【正文】 圖21 溫度控制系統(tǒng)示意圖 PT100PLC控制器鍋爐EM235模塊可控硅圖22整體設(shè)計(jì)方案 硬件配置 西門(mén)子S7200 CUP224S7200系列PLC可提供4種不同的基本單元和6種型號(hào)的擴(kuò)展單元。 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)選用PLC CPU 224為控制器，PT100型熱電阻將檢測(cè)到的實(shí)際鍋爐水溫轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)EM235模擬量輸入模塊轉(zhuǎn)化成數(shù)字量信號(hào)并送到PLC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(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)通角的大小來(lái)調(diào)節(jié)輸出功率，從而調(diào)節(jié)電熱絲的加熱。要求鍋爐內(nèi)膽的水溫穩(wěn)定至給定量，將鉑電阻檢測(cè)到的鍋爐內(nèi)膽溫度信號(hào)TT1作為反饋信號(hào)，在與給定量比較后的差值通過(guò)調(diào)節(jié)器控制三相調(diào)壓模塊的輸出電壓（即三相電加熱管的端電壓），以達(dá)到控制鍋爐內(nèi)膽水溫的目的。通過(guò)改造電熱鍋爐的控制系統(tǒng)具有響應(yīng)快、穩(wěn)定性好、可靠性高,控制精度好等特點(diǎn)，對(duì)工業(yè)控制有現(xiàn)實(shí)意義。目前電熱鍋爐的控制系統(tǒng)大都采用以微處理器為核心的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，既提高設(shè)備的自動(dòng)化程度又提高設(shè)備的控制精度。本文介紹了以鍋爐為被控對(duì)象，以鍋爐出口水溫為被控參數(shù)，以以PLC為控制器，構(gòu)成鍋爐溫度串級(jí)控制系統(tǒng)；采用PID算法，運(yùn)用PLC梯形圖編程語(yǔ)言進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)鍋爐溫度的自動(dòng)控制。隨著微處理器、計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信技術(shù)的飛躍發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制已擴(kuò)展到所有控制領(lǐng)域。 本文研究對(duì)象現(xiàn)代社會(huì)要求制造業(yè)市場(chǎng)需求迅速的反應(yīng)，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品。在開(kāi)發(fā)傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件時(shí)，一旦工業(yè)被控對(duì)象有變動(dòng)，就必須修改其控制系統(tǒng)的源程序，導(dǎo)致其開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)；已開(kāi)發(fā)成功的工控軟件又由于每個(gè)控制項(xiàng)目的不同而使其重復(fù)使用率很低，導(dǎo)致它的價(jià)格昂貴。組態(tài)軟件的出現(xiàn)使用戶可以利用組態(tài)軟件的功能，構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng)用系統(tǒng)。 組態(tài)軟件組態(tài)軟件，處在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開(kāi)發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。上位機(jī)屏幕上可以動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示各種信號(hào)變化（液壓，水位，溫度等），便是人機(jī)界面（Human Machine Interface）。 Bradly）公司、GEFanuc公司、法國(guó)的施耐德（Schneider）公司、日本的三菱公司和歐姆龍（OMRON）公司?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)和微處理器性能的飛速發(fā)展，PLC的軟、硬件功能不能豐富、完善。它開(kāi)創(chuàng)性地引入程序控制功能，使計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)控制領(lǐng)域應(yīng)用。一旦生產(chǎn)過(guò)程某一環(huán)節(jié)發(fā)生改變，控制裝置就要重新設(shè)計(jì)改造。在20世紀(jì)60年代的汽車(chē)制造業(yè)，傳統(tǒng)繼電接觸器控制裝置廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)流水線的自動(dòng)控制系統(tǒng)中?，F(xiàn)代制造業(yè)必須對(duì)市場(chǎng)需求做出快速反應(yīng)，生產(chǎn)小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品，這便要求生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)化生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具有極高可靠性和靈活性。無(wú)法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確、可靠、實(shí)時(shí)測(cè)量，監(jiān)控也就無(wú)從談起了。