【正文】 式 15 熱電偶的主要型號 15 溫度測量傳感器型號確定 17 EM 235模擬量輸入輸出模塊 17 可控硅加熱裝置 18 PLC系統(tǒng)接線圖 184 PLC控制系統(tǒng)及軟件的設(shè)計 21 PLC控制器的設(shè)計 21 21III PID控制及參數(shù)整定 21 編程軟件STEP7Micro/WIN 概述 24 STEP7Micro/WIN 簡單介紹 24 計算機(jī)與PLC的通信 24 程序設(shè)計 25 程序設(shè)計思路 25 PID指令向?qū)?25 控制程序及分析 30 系統(tǒng)仿真 355 組態(tài)編程 39 組態(tài)變量的建立及設(shè)備連接 39 新建項目 39 創(chuàng)建組態(tài)畫面 42 新建主畫面 42 新建PID參數(shù)設(shè)定窗口 43 新建數(shù)據(jù)表庫 43 新建實(shí)時曲線 44 新建歷史曲線 44 新建報警窗口 456 系統(tǒng)檢測 47 啟動組態(tài)王 47 實(shí)時曲線觀察 47 分析歷史趨勢曲線 48 查看數(shù)據(jù)報表 50 系統(tǒng)穩(wěn)定性測試 51結(jié)論 53致謝 55參考文獻(xiàn) 57II榆林學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計1 引言 課題研究意義溫度的測量和控制對人類日常生活、工業(yè)生產(chǎn)、氣象預(yù)報、物資倉儲等都起著極其重要的作用。系統(tǒng)以PLC控制為核心，用熱電阻阻值的變化反映檢測現(xiàn)場溫度的變化，通過EM 235將溫度相對于熱電阻電阻值的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏骰螂妷旱淖兓?，再將電壓或電流信號送給PLC進(jìn)行可編程控制，通過外圍設(shè)備實(shí)施對檢測溫度的反饋控制。系統(tǒng)以微處理器為核心，實(shí)現(xiàn)溫度的自動調(diào)節(jié)。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。摘要分類號 +4 單位代碼 11395 密 級 學(xué) 號 1105230151 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）題 目基于PLC的多路溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計作 者院 (系)能源工程學(xué)院專 業(yè)電氣工程及其自動化 指導(dǎo)教師蔣曉雁答辯日期 2015年 5 月 23 日II榆 林 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計（論文）誠信責(zé)任書本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。本人畢業(yè)設(shè)計（論文）與資料若有不實(shí)，愿意承擔(dān)一切相關(guān)的法律責(zé)任。PLC本身優(yōu)異的性能使得該系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、高效、穩(wěn)定且維護(hù)方便，對現(xiàn)代溫度控制有巨大的意義。關(guān)鍵詞：PLC； S7200； 溫度控制；EM 235；IABSTRACTThe Design of the Multichannel TemperatureControl System Based on PLCABSTRACTAlong with the constant progress of science and technology and the social rapid development, the temperature is one of the irreplaceable parameters in our life. The methods of temperature control bee varied gradually and more smarter. This system is based on PLC to realize the automatic adjustment. The superior performance of PLC makes the system economic, efficient, stable and convenient. It is great significance to modern temperature control.This design is based on Siemens S7200 multimultichannel temperature control system. Mainly introduced the programmable controller (PLC) and the basic knowledge of PLC control system, including the definition, formation, characteristics of PLC, basic structure, working principle, hardware and PLC control system and other related knowledge. In the PLC control as the core, with thermal resistance tolerance changes reflect the change of temperature detection field, through the EM 235 temperature resistance value relative to the thermal resistance changes into the change of the current or voltage, then the current or voltage signal to the PLC programmable control, through peripheral equipment to detect temperature feedback control. Keywords: PLC。在許多場合，及時準(zhǔn)確獲得目標(biāo)溫度是十分重要的，近年來，溫度測控領(lǐng)域發(fā)展迅速，并且隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，溫度的測控芯片也相應(yīng)的登上歷史舞臺，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各領(lǐng)域中廣泛使用。智能多路溫度控制系統(tǒng)是解決多點(diǎn)溫度控制問題的不可缺少的設(shè)備。它抗干擾能力強(qiáng)，價格便宜，可靠性強(qiáng)，編程簡單，易學(xué)易用，在工業(yè)領(lǐng)域中深受工程操作人員的喜歡，因此PLC已在工業(yè)控制的各個領(lǐng)域中被廣泛地使用。而采用PLC設(shè)計的多路溫度控制系統(tǒng)，可進(jìn)行溫度檢測、溫度監(jiān)測、溫度控制，對于提高生產(chǎn)效率、節(jié)約能源、資源都有著非常重要的作用[1]。