加热炉温度控制系统毕业论文
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。
温度控制系统设计毕业设计论文
目录第一章设计背景及设计意义 (2)第二章系统方案设计 (3)第三章硬件 (5)3.1 温度检测和变送器 (5)3.2 温度控制电路 (6)3.3 A/D转换电路 (7)3.4 报警电路 (8)3.5 看门狗电路 (8)3.6 显示电路 (10)3.7 电源电路 (12)第四章软件设计 (14)4.1软件实现方法 (14)4.2总体程序流程图 (15)4.3程序清单 (19)第五章设计感想 (29)第六章参考文献 (30)第七章附录 (31)7.1硬件清单 (31)7.2硬件布线图 (31)第一章设计背景及研究意义机械制造行业中，用于金属热处理的加热炉，需要消耗大量的电能，而且温度控制是纯滞后的一阶惯性环节。
现有企业多采用常规仪表加接触器的断续控制，随着科技进步和生产的发展，这类设备对温度的控制要求越来越高，除控温精度外，对温度上升速度及下降速度也提出了可控要求，显而易见常规控制难于满足这些工艺要求。
随着微电子技术及电力电子技术的发展，采用功能强、体积小、价格低的智能化温度控制装置控制加热炉已成为现实。
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。
随着单片机技术的飞速发展，通过单片机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。
在现代化的工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。
例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。
对工件的处理温度要求严格控制，计算机温度控制系统使温度控制指标得到了大幅度提高。
采用MCS-51单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。
因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。
(完整版)基于PID电加热炉温度控制系统设计定稿毕业论文
基于PID电加热炉温度控制系统设计1概述电加热炉随着科学技术的发展和工业生产水平的提高，已经在冶金、化工、机械等各类工业控制中得到了广泛应用，并且在国民经济中占有举足轻重的地位。
对于这样一个具有非线性、大滞后、大惯性、时变性、升温单向性等特点的控制对象，很难用数学方法建立精确的数学模型，因此用传统的控制理论和方法很难达到好的控制效果。
单片机以其高可靠性、高性能价格比、控制方便简单和灵活性大等优点，在工业控制系统、智能化仪器仪表等诸多领域得到广泛应用。
采用单片机进行炉温控制，可以提高控制质量和自动化水平。
在本控制对象电阻加热炉功率为800W，由220V交流电供电，采用双向可控硅进行控制。
本设计针对一个温度区进行温度控制，要求控制温度范围50~350C，保温阶段温度控制精度为正负1度。
选择合适的传感器，计算机输出信号经转换后通过双向可控硅控制器控制加热电阻两端的电压。
其对象问温控数学模型为：其中：时间常数Td=350秒放大系数Kd=50滞后时间=10秒控制算法选用改PID控制2系统硬件的设计本系统的单片机炉温控制系统结构主要由单片机控制器、可控硅输出部分、热电偶传感器、温度变送器以及被控对象组成。
系统硬件结构框图如下：图2-1 系统硬件结构框图图2-2 系统电路图2.1电源部分本系统所需电源有220V交流市电、直流5V电压和低压交流电，故需要变压器、整流装置和稳压芯片等组成电源电路。
电源变压器是将交流电网220V的电压变为所需要的电压值，然后通过整流电路将交流电压变为脉动的直流电压。
由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波，必须通过滤波电路加以滤除，从而得到平滑的直流电压。
但这样的电压还随电网电压波动（一般有+-10%左右的波动）、负载和温度的变化而变化。
因而在整流、滤波电路之后,还需要接稳压电路。
稳压电路的作用是当电网电压波动、负载和温度变化时，维持输出直流电压稳定。
整流装置采用二极管桥式整流，稳压芯片采用78L05,配合电容将电压稳定在5V，供控制电路、测量电路和驱动执行电路中弱电部分使用。
加热炉温度控制系统设计
加热炉温度控制系统设计[摘要] 加热炉温度控制系统广泛应用于冶金、化工、机械等各类工业控制中，并且在国民经济中占有举足轻重地地位，本文介绍了一种基于单片机地加热炉温度控制系统.本系统以单片机A T89C51为核心，由温度检测、变送及转换电路、控制电路、显示电路、键盘电路、报警电路等组成.本系统通过热电偶温度传感器对温度进行实时检测、变送并通过A/D转换电路转换为数字信号送给单片机，单片机对温度数据进行数字处理并进行PID运算计算出控制量，来改变固态继电器地导通和关断地时间，从而改变加热功率实现对温度控制.其中键盘电路可以对温度进行预设；显示电路可以显示当前温度，直观易懂，让人一目了然；当炉内温度过高或过低时，将会进行声光报警.该系统硬件成本低，控温精度较高，可靠性好，抗干扰，具有适合企业大规模生产地产品实用性.