其中，敏感元件是指直接感受或響應(yīng)被測(cè)量的部分；轉(zhuǎn)換元件是指?jìng)鞲衅髦心軐⒚舾性蝽憫?yīng)的被測(cè)量轉(zhuǎn)換成適于傳感器或被測(cè)量的電信號(hào)部分。 研究技術(shù)介紹 傳感技術(shù)傳感技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)技術(shù)。參數(shù)大多靠人工經(jīng)驗(yàn)及我國(guó)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來(lái)確定。而適應(yīng)于較高控制場(chǎng)合的智能化、自適應(yīng)控制儀表，國(guó)內(nèi)技術(shù)還不十分成熟。溫度控制系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)各行各業(yè)的應(yīng)用雖然十分廣泛，但從國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的溫度控制器來(lái)講，總體發(fā)展水平仍然不高，同日本、美國(guó)、德國(guó)等先進(jìn)國(guó)家相比仍然有著較大的差距。在許多場(chǎng)合，及時(shí)準(zhǔn)確獲得目標(biāo)的溫度、濕度信息是十分重要的，近年來(lái)，溫濕度測(cè)控領(lǐng)域發(fā)展迅速，并且隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，溫濕度的測(cè)控芯片也相應(yīng)的登上歷史的舞臺(tái)，能夠在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各領(lǐng)域中廣泛使用。首先研究了溫度的PID調(diào)節(jié)控制，提出了PID的模糊自整定的設(shè)計(jì)方案，結(jié)合MCGS監(jiān)控軟件控制得以實(shí)現(xiàn)控制溫度目的。隨著PLC功能的擴(kuò)充，在許多PLC 控制器中都擴(kuò)充了PID 控制功能, 因此在邏輯控制與PID控制混合的應(yīng)用場(chǎng)所中采用PLC控制是較為合理的。這方面的應(yīng)用大多是基于單片機(jī)進(jìn)行PID 控制, 然而單片機(jī)控制的DDC 系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)較為復(fù)雜, 特別是涉及到邏輯控制方面更不是其長(zhǎng)處, 然而PLC 在這方面卻是公認(rèn)的最佳選擇。溫度控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，如鋼鐵廠、化工廠、火電廠等鍋爐的溫度控制系統(tǒng)。沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文摘 要 自動(dòng)控制系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域尤其是工業(yè)領(lǐng)域中有著及其廣泛的應(yīng)用，溫度控制是控制系統(tǒng)中最為常見(jiàn)的控制類(lèi)型之一。隨著PLC技術(shù)的飛速發(fā)展，通過(guò)PLC對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制日益成為今后自動(dòng)控制領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展方向。而溫度控制在許多領(lǐng)域中也有廣泛的應(yīng)用。根據(jù)大滯后、大慣性、時(shí)變性的特點(diǎn)，一般采用PID調(diào)節(jié)進(jìn)行控制。 本設(shè)計(jì)是利用西門(mén)子S7200PLC來(lái)控制溫度系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：PLC；PID；溫度控制28目錄1 引言 1 溫度控制系統(tǒng)的意義 1 溫度控制系統(tǒng)背景 1 研究技術(shù)介紹 1 傳感技術(shù) 1 PLC 2 上位機(jī) 3 組態(tài)軟件 3 本文研究對(duì)象 42 溫度PID控制硬件設(shè)計(jì) 5 控制要求 5 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案 5 硬件配置 6 西門(mén)子S7200 CUP224 6 傳感器 6 EM235模擬量輸入模塊 7 溫度檢測(cè)和控制模塊 8 I/O分配表 8 I/O接線圖 83 控制算法設(shè)計(jì) 9 PID控制 9 PID回路指令 11 PID算法 11 PID回路指令 14 回路輸入輸出變量的數(shù)值轉(zhuǎn)換 16 PID參數(shù)整定 174 程序設(shè)計(jì) 19 程序流程圖 19 梯形圖 195 調(diào)試 23 程序調(diào)試 23 硬件調(diào)試 23結(jié)束語(yǔ) 24附錄 程序代碼 25參考文獻(xiàn) 271 引言 溫度控制系統(tǒng)的意義溫度及濕度的測(cè)量和控制對(duì)人類(lèi)日常生活、工業(yè)生產(chǎn)、氣象預(yù)報(bào)、物資倉(cāng)儲(chǔ)等都起著極其重要的作用。 溫度控制系統(tǒng)背景自70年代以來(lái)，由于工業(yè)過(guò)程控制的需要，特別是在微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及自動(dòng)控制理論和設(shè)計(jì)方法發(fā)展的推動(dòng)下，國(guó)內(nèi)外溫度控制系統(tǒng)發(fā)展迅速，并在職能化、自適應(yīng)、參數(shù)自整定等方面取得成果，在這方面，一日本、美國(guó)、德國(guó)、瑞典等國(guó)技術(shù)領(lǐng)先，都產(chǎn)生了一批商品化的、性能優(yōu)異的溫度控制器及儀器儀表，并在各行各業(yè)廣泛應(yīng)用。目前，我國(guó)在這方面總體水平處