采用模擬式的組合儀表，采集現(xiàn)場信息并進(jìn)行記錄、指示與溫度控制，80年代末出現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)。目前，國內(nèi)在溫室自動控制方面的研究已經(jīng)實(shí)現(xiàn)一些成績，并能夠綜合控制在一定面積內(nèi)的各種環(huán)境因子?？刂葡到y(tǒng)由中央控制裝置、傳感器、終端控制設(shè)備等組成。 設(shè)計內(nèi)容及目的本課題是設(shè)計一個以PLC CPU 226為核心的溫度控制系統(tǒng)，PT100型熱電阻將檢測到的實(shí)際鍋爐水溫轉(zhuǎn)化為電流信號，經(jīng)過EM 235模擬量輸入輸出模塊轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號并送到PLC的寄存器中進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，PID控制器輸出轉(zhuǎn)化為0～10mA的電流信號輸入控制可控硅電壓調(diào)整器或觸發(fā)板改變可控硅管導(dǎo)通角的大小來調(diào)節(jié)輸出功率，從而調(diào)節(jié)電熱絲的加熱。本課題PLC采用西門子S7200系列PLC，EM 235模擬量輸入輸出模塊、可控硅加熱裝置及組態(tài)軟件來實(shí)現(xiàn)運(yùn)行、加熱、停止等功能。 PLC的定義由于可編程序控制器一直在發(fā)展中，至今尚未對其下最后的定義。 PLC控制系統(tǒng)的特點(diǎn)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)是復(fù)雜多樣的，它們對控制的要求也各不相同。（3）功能強(qiáng)，適應(yīng)范圍廣現(xiàn)代PLC不僅有邏輯運(yùn)算、計時、計數(shù)、順序控制等功能，還具有數(shù)字和模擬量的輸入/輸出、功率驅(qū)動、通信、人機(jī)對話、自檢、記錄顯示等功能，既可控制一臺生產(chǎn)機(jī)械、一條生產(chǎn)線，又可控制一個生產(chǎn)過程。此外，由于PLC結(jié)構(gòu)模塊化及很強(qiáng)的自我診斷能力，維修也極為方便。CPU的主要功能如下：a. 接收通信接口送來的程序和信息，并將他們存入存儲器。（2）存儲器、存儲空間的分配存儲器的功能是存儲程序和數(shù)據(jù)。PLC的I/O接口能接受的輸入和輸出信號的個數(shù)成為PLC的I/O點(diǎn)數(shù)。模擬量輸出接口通常采用DA轉(zhuǎn)換電路，將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量。PLC的電源對電網(wǎng)提供的電源穩(wěn)定度要求不高，一般允許電源電壓在其額定值177。PLC運(yùn)行程序時，會按順序依次逐條執(zhí)行存儲器中的程序指令，當(dāng)執(zhí)行完最后的指令后，并不會馬上停止，而是又重新開始再次執(zhí)行存儲器中的程序，如此周而復(fù)始，PLC的這種工作方式稱為循環(huán)掃描方式。他們采用整體式和模塊式相結(jié)合的疊裝式結(jié)構(gòu)。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC（如S7200），小規(guī)模性能要求的PLC（如S7300）和中、高性能要求的PLC（如S7400）等。c. 20世紀(jì)80年代初，S5系統(tǒng)進(jìn)一步升級——U系列PLC，較常用機(jī)型：S590U、95U、100U、115U、135U、155U。由最初發(fā)展至今，SS5系列PLC已逐步退出市場，停止生產(chǎn)，而S7系列PLC發(fā)展成為了西門子自動化系統(tǒng)的控制核心，而TDC系統(tǒng)沿用SIMADYN D技術(shù)內(nèi)核，是對S7系列產(chǎn)品的進(jìn)一步升級，它是西門子自動化系統(tǒng)最尖端，功能最強(qiáng)的可編程控制器。雖然是小型機(jī)，但其性價比卻很高，特別適合于中小企業(yè)。無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。S7200 PLC可以方便地組成微機(jī)PLC網(wǎng)絡(luò)和PLCPLC網(wǎng)絡(luò)，從而完成更大規(guī)模的工程。根據(jù)使用的CPU模塊不同，S7200系列PLC可分為CPU22CPU22CPU22CPU226等類型，除CPU221無法擴(kuò)展外，其他類型都可以通過增加擴(kuò)展模塊來增加功能。26K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間?？赏耆m應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。（4）應(yīng)考慮生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇PLC的型號、I/O點(diǎn)數(shù)和存儲器容量等內(nèi)容時，應(yīng)留有適當(dāng)?shù)挠嗔浚岳谙到y(tǒng)的調(diào)整和擴(kuò)充[6]。（4）對程序進(jìn)行模擬調(diào)試及修改，直到滿足控制要求為止。中華人名共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB76651987對傳感器（transducer/sensor）的定義是：“能感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。 熱電阻 熱電阻測溫原理熱電阻測溫是基于金屬導(dǎo)體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進(jìn)行溫度測量的。（2）鎧裝熱電阻鎧裝熱電阻是一種溫度傳感器，利用物質(zhì)在溫度變化時，其電阻值也變化這一原理來測量溫度。（3）端面熱電阻端面熱電阻的感溫元件由特殊的電阻絲材纏繞制成，緊貼于溫度計端面。 熱電阻測溫系統(tǒng)的組成熱電阻測溫系統(tǒng)一般由連接導(dǎo)線、熱電阻和顯示儀表等組成。（2）CU50型熱電阻（銅電阻）CU50型熱電阻溫度范圍為 50～150℃，銅熱電阻的價格便宜，線性度好，工業(yè)上在50～+150℃范圍內(nèi)使用較多。（2）測量范圍廣。當(dāng)導(dǎo)體A和B的兩個連接點(diǎn)1和2之間存在溫差時，兩者之間便產(chǎn)生電動勢，因而在回路中形成一定大小的電流，這種現(xiàn)象稱為熱點(diǎn)效應(yīng)。然而，它不適宜在真空、含硫、碳及氧化還原交替的環(huán)境下裸絲使用；當(dāng)氧分壓較低時，鎳鉻極中的鉻將擇優(yōu)氧化，使熱電勢發(fā)生很大變化，但金屬氣體對其影響較小，因此，多采用金屬制保護(hù)管。（4）N型熱電偶（鎳鉻硅－鎳硅熱電偶）該熱電偶的主要特點(diǎn)：在1300℃以下抗氧化能力強(qiáng)，短期熱循環(huán)復(fù)現(xiàn)性及長期穩(wěn)定性好，耐核輻射、耐低溫。但常用溫度只在500℃以下，因?yàn)槌^這個溫度后，鐵熱電極的氧化速率會加快。（7）R型熱電偶（鉑銠1