[关键词] 加热炉； AT89C51； PID控制；温度控制The Design of The Heating Furnace Temperature Control System[Abstract] The heating furnace temperature control system is widely used in metallurgy, chemical industry, machinery and other kinds of industrial control, and has play a decisive role in the national economy status, this paper introduces a kind of furnace temperature control system based on SCM.The AT89C51 microcontroller system as the core, by the temperature detection, transmission and conversion circuit, control circuit, display circuit, keyboard circuit, alarm circuit. The system through the thermocouple temperature sensor for temperature in real-time detection, transmission and conversion through the A/D is converted to a digital signal to the microcontroller, microcontroller for digital processing of temperature data and PID operations to calculate the control quantity, to change the solid state relay turn-on and turn-off time, thus changing the heating power of the temperature control. The keyboard circuit may be preset temperature。
电加热炉温度控制系统模型建立及控制算法
东华理工学院长江学院毕业设计（论文）题目电加热炉温度控制系统模型建立及控制算法英文题目The Electric Heating Furnace Temperature Control System Models and Control Algorithms to Establish学生姓名雒得齐专业自动化班级023122指导教师罗先喜二零零六年六月摘要本文以电加热炉为被控对象，通过对电加热炉对象的特性分析来确定电加热炉系统的构成及控制方案。
本文介绍了在建立数学模型的情况下，实现电加热炉炉温的单神经元PID控制算法，通过对普通电加热炉温度控制的系统模型建立及控制算法的设计,解决了普通温度控制系统的动态温度误差与温度误差两者之间的矛盾，而且结构简单，实施容易。
对炉温控制，采用适用于工业控制的8051单片机组成系统。
经实验结果和分析，对P、PI、普通PID控制算法的比较，最终采用了算法简单、效果好的单神经元自适应积分分离PID控制算法，PID算法具有计算量小，控制器结果简单，静动态性能指标好的特点。
要控制电加热炉的温度，我们险要了解其组成及工作原理，通过分析，当我们控制了电加热炉炉丝的功率，也就控制了他的温度，也就是说我们要控制了电加热炉的炉丝功率，就必须控制电加热炉的输入电压，这样我们的工作就简单多了，在这里控制电压采用的是占空比的道通方式，温度越底输入的电压越大，反之越小，采用PID控制算法的调节来输出。
在文中还比较详细的介绍了系统的硬件组成，重点讨论了系统的控制算法、数学模型建立、系统误差和软件设计。
关键词电加热炉；温度控制；单片机；PID算法AbstractThe electric heating furnace for the accused to object to the adoption of the identity of the target of heating furnace electric heating furnace system analysis to determine the composition and control programmed. This article introduced in the establishment of mathematical models of electric heating furnace furnace temperature to achieve single nerve million PID control algorithms, through ordinary electric heating furnace temperature control system models and control algorithms to establish the design and solved ordinary temperature control system dynamics temperature error and temperature error between the contradictions, but a simple