【正文】 《電梯運行控制》課程論文（或《自動化設(shè)備》）論 文 題 目 PLC溫度控制系統(tǒng)論文 學(xué)生專業(yè)班級 笑嘻嘻笑嘻嘻小 學(xué)生姓名（學(xué)號） 笑嘻嘻笑嘻嘻小笑嘻嘻 授 課 教 師 笑嘻嘻笑嘻嘻小笑嘻嘻小 完 成 時 間 2011年 5 月 2 日 2011年5 月 2 日現(xiàn)場總線測控系統(tǒng)設(shè)計 摘要 PLC溫度控制系統(tǒng)論文機電一體化 電0754摘要：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(shù),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,效率不高且易出故障,不能保證正常的工業(yè)生產(chǎn)。 隨著計算機控制技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)繼電器控制技術(shù)必然被基于計算機技術(shù)而產(chǎn)生的PLC控制技術(shù)所取代。 而PLC本身優(yōu)異的性能使基于PLC控制的溫度控制系統(tǒng)變的經(jīng)濟高效穩(wěn)定且維護方便。這種溫度控制系統(tǒng)對改造傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)有相當(dāng)?shù)囊饬x。在以PLC控制為核心，加熱爐為基礎(chǔ)的溫度自動控制系統(tǒng)中，PLC將加熱爐溫度設(shè)定值與溫度傳感器的測量值之間的偏差經(jīng)PID運算后得到的信號控制輸出電壓的大小，從而調(diào)節(jié)加熱器加熱，實現(xiàn)溫度自動控制的目的。文章介紹了基于S7200溫度控制系統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)器的實現(xiàn)。關(guān)鍵詞：PLC 溫度控制 PID 調(diào)節(jié)器 S7200 溫度傳感器現(xiàn)場總線測控系統(tǒng)設(shè)計 課程設(shè)計任務(wù)書目錄1 課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：基于WinCC和S7200的溫度測控系統(tǒng)學(xué)生姓名歐 祖 鴻課程名稱現(xiàn)場總線測控系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)班級測控普2007地 點I502起止時間～設(shè)計內(nèi)容及要求使用WinCC和S7200 PLC系統(tǒng)設(shè)計一套加熱爐溫度控制系統(tǒng)。內(nèi)容及要求如下：1. 接線圖設(shè)計：S7200和加熱爐控制對象之間的接線圖設(shè)計。2. 程序設(shè)計(1)PLC控制程序設(shè)計包括溫度采集程序，標(biāo)度換算、數(shù)字濾波程序、PID控制程序、D/A輸出程序設(shè)計等內(nèi)容。(2)WinCC組態(tài)設(shè)計包括通信連接、變量組態(tài)、畫面組態(tài)（溫度控制回路相關(guān)參數(shù)的顯示畫面，溫度趨勢的顯示畫面，參數(shù)修改畫面），變量連接等內(nèi)容。3. 溫度PID控制參數(shù)的整定整定PID參數(shù)，分析不同PID對溫度控制精度的影響。 設(shè)計參數(shù)技術(shù)指標(biāo)：1. 溫度采集精度：%2. 溫度控制精度：1%進度要求第1天：選題、講解任務(wù)、S7200基本應(yīng)用；第2天：溫度控制回路接線圖設(shè)計、S7200編程；第3天：數(shù)據(jù)采集程序、換算程序、數(shù)字濾波程序、輸出程序設(shè)計與調(diào)試；第4天：PID程序設(shè)計與調(diào)試；第5天：WinCC基本應(yīng)用培訓(xùn)與訓(xùn)練；第67天：WinCC溫度控制變量組態(tài)、畫面設(shè)計、通信連接等；第89天：溫度控制系統(tǒng)WinCC與PLC聯(lián)調(diào)；第10天：撰寫設(shè)計報告和檢查設(shè)計結(jié)果參考資料1. （第2版）[M].2. 西門子自動化與驅(qū)動集團. 深入淺出西門子WinCC V6[M].北京航空航天大學(xué)出版社,其它說明，院系審批后交院系辦備案，一份由負(fù)責(zé)教師留用。，在設(shè)計內(nèi)容、參數(shù)、要求等方面應(yīng)有所區(qū)別。教研室主任： 指導(dǎo)教師：笑嘻嘻笑嘻嘻小笑嘻嘻小2010 年 11月 26 日現(xiàn)場總線測控系統(tǒng)設(shè)計 溫度控制對象2 溫度控制對象溫度控制對象，在工業(yè)控制過程中，是相當(dāng)重要的控制對象，因為溫度直接的影響到了燃燒、化學(xué)反應(yīng)、發(fā)酵、烘烤、蒸餾、濃度，結(jié)晶以及空氣流動等物理的和化學(xué)的變化過程。溫度控制的不好很有可能引起嚴(yán)重的安全事故，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量等一系列的問題。溫度控制是許多設(shè)備的重要的構(gòu)成部分，它的功能是將溫度控制在所需要的溫度范圍內(nèi)，以利于進行工件的加工與處理。不論是在生活中還是在工業(yè)生產(chǎn)過程中，溫度的變化對生活、生產(chǎn)的某些細(xì)節(jié)環(huán)節(jié)都會造成不同程度的影響，所以適時地對溫度進行控制具有重要的意義。 功能特點與技術(shù)參數(shù) 實踐證明溫度對象的特點是:時間常數(shù)大，滯后現(xiàn)象嚴(yán)重，反應(yīng)在控制系統(tǒng)上，就是被控溫度的變化滯后于調(diào)節(jié)器的輸出。我們知道熱量的傳遞是需要一定時間的，溫度上升的快慢與其熱容量的大小有關(guān)，通常溫度的上升與下降和時間的關(guān)系是一個指數(shù)曲線關(guān)系。