【正文】 河北機電職業(yè)技術學院 河北機電職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計論文 題目 基于 PLC 控制的加熱爐溫度控制系統(tǒng) 系 別 電氣工程系 專 業(yè) 班 級 學 生 學 號 指 導 教 師 2020 年 6 月 河北機電職業(yè)技術學院 I 摘要 溫度控制系統(tǒng)廣泛應用于工業(yè)控制領域，如鋼鐵廠、化工廠、火電廠等鍋爐的溫度控制系統(tǒng)，電焊機的溫度控制系統(tǒng)等。 加熱爐溫度控制在許多領域中得到廣泛的應用。這方面的應用大多是基于單片機進行 PID 控制 , 然而單片機控制的DDC 系統(tǒng)軟硬件設計較為復雜 , 特別是涉及到邏輯控制方面更不是其長處 , PLC 在這方面卻是公認的最佳選擇。 加熱爐溫度是一個大慣性系統(tǒng)，一般采用 PID調 節(jié)進行控制。 隨著 PLC功能的擴充在許多 PLC控制器中都擴充了 PID 控制功能 , 因此在邏輯控制與 PID控制混合的應用場所中采用 PLC控制是較為合理的。 本設計是利用西門子 S7300PLC控制加熱爐溫度的控制系統(tǒng)。首先介紹了溫度控制系統(tǒng)的工作原理和系統(tǒng)的組成，然后介紹了西門子 S7300PLC和系統(tǒng)硬件及軟件的具體設計過程。 關鍵詞：西門子 S7300PLC， PID，溫度傳感器，固態(tài)繼電器 河北機電職業(yè)技術學院 II Abstract Temperature control system has been widely used in the industry controlled field，as the temperature control system of boilers and welding machines in steel works、chemical plant、 heatengine plant etc. Heatingstove temperature control has also been applied widely in all kinds of fields .The application of this aspect is based on SCM which is making the PID control, yet the hardware and software design of DDC system controlled by SCM is somewhat plicated , it’s not an advantage especially related to logic control, however it is accepted as the best choice when mentioned to PLC. The furnace temperature of heatingstove is a large inertia system， so generally using PID adjusting to control. With the expanding of PLC function, the control function in many PLC controllers has been expanded. Therefore it is more reasonable to apply PLC controlling in the applicable fields where logical control and PID control blend together. The design has utilized the control system with which Siemens S7300 PLC control the temperature heatingstove. In the first place this paper presents the working principles of the temperature control system and the elements of this system. Then it introduces Siemens S7300 PLC and the specific design procedures of the hardware and the software. Key words： Siemens S7300 PLC， PID， temperature pickup, solid state relay 河北機電職業(yè)技術學院 III 目 錄 摘要 ................................................................ I Abstract........................................................... II 第一章 引言 ........................................................ 1 系統(tǒng)設計背景 ............................................... 1 系統(tǒng)工作原理 ............................................... 1 系統(tǒng)設計目標及技術要求 ..................................... 2 技術綜述 ................................................... 2 第二章 系統(tǒng)設計 ..................................................... 3 控制原理與數(shù)學模型 ......................................... 3 PID 控制原理 ......................................... 3 PID 指令的使用注意事項 ............................... 6 采樣信號和控制量分析 ....................................... 7 系統(tǒng)組成 ................................................... 8 第三章 硬件設計 ..................................................... 9 PLC 的基本概念 ............................................. 9 模塊式 PLC 的基本結構 ................................. 9 PLC 的特點 .......................................... 11 PLC 的工作原理 ............................................ 12 PLC 的循環(huán)處理過程 .................................. 12 用戶程序的執(zhí)行過程 .................................. 14 S7300 簡介 ............................................... 14 數(shù)字量輸入模塊 ...................................... 14 數(shù)字量輸出模塊 ...................................... 15 數(shù)字量輸入 /輸出模塊 ................................. 15 模擬量輸入模塊 ...................................... 15 模擬量輸出模塊 ...................................... 15 溫度傳感器 ................................................ 16 熱電偶 ..............................................16 熱電阻 ..............................................17 固態(tài)繼電器 ................................................ 18 概述 ................................................18 固態(tài)繼電器的組成 ....................................18 河北機電職業(yè)技術學院 IV 固態(tài)繼電器的優(yōu)缺點 ...................................19 第四章 軟件設計 .................................................... 20 STEP7 編程軟件簡介 ........................................ 20 STEP7 概述 .......................................... 20 STEP7 的硬件接口 ............................ ........20 STEP7 的編程功能 .................................... 20 STEP7 的硬件組態(tài)與診斷功能 .......................... 21 STEP7 項目的創(chuàng)建 ........................................... 22 使用向導創(chuàng)建項目 .................................... 22 直接創(chuàng)建項目 ........................................ 22 硬件組態(tài)與參數(shù) 設置 .................................. 22 用變量表調試程序 ........................................... 24 系統(tǒng)調試的基本步驟 .................................. 24 變量表的基本功能 .................................... 25 變量表的生成 ........................................ 26 變量表的使用 ........................................ 26 S7300 的編程語言 ......................................... 27 PLC 編程語言的國際標準 .............................. 27 STEP7 中的編程技術 .................................. 28 結束語 ............................................................. 32 致謝 ...............................................................33 參考文獻 ........................................................... 34 附錄 ............................................................... 35 河北機電職業(yè)技術學院 1 第一章 引言 系統(tǒng)設計背景 近年來， 加熱 爐溫度控制系統(tǒng)是比較常見和典型的過程控制系統(tǒng)，溫度是工業(yè)生產過程中重要的被控參數(shù)之一，冶金﹑機械﹑食品﹑化工等各類工業(yè)生產過程中廣泛使用的各種加熱爐﹑熱處理爐﹑反應爐，對工件的處理均需要 對溫度進行控制。因此，在工業(yè)生產和家居生活過程中常需對溫度進行檢測和監(jiān)控。由于許多實踐現(xiàn)場對溫度的影響是多方面的，使得溫度的控制比較復雜 ， 傳統(tǒng)的 加熱爐電氣 控制 系統(tǒng) 普遍采用繼電器 控制 技術，由于采用固定接線的硬件實現(xiàn)邏輯 控制 ，使 控制 系統(tǒng) 的體積增大，耗電多，效率不高