structure, the imp lementation easy. For furnace temperature control, the use of control applicable to the industrial composition of the 8051 SCM system. The experiment results and analysis of P, PI and PID control algorithms general comparison, the ultimate use of algorithms simple, good results million multi scoring single nerve separation PID control algorithms, calculated PID algorithm with a small amount of controller results simple, static dynamic performance indicators of good character. To control the electric heating furnace temperature, we strategically located and difficult of access to understand its composition and operating principles, through analysis, when we control the electricity heating furnace stoves silk power, he would control the temperature, that is to say we want to control the electricity heating furnace stoves silk power, we must control the electric heating furnace input voltage, so that we work on a more simple, Here is used to control voltage Zhankongbi the Road Link, the temperature at the end of the voltage is greater, but smaller, using PID control algorithms to adjust the output. In the speech also introduced a system of more detailed hardware composition of the discussion focused on the control system algorithms, mathematical model building, system errors and software design.Key words：electricslly heated oven; temperature control; SCM; PID algorithm目录中文摘要与关键词英文摘要与关键词绪论 (1)概述 (1)1．系统的基本构成及元件介绍 (4)1.1 系统硬件结构及组成框图 (4)1.2 芯片介绍 (4)1.2.1 MCS-51单片机内部结构 (4)1.2.2 定时/计数器 (8)1.2.3 光控可控硅 (10)1.2.4 8279的芯片介绍 (14)1.2.5 12位A/D转换器ADS7804 (18)1.2.6 热电偶 (22)1．3 部分电路 (23)1.3.1 光控可控硅 (23)1.3.2 冷端补偿器法 (23)1.3.3 电源电路 (24)2．模型建立及仿真结果 (26)2.1 系统数学模型的建立 (26)2.2 PID算法 (27)2.2.1 温度控制原理及PID控制算法 (27)2.2.2 PID控制的优点 (30)2.3 仿真及误差分析 (31)2.3.1 电加热炉积分分离PID控制的仿真研究 (31)2.3.2 误差分析 (36)2.3.3 PID调节器参数对控制性能的影响 (37)2.3.4 PID控制器的参数整定 (38)2.4 抗干扰能力 (39)3．软件处理 (40)3.1 采样流程图 (40)3.2 主程序流程图 (41)3.3 其他程序流程图 (41)结论及心得体会 (44)致谢 (46)参考文献 (47)附录一程序清单 (48)附录二原理图 (68)绪论概述随着现代工业的不断发展，在冶金、化工、机械等各类工业制造中，电加热炉得到了广泛的应用。
加热炉毕业论文设计
唐山科技职业技术学院毕业实习报告系别冶金工程系专业班级09冶金技术1班学生姓名学号 **********实习单位指导教师日期目录1 实习期间的收获体会 (1)1.1 加热炉的概念及分类 (1)1.1.1 加热炉的概念 (1)1.1.2 加热炉的分类 (1)1.2 加热炉的组成 (2)1.3 加热炉炉温的影响因素 (2)1.4 加热炉炉温的控制 (4)1.5 如何做一个合格的看火工 (4)2 技术总结 (7)2.1 加热炉操作说明 (7)2.2 加热炉操作要点 (7)2.2.1 烘炉前准备 (7)2.2.2 烘炉操作要点 (7)2.2.3 加热炉正常操作要点 (9)2.2.4 停炉操作要点 (9)2.2.5 吹扫操作要点 (10)2.3 气化系统操作要点 (10)2.3.1 气化冷却系统运行必备条件 (10)2.3.2 煮炉 (11)2.3.3 运行 (11)2.3.4 停炉 (12)2.4 软化水系统操作要点 (12)2.5 加热炉常见的事故及处理 (13)结束语 (15)致谢 (16)1 实习期间的收获体会1.1 加热炉的概念及分类1.1.1 加热炉的概念这一次的实习地点是坐落于滦县茨榆坨工业园区内的唐山东海钢铁集团特钢有限公司，公司主要产品有：钢坯、螺纹钢、棒材、特种钢等。