而產(chǎn)生滯后則與熱量的傳遞過程有關(guān)，再者測溫元件也有一定的慣性，這些都會產(chǎn)生滯后現(xiàn)象。本次設(shè)計選用的是TKPLC—2型溫度控制器，該溫度控制器同樣的具有滯后大和慣性大的特點。該加熱器用的是0V到5V的電壓加熱， 控制手段 通過以上的分析，系統(tǒng)的總的滯后時間比較大，升溫的滯后時間相對降溫來說是比較小的。因此，在PID調(diào)節(jié)中，要使系統(tǒng)的品質(zhì)變好，除了加入適當(dāng)?shù)姆e分以消除靜態(tài)誤差外，還應(yīng)該加強比例作用使調(diào)節(jié)更加靈敏，減小調(diào)節(jié)時間，同時還應(yīng)該加入適當(dāng)?shù)奈⒎肿饔?，使系統(tǒng)的超調(diào)量減小?，F(xiàn)場總線測控系統(tǒng)設(shè)計 方案設(shè)計3 方案設(shè)計 主要是通過實驗的需要選擇硬件。然后將選擇的硬件組成控制系統(tǒng)，根據(jù)任務(wù)的要求選擇西門子的S7200的PLC，TKPLC2型加熱爐等硬件，硬件選擇完成后，跟據(jù)所選擇的硬件選擇合適的軟件進行程序設(shè)計，只有擁有完整的硬件和軟件的系統(tǒng)才能所需要的功能。下面就仔細(xì)的介紹在設(shè)計中運用到的硬件和軟件。 現(xiàn)場總線概述目前世界上存在著大約四十余種現(xiàn)場總線，如法國的FIP，英國的ERA，德國西門子公司Siemens的ProfiBus，挪威的FINT，Echelon公司的LONWorks，PhenixContact公司的InterBus，RoberBosch公司的CAN，Rosemounr公司的HART，CarloGarazzi公司的Dupline，丹麥ProcessData公司的Pnet，PeterHans公司的FMux，以及ASI（ActraturSensorInterface）、MODBus、SDS、Aret，國際標(biāo)準(zhǔn)組織基金會現(xiàn)場總線FF：FieldBusFoundation、WorldFIP、BitBus，美國的DeviceNet與ControlNet等等。這些現(xiàn)場總線大都用于過程自動化、醫(yī)藥領(lǐng)域、加工制造、交通運輸、國防、航天、農(nóng)業(yè)和樓宇等領(lǐng)域，大概不到十種的總線占有80％左右的市場。下面仔細(xì)的介紹九種比較常用的現(xiàn)場總線。 基金會現(xiàn)場總線這是以美國FisherRousemount公司為首的聯(lián)合了橫河、ABB、西門子、英維斯等80家公司制定的ISP協(xié)議和以Honeywell公司為首的聯(lián)合歐洲等地150余家公司制定的WorldFIP協(xié)議于1994年9月合并的。該總線在過程自動化領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，具有良好的發(fā)展前景?；饡F(xiàn)場總線采用國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO的開放化系統(tǒng)互聯(lián)OSI的簡化模型（1，2，7層），即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層，另外增加了用戶層。FF分低速H1和高速H2兩種通信速率，通信距離可達1900m，可支持總線供電和本質(zhì)安全防爆環(huán)境。后者傳輸速率為1Mbit/，通信距離為750m和500m，支持雙絞線、光纜和無線發(fā)射，協(xié)議符號IEC11582標(biāo)準(zhǔn)。FF的物理媒介的傳輸信號采用曼切斯特編碼。 LonWorks總線它由美國Echelon公司推出，并由Motorola、Toshiba公司共同倡導(dǎo)。它采用ISO/OSI模型的全部7層通訊協(xié)議，采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法，通過網(wǎng)絡(luò)變量把網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計簡化為參數(shù)設(shè)置。支持雙絞線、同軸電纜、光纜和紅外線等多種通信介質(zhì)，通訊速率從300bit/，直接通信距離可達2700m（78Kbit/s），被譽為通用控制網(wǎng)絡(luò)。Lonworks技術(shù)采用的LonTalk協(xié)議被封裝到Neuron（神經(jīng)元）的芯片中，并得以實現(xiàn)。采用Lonworks技術(shù)和神經(jīng)元芯片的產(chǎn)品，被廣泛應(yīng)用在樓宇自動化、家庭自動化、保安系統(tǒng)、辦公設(shè)備、交通運輸、工業(yè)過程控制等行業(yè)。 Profibus總線Profibus是德國標(biāo)準(zhǔn)（DIN19245）和歐洲標(biāo)準(zhǔn)（EN50170）的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。由PROFIBUSDP、PROFIBUS－FMS、PROFIBUS－PA系列組成。DP用于分散外設(shè)間高速數(shù)據(jù)傳輸，適用于加工自動化領(lǐng)域。FMS適用于紡織、樓宇自動化、可編程控制器、低壓開關(guān)等。PA用于過程自動化的總線類型，服從IEC1158－2標(biāo)準(zhǔn)。PROFIBUS支持主從系統(tǒng)、純主站系統(tǒng)、多主多從混合系統(tǒng)等幾種傳輸方式。，在12Mbit/s小為200m，可采用中繼器延長至10km，傳輸介質(zhì)為雙絞線或者光纜，最多可掛接127個站點。 CAN總線 最早由德國BOSCH公司推出，它廣泛用于離散控制領(lǐng)域，其總線規(guī)范已被ISO國際標(biāo)準(zhǔn)組織制定為國際標(biāo)準(zhǔn)，得到了Intel、Motorola、NEC等