLC。
与CPM1A相比,有如下特点:1、高速计数器能方便地测量高速运动的加工件。
2、扩展能力增强,最大到12ch的模拟量。
3、带高速扫描和高速中断的高速处理。
4、可方便地与OMRON的可编程程序终端(PT)相连接,为机器操作提供一个可视化界面。
5、A/D,D/A精度大幅度提高,分辨率为1/6000。
6、可进行分散控制和模拟量控制。
7、通讯功能增加,提供内置RS232C端口及RS485的适配器三.课题基本内容1、温度控制系统要求将被控系统的温度控制在10摄氏度到100摄氏度之间,当温度低于10摄氏度或高于100摄氏度时,应能自动调节,当调整1分钟后仍不能脱离不正常状态,应使高温报警指示灯闪烁。
系统设置一个启动按钮来启动控制程序,设置绿、红、蓝,三个指示灯来指示温度状态,被控温度在要求范围内,绿灯亮,表示系统运行正常,当被控温度超过上限或者温度超高景调整不能回到正常范围,红灯亮;当被控温度低于下限,蓝灯亮。
2、PT100温度传感器把温度传感器PT100随温度变化的电阻转换成相应的温度变化值,利用下面的温度公式求得:T℃=(温度数字量-0℃偏置量)/1℃数字量温度数字量=存储在AIWx(x=0,2,4)中的值0℃偏置量=在0℃测量出的数字量1℃数字量=温度每升高1℃的数字量3、PLC控制系统的构成采用欧姆龙CPM2AH PLC作为控制器[19],并选择AD/DA扩展模块。
根据被控系统的要求,选用PLC基本单元,并配置模拟量输入/输出单元。
在被控系统中温度测量点,温度信号经变送器变成0-10V的电压信号,经AD/DA模块之后,PLC读入温度值后,再取其平均值作为被控系统的实际温度值。
若被测温度超过允许范围,则温度高报警指示灯亮,且系统自动调整,如果调整时间过长(超过一分钟),系统立即切断电源,停止加热;如果被测温度低于预设值,则温度低报警指示灯亮,系统立即启动加热器,进行加热,直至达到设定温度范围内。
四.研究方法及措施系统框图(1)上述原理图有以下几个名词术语:计算机——指的工业控制用计算机,也就是通常所称的上位机。
PLC——可编程控制器(Programmable Logic Controller),具备一定逻辑运算能力跟通信能力的工业现场机,也就是通常所称的下位机,与上位机保持通信并且按设定好的程序进行逻辑控制。
A/D转换模块——进行模拟量数字量转换的组件,把连续的模拟量转换成计算机能够处理的离散的数字量。
变送器——把热电阻/热电偶的阻值转换成标准的4~20mA的电流量或者0~10V的电压量。
热电阻/热电偶——利用温度阻值线性好的铂等金属制成的温度传感器。
电压调整器——根据输入信号的改变而改变输出电压的高低。
加热器——根据输入电压的高低而改变加热的强度。
(2)研究方法:1、温度数据采集部分用PT100温度传感器。
PT100温度传感器是比较常用的铂电阻温度传感器,它适用于测量-60℃到+400℃之间的温度,工业应用通常在0~150℃之间。
PT100在0℃时电阻为100欧姆,随着温度的变化电组成线性变化,大约是每摄氏度0.4欧姆,为了产生5mV/℃的电压系数,需要提供12.5mA 电流。
由于模拟量输出精度为10微安/数,为了得到5mA输出电流所需的输出数必须为1250。
因为AQW数据字向右移4位,因此输出数必须乘以16。
这样,为了初始化模拟量输出Io位12.5mA电流,在AQW0中必须设置20000输出数。
等式为:(32000/20mA*12.5mA=20000)2、数据处理部分用欧姆龙公司生产的CPM2AH型的可编程控制器。
主要负责数据处理和储存的工作。
通过编制软件,对采集到的温度信号与设定值进行比较处理;对有关操作信号进行联机操作。
在用PLC和被控对象构成一个控制系统时,通常以下面几个步骤进行:①根据生产的工艺过程分析控制要求。
如需要完成的动作(动作顺序、动作条件、必须的保护和连锁等),操作方式(手动、自动、连续、单周期、单步等)。
②根据控制要求确定所需要的用户输入输出设备。
选定PLC;确定PLC的点数;分配PLC的I/O点,设计I/O连接图。
此外,系统用到的计数器、定时器等也要进行分配。
③进行PLC的程序设计。
对于复杂的控制系统,需要绘制系统控制流程图,用以清楚地表明动作的顺序和条件,对于简单的控制系统,也可省略。
要设计好梯形图,这是关键的一步。
④根据梯形图编制程序清单,用编程器将程序键入到PLC的用户存储器中,并检查键入的程序正确与否。
⑤检查程序是否能正确完成逻辑要求,是否能完成得很好。
如果不合要求,对程序进行调试和修改,直到满足要求为止。
⑥保存程序。
五、研究意义在现代工业生产中,许多领域都需要对温度进行监控,有很多领域的温度可能较高或较低,人无法靠近或现场无需人力来监控,我们可以用远程监控,坐在办公室里就可以对现场进行监控。
随着电子技术的发展, 可编程序控制器(PLC)已经由原来简单的逻辑量控制,逐步具有了计算机控制系统的功能,在现代工业控制中,PLC可以和计算机一起组成控制功能完善的控制系统[12][13]。
并且,由PLC组成的控制系统可以方便的改写程序,以适应不同的生产需要,为此,在现阶段设计较为通用的温度控制系统具有重要意义,具体系统参数或部分器件可根据各行业的要求不同来进行调整。
六、主要参考文献:[1] 丁勇, 郑金吾基于PLC 的泵机组控制[J].自动化仪表,2004,25(2):60~62[2] 周梅芳,金向平,陈偕雄.基于PLC 的智能PID 控制方法及其应用[J].化工自动化及仪表, 2003,30 (6) :46~48[3] 金凯鹏,胡即明.基于模糊PID 算法远程温度控制系统的实现[J].微计算机信息,2006,22:70~71[4] 石锦松,贺丽萍,白亮等.基于ARM 的远程控制温控系统的设计[J].现代电子技术,2007,12:80~81[5] 黄柱深,黄超麟.基于PLC的高精度温度控制系统[J].机电工程技术,2006,35(2):65~66[6] 杨万能,秦付军.基于PLC 的网络温度监控系统的研究[J].西华大学学报,2006,25(6):71~72[7] 蔡军,曹慧英. 基于PLC 的温控系统设计与研究[J]. 微计算机信息,2007,23:26~28[8] 戴星,谢守勇,何炳辉等. 基于PLC 的温室控制系统的研究[J]. 农机化研究,2007,1:129~132。