螺纹钢、棒材的主要生产工艺流程是：加热炉→粗轧机→中轧机→精轧机→水冷装置→冷床→冷剪→自动计数装置→打捆机→卸料。
我的实习岗位就是加热炉的看火工，我们公司采用的是燃高炉煤气双蓄热连续推钢式加热炉，它的规格：全长26000㎜，有效长度24500㎜，有效宽度12800㎜，加热能力170t/h。
来料为方坯，钢坯规格；165×165×12000㎜、150×150×12000㎜下面我就着重介绍一下加热炉。
加热炉是将物料或工件加热的设备。
在冶金工业中，加热炉习惯上是指把金属加热到轧制成锻造温度的工业炉。
加热炉论文
加热炉串级控制系统摘要本设计是加热炉串级控制系统的设计方案，利用MATLAB中的Simulink进行系统仿真，并采用临界比例度法进行参数的整定，最终完成符合实际要求的加热炉串级控制系统的设计方案。
关键词：加热炉串级控制系统主控制量临界比例度1序言在大多数情况下，简单控制系统由于其自身需要的自动化仪表少，设备投资少，维护、投运简单，同时，生产实践证明它能解决大量的生产控制问题，满足定值控制的要求，因此，简单控制系统是生产过程自动控制中最简单、最基本、应用最广的一种形式，约占自动控制系统的90%左右。
但是，针对不同的生产过程为满足其生产过程的生产工艺、生产参数的不同要求，简单控制系统已不能满足生产要求，所以相继出现了各种复杂控制系统，例如，串级控制系统，前馈控制系统，纯滞后补偿控制系统和解耦控制系统等。
在各种复杂控制系统中，串级控制系统占有较大比重。
串级控制系统是在简单控制系统的基础上发展起来的，为双闭环或多闭环控制系统。
串级控制系统可以应用于容量滞后较大的对象，纯滞后较大的对象，扰动变化激烈而且幅度大的对象和参数互相关联的对象。
工业生产中的加热炉，其任务是将被加热物料加热到一定温度，然后送到下道工序进行加工。
加热炉工艺过程为：被加热物料流过排列炉膛四周的管道后，加热到炉出口工艺所要求的温度。
在加热用的燃料油管道上装有一个调节阀，用以控制燃料油流量，以达到控制出口温度的目的。
从实际工程可知，加热炉出口温度的控制系统中的温度属于容量滞后较大的对象，为了提高控制质量，采用串级控制系统，选择滞后较小的炉膛温度为副参数，构成炉出口温度对炉膛温度的串级控制系统。
运用副回路的快速作用，将有效地提高控制质量，可以满足生产要求。
为此设计以串级控制为基础的加热炉串级控制系统，对该生产过程有积极意义。
2加热炉串级控制系统分析2.1加热炉串级控制系统的描述加热炉温度控制系统如图1所示，原料在加热管中从入口到出口过程中被加热到指定的温度。
加热炉温度控制系统
加热炉温度控制系统标题：加热炉温度控制系统摘要：加热炉温度控制系统是一种用于控制加热炉温度的设备。
它通过监测加热炉内的温度并相应地调节加热器的工作状态，以保持加热炉内的温度在设定范围内稳定。
本文将介绍加热炉温度控制系统的原理、组成部分以及工作流程，并探讨其在工业生产中的应用。
关键词：加热炉、温度控制、加热器、工业生产1. 引言加热炉是一种常见的热处理设备，广泛应用于冶金、机械加工和材料研究等领域。
在加热炉的使用过程中，保持加热炉内的温度稳定是非常重要的。
过低的温度会导致加热不充分，影响产品的质量；过高的温度则会造成能源的浪费，甚至导致设备损坏。
因此，开发一种稳定且可靠的加热炉温度控制系统对于提高生产效率和节约能源具有重要意义。
2. 温度控制系统的原理温度控制系统通常由温度传感器、控制器和执行器组成。
温度传感器用于实时监测加热炉内的温度变化，将温度信号传输给控制器。
控制器根据设定的温度范围和温度传感器反馈的实时温度，计算出相应的控制信号。
执行器根据控制信号调节加热器的工作状态，从而实现加热炉温度的稳定控制。
3. 温度控制系统的组成部分3.1 温度传感器温度传感器是温度控制系统中的重要组成部分。
常用的温度传感器有热电阻和热电偶两种。
热电阻传感器的工作原理是利用金属电阻随温度变化而发生的电阻变化，通过测量电阻的变化来确定温度。
热电偶传感器则是利用两种不同材料的接触产生的热电势随温差变化而变化，通过测量热电势的变化来确定温度。
3.2 控制器控制器是温度控制系统的核心部件，负责计算控制信号并将其传输给执行器。
控制器根据设定的温度范围和温度传感器反馈的实时温度，做出相应的控制决策。
常见的控制器包括PID控制器和模糊控制器。
PID控制器根据比例、积分和微分三个方面来调节控制信号；模糊控制器则利用模糊逻辑推断得出控制信号。
3.3 执行器执行器根据控制器传输的控制信号调节加热器的工作状态。
常见的执行器包括电动阀和可调电阻。
