【正文】 7 編寫設計說明書，準備答辯提綱，進行答辯 主要參考文獻和書目： [1] 廖常初 .S7200PLC 編程及應用 [M].北京：機械工業(yè)出版社 ,20xx. [2] 吳中俊，黃永紅主編 .可編程序控制器原理及應用 [M]. 北京：機械工業(yè)出版社，北京 .20xx,4. [3]王永華 .現(xiàn)代電氣控制及 PLC 應用技術 [M].北京：北京航空航天大學出版社， 20xx [4]馬秀坤，史云濤，馬學軍 .S7200PLC 與數(shù)字調速系統(tǒng)的原理及應用 [M].北京：國防工業(yè)出版社， 20xx [5]陳伯時主編 .電力系統(tǒng)自動控制系統(tǒng) [M].北京：機械工業(yè)出版社 ,20xx [6] 張志杰 加熱爐控制系統(tǒng)的優(yōu)化設計與應用 [J].工業(yè)爐 ,20xx,22(3):2627. 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可編程控制器是一種應用很廣泛的自動控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術，計算機技術，通訊技術融為一體，具有控制力強、操作靈活方便、可靠性高、適宜長期連續(xù)工作的特點，非常適合溫度控制的要求。 圖 3 串級控制系統(tǒng)方框圖 6 設計（論文）提綱安排： 第一章 緒論：對課題研究背景國內外發(fā)展前景 進行了闡述， 并分別從 基于單片機的溫度控制系統(tǒng)，基于 PLC 的溫度控制系統(tǒng)，基于工控機（ IPC）的溫度控制系統(tǒng)，集散型溫度 控制系統(tǒng)（ DCS），現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（ FCS）等 介紹當前溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展狀況 。 圖 1 調溫總體結構 系統(tǒng) 硬件組成 由 PC 機、 PLC 控制器、晶閘管調功器、加熱爐對象等組成；加熱爐 對象由溫度內膽、夾套、加熱器、溫度檢測變送器等組成。它們主要具有如下的特點：①是適應于大慣性、大滯后等復雜溫度控制系統(tǒng)的控制；②是能夠適應于受控數(shù)學模型難以建立的溫度控制系統(tǒng)的控制；③是能夠適應于受控系統(tǒng)過程復雜、參數(shù)時變的溫度控制系統(tǒng)的控制；④是溫度控制系統(tǒng)普遍采用自適應控制、自校正控制、模糊控制、人工智能等理論及計算機技術，運用先進的算法，適應的范圍廣泛；⑤是溫度控制器普遍具有參數(shù)自整定功能。而適應于較高控制場合的智能化、自適應控制儀表，國內技術還不十分成熟，形成商品化并在儀表控制參數(shù)的自整定方面，國外已有較多的成熟產品。這也是本次畢業(yè)設計所重點研究的內容。例如：在冶金工業(yè)、化工工業(yè)、電力工業(yè)、機械加工和食品加工等許多領域，都需要對各種加熱爐、熱處理爐、反應爐和鍋爐的溫度進行控制。 為提高系統(tǒng)對負荷變化較大或其他擾動比較劇烈時的控制質量，采用串級控制方案，主、副控制器采用 PID控制算法，手動整定或自整定 PID參數(shù)，實時計算控制量，控制加熱裝置，使加熱爐溫度為 80℃ 左右，并能實時顯示當前溫度值。 通過本畢業(yè)設計培養(yǎng)學生綜合運用所學的基礎理論、基礎知識、基本技能進行分析和解決實際問題的能力，使學生受到 PLC系統(tǒng)開發(fā)的綜合訓練，達到能夠進行 PLC系統(tǒng)設計和實施的目的。 加熱爐的溫度控制系統(tǒng)具有較大的容量滯后，采用單回路控制往往會出現(xiàn)較大的動態(tài)偏差，很難達到好的控制效果，為提高系統(tǒng)對負荷變化較大或其他擾 動比較劇烈時的控制質量，采用基于 PLC的雙閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)來提高加熱爐的燃燒效率。 2 通 過檢測內膽和夾套的溫度來控制電阻板兩端的電壓變化，使爐溫達到設定值。其中，溫度是一個非常重要的過程變量。因此， PLC 對溫度的控制是一個工業(yè)生產中經常會遇到的控制問題。它只能適應一般的溫度控制，難以控制滯后、復雜、時變溫度系統(tǒng)。日本 、美國、德國、瑞典等技術領先的國家，都生產出了一批商品化得，性能優(yōu)異的溫度控制器及儀器儀表，并在各行業(yè)廣泛應用。 課題研究目標、內容、方法和手段： 本課題 研究的主要目標是 采用串級控制方案，主、副控制器采用 PID 控制算法，手動整定或自整定 PID 參數(shù)，實時計算控制量，控制加熱裝置，使加熱爐溫度為 80℃ 左右， 并能實時顯示當前溫度值，其總體結構如圖 1所示。 5 圖 2 設計總體方案連接圖 加熱爐溫的控制系統(tǒng)實現(xiàn)過程是：首先溫度傳感器將加熱爐的溫度 轉化為電壓信號， PLC 的擴展模塊 EM235 將送過來的電壓信號轉化為西門子 S7200PLC可識別的數(shù)字量，夾套溫度主給定量 SV1 與夾套溫度主反饋量 PV1 比較后得到誤差信號 e1，然后 PLC 將系統(tǒng)給定的溫度值與反饋回來的溫度值進行比較并經過PID 運算處理，輸出控制量 OUT1 作為副控制器的給定，并與內膽溫度副反饋量PV0 進行比較得到誤差信 號 e0，經?？刂破鬟M行 PID 運算輸出控制量 OUT0作 為晶閘管調功器的輸入信號，來控制輸出電壓的變化，從而控制內膽加熱器上電壓的高低，實時控制內膽溫度副被控量和夾套溫度主被控量，構 成雙閉環(huán)溫度控制系統(tǒng)，其結構如圖 3 所示。 第五章，總結。實驗證明，以 PLC 作為控制核心，在通過 PLC 編程控制溫度對象，這種設計方式可以方便快捷的設計出符合要求的溫度控制系統(tǒng)。 temperature control system. 10 目 錄 第一章緒論 ...................................................................................................................... 1 系統(tǒng)設計背景 ...................................................................................................... 1 溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展狀況 .................................................................................... 1 本文的研究內容 ................................................................................................... 3 第二章 設計總體方案及控制算法描述 .............................................................................. 4 系 統(tǒng)總體方 案 ...................................................................................................... 4 硬件方案設計 ............................................................................................. 4 軟件方案設計 ............................................................................................. 5 PID 控制算法 ....................................................................................................... 6 PID 算法 .................................................................................................... 7 在 PLC 中的回路指令 .......................................................................... 8 PID 參數(shù)整定 ........................................................................................... 10 第三章 系統(tǒng)硬件設計 ................................................................................................... 12 系統(tǒng)的硬件組成 ................................................................................................ 12 系統(tǒng)結構組成 ........................................................................................... 12 統(tǒng)各個組成部分完成的任務 ...................................................................... 12 可編程控制器 ................................................................................................... 12 的特點 ............................................................................................... 12 的選型 ............................................................................................... 13 西門子 S7200 主要功能模塊介紹 ............................................................. 14 系統(tǒng)其他硬件選型及配置 ................................................................................... 17 顯示模塊 .................................................................................................. 17 溫度傳感器 .............................................................................................. 18 調功器 ..................................................................................................... 20 系統(tǒng)硬件連接 ............