【正文】 具有很強(qiáng)的自診斷功能，通訊功能，有各種通訊模塊可實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動(dòng)化構(gòu)成三級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)，大型PLC還可以使用冗余或三CPU票型系統(tǒng)，使機(jī)器更可靠。它可以執(zhí)行邏輯運(yùn)算，包括計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)，算術(shù)運(yùn)算，數(shù)據(jù)處理和通信網(wǎng)絡(luò)和各種應(yīng)用。 CPU從所述第一指令的開(kāi)始，以便執(zhí)行用戶(hù)程序逐個(gè)直到用戶(hù)程序的結(jié)束，然后返回到新一輪掃描的開(kāi)始的第一條指令。　PLC的工作原理[4]:PLC的工作原理是一個(gè)連續(xù)的循環(huán)順序掃描模式。輸入模塊將信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC系統(tǒng)，相反到輸出模塊。（2）I/O模塊　　PLC的接口和電氣回路，輸入和輸出部分（I / O）完成。內(nèi)存主要是用來(lái)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù),是不可或缺的組合單元PLC。以下對(duì)主要模塊進(jìn)行介紹：（1）CPUCPU是PLC的核心,根據(jù)系統(tǒng)的PLC程序功能委托給接收和存儲(chǔ)用戶(hù)程序和數(shù)據(jù),使用掃描方法收集狀態(tài)或輸入設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù),并存儲(chǔ)在指定的寄存器,同時(shí),工作狀態(tài)和編程過(guò)程的診斷能力和PLC內(nèi)部電路在一個(gè)語(yǔ)法錯(cuò)誤等。目前，PLC已廣泛用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、紡織、交通、環(huán)境保護(hù)、文化娛樂(lè)產(chǎn)業(yè)[2]。進(jìn)入二十世紀(jì)的70年代，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，特別是在PLC微處理器控制器的通訊手段，功能進(jìn)一步加強(qiáng)。1973年，西歐國(guó)家也開(kāi)發(fā)了他們的第一個(gè)可編程控制器。2 PLC軟件和組態(tài)軟件基礎(chǔ) PLC基礎(chǔ) PLC的產(chǎn)生和應(yīng)用1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)出世界上第一臺(tái)可編程控制器PDP14，和通用汽車(chē)公司的汽車(chē)生產(chǎn)線用于第一次成功的運(yùn)用。串級(jí)控制系統(tǒng)中，由于引入了一個(gè)小圈，不僅可以克服早期的干擾進(jìn)入副回路，同時(shí)也可以提高程序的性能。一個(gè)干擾：在初級(jí)控制過(guò)程中的作用，并且不包括的范圍內(nèi)的副回路的擾動(dòng)。整個(gè)系統(tǒng)包括兩個(gè)控制電路，主電路和輔助電路。顯示器屏幕，使用組態(tài)軟件“組態(tài)王”。PLC技術(shù)在從整體分析和控制系統(tǒng)，電路設(shè)計(jì)，程序設(shè)計(jì)，選擇和參數(shù)的硬件配置的研究的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用建立，控制對(duì)象的設(shè)置，設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型的控制算法人機(jī)界面等基于S7200系列PLC控制器，德國(guó)西門(mén)子公司，實(shí)際溫度的溫度傳感器將檢測(cè)到的電壓信號(hào)，通過(guò)模擬量輸入模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。 PLC是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)，以及自動(dòng)控制技術(shù)為一體的新型自動(dòng)控制裝置。 項(xiàng)目設(shè)計(jì)內(nèi)容以鍋爐為對(duì)象，對(duì)鍋爐出口水溫為主要被控參數(shù)的，爐內(nèi)溫度為仲控制的參數(shù)時(shí)，加熱電阻絲的電壓作為控制參數(shù)，采用PLC作為控制器，構(gòu)成了一系列鍋爐控制系統(tǒng)?？刂茟?yīng)用程序可以適應(yīng)高智能化，自適應(yīng)控制儀器都不是很成熟[3]。目前，中國(guó)仍處于20世紀(jì)后期的水平。有的還具有自學(xué)習(xí)功能。它們具有以下特點(diǎn)：（1）適應(yīng)大慣性，大滯后的復(fù)雜的溫度控制系統(tǒng)的控制；（2）可根據(jù)控制系統(tǒng)要建立的數(shù)學(xué)模型適應(yīng)的溫度控制系統(tǒng)；（3）可以是適合于被控系統(tǒng)的過(guò)程是復(fù)雜的，隨時(shí)間變化的溫度控制系統(tǒng)的參數(shù)；（3）溫度控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于自適應(yīng)控制，自適應(yīng)控制，模糊控制，人工智能理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)，采用先進(jìn)的算法，適應(yīng)范圍廣；（4）溫度控制器具有普遍的參數(shù)整定功能。在PID算法中，針對(duì)P、I、D三個(gè)參數(shù)的整定和優(yōu)化的問(wèn)題成為關(guān)鍵問(wèn)題。因而,PID參數(shù)的整定與優(yōu)化一直是自動(dòng)控制領(lǐng)域研究的重要課題。因?yàn)槠淇煽啃愿?、算法?jiǎn)單、魯棒性好，所以被廣泛應(yīng)用于過(guò)程控制中,尤其適用于可建立精確數(shù)學(xué)模型的確定性系統(tǒng)。主要是控制水的溫度，以確保穩(wěn)定的水供應(yīng)。加上環(huán)保的電流提高人們的意識(shí)，在工業(yè)生產(chǎn)和生活用水的民用電熱鍋爐越來(lái)越多的關(guān)注正變得越來(lái)越流行。PLC具有較強(qiáng)的通用性,使用方便,適應(yīng)性廣,可靠性高,抵抗干擾的能力強(qiáng),還有簡(jiǎn)單的編程功能等等。PLC的快速發(fā)展發(fā)生在上個(gè)世紀(jì)80年到90年代中期的，在此期間,PLC已得到在處理模擬、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)界面功能和網(wǎng)絡(luò)功能的改進(jìn)和發(fā)展的能力。