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加热炉温度控制系统毕业论文目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景及意义 (1)1.2 研究的主要容 (1)1.3 系统的设计目标及技术要求 (1)1.4 控制系统的设计原理 (2)1.5 技术综述 (2)第2章硬件设计 (4)2.1 西门子S7- PLC (4)2.1.1 西门子S7-200主要功能模块介绍 (4)2.1.2 开关量I/O模块介绍 (5)2.2 温度传感器 (5)2.2.1 热电偶 (6)2.2.2 热电阻 (6)2.3 模拟量输入模块 (8)2.3.1 EM231模拟量输入模块 (8)2.3.2 EM232模拟量输出模块 (10)2.4 可控硅电压调整器 (11)2.4.1 可控硅电压调整器简介 (11)2.4.2 可控硅电压调整器的主要性能指标 (12)2.4.3 双向可控硅交流调压原理 (12)2.4.4 可控硅电压调整器在加热炉中的应用 (13)2.5 本章小结 (14)第3章炉温PID控制算法 (15)3.1 PID控制器基本概念 (15)3.2 PID控制算法数字化处理 (16)3.3 PID在PLC中的回路指令 (19)3.4 模拟量采集的数字滤波算法 (21)3.5 采样周期的选择 (23)3.6 PID参数整定 (24)3.7 本章小结 (27)第4章软件设计 (28)WORD版本.4.1 STEP7编程软件简介 (28)4.2 方案设计思路 (28)4.3 程序流程图 (30)4.4 系统程序实现 (30)4.5 PLC炉温控制系统的调试 (31)4.6 本章小结 (31)第5章组态画面设计 (32)5.1 组态王简介 (32)5.2 组态画面设计 (32)5.2.1 创建项目 (32)5.2.2 创建主画面 (34)5.2.3 建立实时趋势曲线 (35)5.2.4 创建报警窗口 (35)5.2.5 建立系统原理画面 (36)5.2.6 建立参数监控画面 (37)5.3 本章小结 (38)第6章系统调试 (39)6.1 组态王与S7-200的通信 (39)6.2 启动组态王 (39)6.3 参数设定和监控 (40)6.4 报警信息提示 (41)6.5 趋势曲线监控 (42)6.6 本章小结 (43)结论 (44)致谢 (45)参考文献 (46)附录１ (47)附录2 (49)附录3 (52)WORD版本.第1章绪论1.1课题背景及意义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。
其中，温度是一个非常重要的过程变量。
例如：在冶金工业、化工工业、电力工业、机械加工和食品加工等许多领域，都需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉的温度进行控制[1]。
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。
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，通过采用PLC来对它们进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大的优点，而且可以大幅度提高被测温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。
因此，PLC对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的控制问题。
这也正是本设计所重点研究的容。
1.2研究的主要容本课题的研究容主要有：1)温度的检测；2)采用PLC进行恒温控制；3)PID算法在PLC中如何实现；4)PID参数对系统控制性能的影响；5)温控系统人机界面的实现；1.3系统的设计目标及技术要求本PLC温度控制系统的具体指标要求是：对加热器加热温度调整围为800℃—1000℃，温度控制精度小于3℃，系统的超调量须小于15%，并具有温度上下限报警功能和故障报警功能。
软件设计须能进行人机对话，考虑到本系统控制对象为电炉，是一个大延迟环节，且温度调节围较宽，所以本系统对过渡过程时间不予要求。
WORD版本.1.4控制系统的设计原理加热炉温度控制系统基本构成如图1-1所示，它由PLC主控系统、可控硅电压调整器、加热炉、温度传感器、温度变送器等几个部分组成[2]。
图1-1 加热炉温度控制系统基本构成框图通过调节双向可控硅的通断来调节电阻丝的输出功率，由温度检测元件热电阻将采集到的炉膛温度信号，经过温度变送器转换为电压信号，PLC主控系统部的A/D将送进来的电压信号转化为西门子S7-PLC可识别的数字量。
用编制好的程序对其进行计算，得到实际温度值，在与给定的温度值比较，得到的偏差经过PID运算后，输出的数字量经过D/A转换，在由模拟量输出模块送给可控硅电压调整器，产生可控硅脉冲触发信号，该信号触发可控硅电路，最终由该电路驱动电炉的加热丝，通过调整可控硅触发信号（即调节供电电压每个周期的导通角），即可控制电炉电压的通断及大小，进而达到控制炉温的目的。
1.5技术综述自70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在电子技术的迅猛发展，以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国外温度控制系统发展迅速，并在智能化自适应参数自整定等方面取得成果。
在这方面以日本、美国、德国、瑞典等国技术领先，并且都生产出了一批商品化的性能优异的温度控制器及仪器仪表，在各行业广泛应用。
目前，国外温度控制系统及仪表正朝着高精度智能化、小型化等方面快速发展。
