【正文】 nts are applied and the requirements for industrial control software are higher and higher, the traditional industrial control software can not meet the demand of consumers any more. How to design a flexible and effective automatic control system speedily and conveniently by using industrial control software has bee a very important task. PLC (programmable logic controller) is a kind of wildly used automatic control device, and it bines traditional relay control technology, puter technique and munication technology, and it characterized by strong control ability, flexible operation, high reliability and suitable for continuous working. This thesis introduces the principles, design and application of each module from the selection, design, and application of hardware, and selection, pile of software in details. Experiments prove that use PLC as the control centre and control temperature object through programming by PLC, we can design desirable temperature control system conveniently and flexiblely. Key words: S7200PLC。 第二章 設(shè)計總體方案：簡單的從硬件部分和軟件部分介紹了系統(tǒng)的工作原理，并對 PID 控制算法做了基本介紹，簡單闡述了 PID 運算在本設(shè)計中的用法，和對相關(guān)參數(shù)進行了確定 第三 章， 系 統(tǒng)硬件設(shè)計：介紹了硬件系統(tǒng)設(shè)計的組成和連線圖，對系統(tǒng)所用到的硬件進行了介紹和選型。有的還具有自學(xué)習(xí)功能，能夠根據(jù)歷史經(jīng)驗及控制對象的變 化情況，自動調(diào)整相關(guān)參數(shù)，以保證控制效果 4 的最優(yōu)化；⑥是具有控制精度高、抗干擾力強、魯棒性好的特點。 溫度控制 系統(tǒng)在國內(nèi)各行業(yè)的應(yīng)用雖然已經(jīng)十分廣泛，但從溫度控制來講，總體發(fā)展水平 仍然 不高，同日本、美國、德國等先進國 家相比有著較大的差距。 畢業(yè)論文中需有與本課題有關(guān)的國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，系統(tǒng)總體方案設(shè)計，硬件的工程設(shè)計與實現(xiàn) ， PLC控制程序設(shè)計（ I/O地址分配，程序流程圖），總結(jié)。 1 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）任 務(wù) 書 基于 PLC 的加熱爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計本科畢業(yè)設(shè)計論文 題目 : 基于 PLC 的加熱爐 溫度控制系統(tǒng)設(shè)計 原始依據(jù) (包括 設(shè)計（論文）的工作基礎(chǔ)、研究條件、應(yīng)用環(huán)境、工作目的等 )： 溫度控制系統(tǒng)在國內(nèi)各行各業(yè)的應(yīng)用雖然已經(jīng)十分廣泛，但從國內(nèi)生產(chǎn)的溫度控制器來講，總體發(fā)展水平仍然不高，同國外的日本、美國、德國等先進國家相比，仍然有著較大的差距。 日程安排： . 8 認(rèn)真收集有關(guān)資料，完成開題報告 提 出總體方案 并進行論證 論文主體設(shè)計 論文撰寫，完成初稿 程序調(diào)試和修改論文 . 