鄭州華信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于PLC的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于PLC的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄1 緒論 1 1 1 22 PLC和組態(tài)軟件基礎(chǔ) 3 plc基礎(chǔ) 3 plc的產(chǎn)生和應(yīng)用 3 plc的組成和工作原理 3 plc的分類(lèi)及特點(diǎn) 5 5 5 5 63 PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 7 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則和步驟 7 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則 7 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟 7 PLC程序設(shè)計(jì)的一般步驟 7 PLC的選型和硬件配置 8 PLC型號(hào)的選擇 8 S7200CPU的選擇 9 EM235模擬量輸入/輸出模塊 9 熱電式傳感器 9 可控硅加熱裝置簡(jiǎn)介 9 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案和電氣連接圖 10 PLC控制器的設(shè)計(jì) 10 控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立 11 PID控制及參數(shù)整定 114 PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 14 PLC程序設(shè)計(jì)的方法 14 編程軟件STEP7Micro/WIN 概述 14 STEP7Micro/WIN 簡(jiǎn)單介紹 14 計(jì)算機(jī)與PLC的通信 15 程序設(shè)計(jì) 15 15 PID指令向?qū)?16 控制程序及分析 205 組態(tài)畫(huà)面的設(shè)計(jì) 24 24 24 27 27 27 28 28 29 296 系統(tǒng)測(cè)試 31 31 31 32 34 34結(jié)論 36致謝 37參考文獻(xiàn) 38附錄 43III1 緒論 課題背景及設(shè)計(jì)目的和意義電鍋爐廣泛應(yīng)用,電熱鍋爐的性能決定了產(chǎn)品的質(zhì)量。電熱鍋爐控制系統(tǒng)目前使用的微處理器為核心的計(jì)算機(jī)控制技術(shù),提高了自動(dòng)化設(shè)備的控制精度。PLC逐漸進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域,取代了DCS系統(tǒng)在一些應(yīng)用程序過(guò)程控制領(lǐng)域的主導(dǎo)地位。電鍋爐是機(jī)電一體化產(chǎn)品，可以直接轉(zhuǎn)化為熱能，效率高，體積小，無(wú)污染，操作安全可靠，熱穩(wěn)定性，優(yōu)勢(shì)自動(dòng)化程度高，是理想的節(jié)能加熱設(shè)備。電鍋爐主要用于家用熱水和優(yōu)惠?！ID控制是迄今為止最通用的控制方法之一。PID控制的效果完全取決于其四個(gè)參數(shù),即采樣周期ts、比例系數(shù) Kp、積分系數(shù)Ki、微分系數(shù)Kd。PID在工業(yè)過(guò)程控制中的應(yīng)用已有近百年的歷史，在此期間雖然有許多控制算法問(wèn)世,但由于PID算法以它自身的特點(diǎn)，再加上人們?cè)陂L(zhǎng)期使用中積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，使之在工業(yè)控制中得到廣泛應(yīng)用。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀由于的需要， 70年代以來(lái)，特別是促進(jìn)微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)控制理論和設(shè)計(jì)方法，溫度控制系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展迅速，智能化，自適應(yīng)成就的迅速發(fā)展，參數(shù)設(shè)置等方面，在這方面，日本，美國(guó)，德國(guó)，瑞典等國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)，生產(chǎn)的溫度控制器和儀器的性能，一批商業(yè)化，并且被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。隨著計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的幫助下，溫度控制器具有控制參數(shù)和自調(diào)諧功能的特性。在國(guó)內(nèi)行業(yè)的應(yīng)用溫度控制系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用，但在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的溫度控制器整體發(fā)展水平還有些不高，與一些先進(jìn)的發(fā)達(dá)國(guó)家，美國(guó)，德國(guó)，日本等還是有不小的差距。成熟的產(chǎn)品主要以“點(diǎn)”控制和常規(guī)PID控制器，它只能適用于溫度控制系統(tǒng)在一般情況下，很難控制延遲，復(fù)雜的，隨時(shí)間變化的溫度控制系統(tǒng)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們的要求越來(lái)越高，因此，高精度溫度控制系統(tǒng)，在家庭智能化，人性化的發(fā)展和國(guó)外的發(fā)展就成為必然趨勢(shì)。采用PID算法，利用PLC梯形圖編程語(yǔ)言編程，實(shí)現(xiàn)了鍋爐溫度自動(dòng)控制。因?yàn)樾阅軓?qiáng)大，所以工業(yè)控制的各大領(lǐng)域已經(jīng)廣泛應(yīng)用，而且已經(jīng)是工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱（PLC、工業(yè)機(jī)器人、CAD/CAM）之一。發(fā)送到PID調(diào)節(jié)器的PLC時(shí)，PID控制器和輸出成010mA的電流信號(hào)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)通角來(lái)調(diào)節(jié)輸出