温度控制系统在国各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国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。
目前，我国在这方面总体技术水平处于20世纪80年代中后期水平。
成熟产品主要以“点位”控制及常规的WORD版本.PID控制器为主，它只能适应一般温度系统控制，难于控制滞后复杂时变温度系统控制，而且适应于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表国技术还不十分成熟，形成商品化并广泛应用的控制仪表较少。
现在，我国在温度等控制仪表业与国外还有着一定的差距。
温度控制系统大致可分别用3种方式实现，一种是用仪器仪表来控制温度，这种方法控制的精度不高。
另一种是基于单片机进行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, 而PLC 在这方面却是公认的最佳选择。
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。
因此本设计选用西门子S7-200PLC来控制加热炉的温度。
WORD版本.第2章硬件设计随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已经广泛地应用在所有的工业领域。
现代社会要求制造业对市场需求做出迅速反应，生产出小批量、多品种、多规格、高质量的产品。
为了满足这一要求，生产设备和自动化生产线的控制系统必须具有极高的可靠性和灵活性。
可编程序控制器（Programmable Logic Controller）正是顺应这一要求出现的，它是以微处理器为基础的通用控制装置。
本章主要介绍西门子S7-200系列PLC以及其它硬件的组成与选型。
2.1西门子S7- PLCS7- 系列 PLC 是由德国西门子公司生产的一种超小型系列可编程控制器，它能够满足多种自动化控制的需求，其设计紧凑，价格低廉，并且具有良好的可扩展性以及强大的指令功能，可代替继电器在简单的控制场合，也可以用于复杂的自动化控制系统。
由于它具有极强的通信功能，在大型网络控制系统中也能充分发挥作用[3]。
S7-200系列可以根据对象的不同, 可以选用不同的型号和不同数量的模块。
并可以将这些模块安装在同一机架上。
2.1.1西门子S7-200主要功能模块介绍S7-200的CPU 模块包括一个中央处理单元,电源以及数字I/O 点,这些都被集成在一个紧凑,独立的设备中。
CPU 负责执行程序,输入部分从现场设备中采集信号,输出部分则输出控制信号,驱动外部负载.从 CPU 模块的功能来看, CPU 模块为CPU22*,它具有如下五种不同的结构配置CPU 单元：①CPU221 它有 6 输入/4 输出,I/0 共计 10 点.无扩展能力,程序和数据存储容量较小,有一定的高速计数处理能力,非常适合于少点数的控制系统。
②CPU222 它有8 输入/6 输出，I/0 共计 14 点，和 CPU 221 相比,它可以进行一定的模拟量控制和2个模块的扩展,因此是应用更广泛的全功能控制器。
③CPU224 它有 14 输入/10 输出，I/0 共计 24 点，和前两者相比,存储容量扩大了一倍,它可以有 7个扩展模块,有置时钟,它有更强的模拟量和高速计数的处理能力,是使用得最多 S7- 产品。
WORD版本.④CPU224XP 它有 24 输入/16 输出,I/0 共计 40 点,和 CPU224 相比,增加了通信口的数量,通信能力大大增强。
它可用于点数较多,要求较高的小型或中型控制系统。
⑤CPU226它有 24 输入/16 输出,I/0 共计 40 点,它在用户程序存储容量和数据存储容量上进行了扩展,其他指标和 CPU224XP相同。
2.1.2开关量I/O模块介绍当 CPU 的 I/0 点数不够用或需要进行特殊功能的控制时,就要进行I/O 扩展,I/O 扩展包括 I/O 点数的扩展和功能模块的扩展。
通常开关量I/O 模块产品分 3 种类型:输入模块,输出模块以及输入/输出模块。
为了保证 PLC 的工作可靠性,在输入模块中都采用提高可靠性的技术措施。
如光电隔离,输入保护(浪涌吸收器,旁路二极管,限流电阻),高频滤波,输入数据缓冲器等。
由于 PLC 要控制的对象有多种,因此输出模块也应根据负载进行选择,有直流输出模块, 交流输出模块和交直流输出模块。
按照输出开关器件种类不同又分为 3 种：继电器输出型,晶体管输出型和双向晶闸管输出型。
这三种输出方式中,从输出响应速度来看，晶体管输出型最快，继电器输出型最差，晶闸管输出型居中；若从与外部电路安全隔离角度看,继电器输出型最好。
在实际使用时，亦应仔细查看开关量 I/O 模块的技术特性，按照实际情况进行选择。
由于本系统是单回路的反馈系统，CPU224XP相比与其他型号具有更好的硬件指标，其上自带有模拟量的输入和输出通道，因此节省了元器件的成本，CPU224XP自带的模拟量I/O规格如表2-1所示：表2-1 模拟量I/O配置表CPU224XP自带的模拟量输入通道有2个，模拟量输出通道1个。
在S7-200中，单极性模拟量的输入/输出信号的数值围是0~32000，双极性模拟信号的数值围是-32000~+32000[4]。
2.2温度传感器温度是一个基本的物理量，自然界中的一切过程无不与温度密切相关。