7 編寫設(shè)計說明書，準(zhǔn)備答辯提綱，進行答辯 主要參考文獻和書目： [1] 樓順天、姚若玉、沈俊霞， 程序設(shè)計語言，西安電子科技大學(xué)出版社， 20xx [2] 黃友銳、曲立國， PID 控制器參數(shù)整定與實現(xiàn)，科學(xué)出版社， 20xx [4] 盧京潮，自動化控制原理，西北工業(yè)大學(xué)出版社， 20xx [5] 周美蘭 、 周封 、 王岳宇 ， PLC 電氣控制與組態(tài)設(shè)計，科學(xué)出版社， 20xx [6 ] 李科，溫控系統(tǒng)的智能 PID 控制算法研究， [碩士論文 ]，中華科技大學(xué)， 20xx [7] 吳長勝，基于 PLC 控制的加熱爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計， [學(xué)士論文 ]，貴州師范大學(xué)， 20xx [8] 李世斌、李宏偉， PLC 在鍋爐控制中的應(yīng)用、自動化技術(shù)與應(yīng)用， 20xx 年第 22 卷第 1期 [9] 歐祖鴻，基于 Wincc 和 S7200 的溫度測控系統(tǒng)， [學(xué)士論文 ]，重慶科技學(xué)院， 20xx [10] 廖常初， PLC 編程及應(yīng) 用，機械工業(yè)出版社， 20xx [11] 顧占松、陳鐵年，可編程控制器原理與應(yīng)用，北京國防工業(yè)出版社， 1996 [12] 王偉、張晶逃、柴天佑， PID 參數(shù)先進整定方法綜述，自動化學(xué)報， 20xx,5（ 26） 347~355 [13] 胡學(xué)林，可編程控制器教程，電子工業(yè)出版社， 20xx [14] 張揚、蔡春偉、孫明健， S7200PLC 原理與應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)，機械工業(yè)出版社， 20xx [15] Jurgen Muiler、張懷勇，西門子自動化系統(tǒng)實戰(zhàn)，人民郵電出版社， 20xx 指導(dǎo)教師簽字 ： 年 月 日 教研室主任簽字： 年 月 日 3 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告（綜述） 題 目： 基于 PLC 的加熱爐 溫度控制系統(tǒng)設(shè)計 本課題來源及研究現(xiàn)狀： 隨著現(xiàn)代工業(yè)的逐步發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)中，溫度、壓力、流量和液位是四種最常見的過程變量。目前我國在這方面總體技術(shù)水平處于 20 實際 50 年代中后期水平，成熟產(chǎn)品主要以‘點位’控制及常規(guī)的 PID 控制為主。目前，國外溫度控制系統(tǒng)及儀表正朝著高精度、智能化、小型化等方面快速發(fā)展。 第 四 章， 系統(tǒng)軟件編程：對編程的思路和各個編程部分的任務(wù)、組成、流程圖和梯形圖進行了詳細(xì)介紹，并對編程用軟件的安裝進行了說明。 EM235。隨著國家的“節(jié)能減排”政策的提出，嵌入式溫度控制系統(tǒng)能夠降低能耗，節(jié)約成本這一優(yōu)點使得其擁有更加廣闊的市場前景，而 PLC 就是最具代表性的一員。 單片機的發(fā)展歷史雖不長，但它憑著體積小，成本低，功能強大和可靠性高江西理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 等特點，已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 工控機（ IPC）即工業(yè)用個人計算機。但如果 單獨采用工控機作為控制系統(tǒng)，又有易干擾和可靠性差的缺點。 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（ FCS）綜合了數(shù)字通信技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技 術(shù)和智能儀表等多種技術(shù)手段的系統(tǒng)。它只能適應(yīng)一般溫度系統(tǒng)控制，難于控制滯后、復(fù)雜、時變溫度系統(tǒng)控制。 具體有以下幾方面的內(nèi)容： 第一章 緒論：對課題研究背景國內(nèi)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(dāng)前溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r 。 通過啟動和停止產(chǎn)生的開關(guān)量數(shù)字信號來控制系統(tǒng)運行于停止，實現(xiàn)手動控制的功能。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關(guān)系。 PID 算法 圖 24 帶 PID 控制器的閉控制系統(tǒng)框圖 如圖 24 所示， PID 控制器可調(diào)節(jié)回路輸出，使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。西門子 S7200 系列 PLC 中使用的是 PID 回路指令 見表 22。使它們的值都在 ~ 之間。一般可以通過理論計算來確定，但誤差太大。 江西理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 經(jīng)過 經(jīng)驗 得出 本設(shè)計的 PID 參數(shù)如下， 主控制器的增益為 ，采樣時間為 ，積分時間為 30min，微分時間 為 ； 副控制器的增益位 ，采樣時間為 ，積分時間位 27min，微分之間為 0min。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng) 大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱 PLC。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。 的選型 全球 PLC 有二百多種，國內(nèi)常用 PLC 也就二三十種，常 用的有 德國 西門子 ，法國 施耐德 ，美國 AB， ABB， GE 日本歐母龍， 三菱 ， 松下 ，韓國， 三星 ，國產(chǎn)和利時， 科創(chuàng) 思等 。從 CPU 模塊功能來看， CUP 模塊為 CUP22*，它具有如下五種不同的結(jié)構(gòu)配置 CPU 單元：① CPU221 它有 6 輸入 /4 輸出， I/O 共計 10 點。 CUP 用 24V DC 電源， 24V DC 輸入， 24V DC 輸出，其功率為 5W，訂貨號為 6ES7 2121AB230XB0。10V ， 177。 圖 32 CPU 中模擬量輸出字中 12 位數(shù)據(jù)值的存放位置 模數(shù)字量到模擬量轉(zhuǎn)換器（ DAC）的 12 位讀數(shù)，其輸出數(shù)據(jù)格式是左端對齊的，最高有效位： 0 表示是正值數(shù)據(jù)字，數(shù)據(jù)在裝載到 DAC 寄存器之前， 4 個連續(xù)的 0 是被裁斷的，這些位不影響輸出信號值。 系統(tǒng) 其他 硬件 選型及 配置 顯示模塊 HLP2 型兩線 PLC 專用數(shù)顯表可以通過兩個 PLC 輸出端口接收所有 PLC發(fā)出的數(shù)據(jù)。 B R C 全黑 D Π E F F 設(shè)計中要用到兩個數(shù)顯表，一個主表一個從表， 主表 SDA 連接 PLC 數(shù)字量輸出端口 ，用于實時顯示夾套實際溫度值，從表 SDA 連接 PLC 數(shù)字量輸出端口 ，用于實時顯示內(nèi)膽實際溫度值，主表和從表的 SDA 端口接 PLC 數(shù)字輸出端口 ，用于接收時鐘信號 溫度傳感器 溫度傳感器就是 利用 物質(zhì)各種物理性質(zhì)隨溫度變化的規(guī)律把溫度轉(zhuǎn)換為電量的傳感器。 利用此現(xiàn)象可以做成能夠檢測溫度的傳感器。 輸出電阻為 710MW。最后在室溫下進行校驗。控制器一般是由控制板加上主機（主回路）組成。產(chǎn)品完全采用 SCR POWER MODULE 密封的 IC 化電路板，抗干擾能力強，可用于變壓器負(fù)載和高頻裝置前級調(diào)壓器，具有電流回饋適用于負(fù)阻性負(fù)載如硅鉬棒，白金加熱器。本設(shè)計采用 P系列單相電力控制器。采用相位控制模式的 SCR 電力控制器可叫做調(diào)壓器，它可以方便地調(diào)節(jié)電壓有效值，可用于電爐溫度控制，燈光調(diào)節(jié)，異步電動機降壓軟啟動和調(diào)壓調(diào)速等，也可用做調(diào)節(jié)變壓器一次側(cè)電壓，代替效率低下的調(diào)壓變壓器。冰水混合物是 0℃ 環(huán)境，沸水為 100℃ 環(huán)境。 AD590 共有 I、 J、 K、 L、 M五檔 ，其中 M檔精度最高，在 55℃ ～+150℃ 范圍內(nèi)，非線性誤差為 177。 AD590 是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。 圖 35 溫度傳感器原理圖 當(dāng)有兩種不同的導(dǎo)體和半導(dǎo)體 A和 B組成一個回路，其兩端相互連接時，只要兩結(jié)點處的溫度不同，一端溫度為 T，稱為工作端或熱端，另一端溫度為 TO，稱為自由端 (也稱參考端 )或冷端，則回路中就有 電流 產(chǎn)生，如圖 28所示，即回路中存在的電動勢稱為熱電動勢。 由于顯示模塊只需顯示 2 位數(shù)字，所以選用 HLP2 系列型號為 HLP2B39的數(shù)顯表。開關(guān) 1到 6 可選擇模擬量輸入范圍和分辨率。 ， 0～ 20mA 數(shù)據(jù)字格式 單極性，全量程范圍 320xx～ +320xx 雙極性，全量程范圍 0～ 320xx 320xx～ +320xx0 0～ 320xx 模擬量輸出特性： 模擬量輸出點數(shù) 1 信號范圍 電壓輸出 電注輸出 177。 S7200PLC 的模擬量模塊有 EM231， EM232 和 EM235 三種類型的模擬量擴展模塊。② CUP222 它有 8 輸入 /6 輸出， I/O 共計 14 點，和 221 相比，它可以進行一 定的模擬量控制和 2 個模擬量擴展，因此是應(yīng)用更廣泛的全功能控制器。 而且在大學(xué)期間我所接觸的也大多數(shù)是西門子公司的 PLC。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。 PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高江西理工大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 的可靠性。 統(tǒng) 各個組成部分 完成 的 任務(wù) （ 1）運行指示燈和啟動按鈕 /停止按鈕實現(xiàn)運行監(jiān)控和啟動和停止系統(tǒng)的控制 ：按下啟動按鈕，系統(tǒng)開始運行，運行指示燈點亮；按下停止按鈕，系統(tǒng)停止運行系統(tǒng)指示燈熄滅。 經(jīng)驗法又叫現(xiàn)場湊試法 ，它不需要進行事先的計算和實驗，而是根據(jù)運行經(jīng)驗，利用一組經(jīng)驗參數(shù)，根據(jù)反應(yīng)曲線的效果不斷地改變參數(shù)，對于溫度控制系統(tǒng)，工程上已經(jīng)有大量的經(jīng)驗， 其 規(guī)律如表 24所示 。 本文中采用的是單極