基于plc的温度控制系统设计论文

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1、基于PLC的温度控制系统设计毕业论文目录1绪论11.1课题背景及设计目的和意义11.2国内外研究现状11.3项目设计内容22PLC和组态软件基础32.1plc基础32.1.1plc的产生和应用32.1.2plc的组成和工作原理32.1.3plc的分类及特点52.2组态软件的基础52.2.1组态的定义52.2.2组态王软件的特点52.2.3组态王软件仿真的基本方法63PLC控制系统的硬件设计73.1PLC控制系统设计的原则和步骤73.1.1PLC控制系统设计的原则73.1.2PLC控制系统设计的一般步骤73.1.3PLC程序设计的一般步

2、骤73.2PLC的选型和硬件配置83.2.1PLC型号的选择83.2.2S7-200CPU的选择93.2.3EM235模拟量输入/输出模块93.2.4热电式传感器93.2.5可控硅加热装置简介93.3系统整体设计方案和电气连接图103.4PLC控制器的设计103.4.1控制系统数学模型的建立113.4.2PID控制及参数整定114PLC控制系统的软件设计144.1PLC程序设计的方法144.2编程软件STEP7--Micro/WIN概述14III4.2.1STEP7--Micro/WIN简单介绍144.2.2计算机与PLC的通信154

3、.3程序设计154.3.1程序设计思路154.3.2PID指令向导164.3.3控制程序及分析205组态画面的设计245.1组态变量的建立及设备连接245.1.1新建项目245.2创建组态画面275.2.1新建主画面275.2.2新建PID参数设定窗口275.2.3新建数据报表285.2.4新建实时曲线285.2.5新建历史曲线295.2.6新建报警窗口296系统测试316.1启动组态王316.2实时曲线观察316.3分析历史趋势曲线326.4查看数据报表346.5系统稳定性测试34结论36致谢37参考文献38附录43IIIIII1绪

4、论1.1课题背景及设计目的和意义电锅炉广泛应用,电热锅炉的性能决定了产品的质量。电热锅炉控制系统目前使用的微处理器为核心的计算机控制技术,提高了自动化设备的控制精度。PLC的快速发展发生在上个世纪80年到90年代中期的，在此期间,PLC已得到在处理模拟、数字运算能力、人机界面功能和网络功能的改进和发展的能力。PLC逐渐进入过程控制领域,取代了DCS系统在一些应用程序过程控制领域的主导地位。PLC具有较强的通用性,使用方便,适应性广,可靠性高,抵抗干扰的能力强,还有简单的编程功能等等。电锅炉是机电一体化产品，可以直接转化为热能，效率高，

5、体积小，无污染，操作安全可靠，热稳定性，优势自动化程度高，是理想的节能加热设备。加上环保的电流提高人们的意识，在工业生产和生活用水的民用电热锅炉越来越多的关注正变得越来越流行。电锅炉主要用于家用热水和优惠。主要是控制水的温度，以确保稳定的水供应。　PID控制是迄今为止最通用的控制方法之一。因为其可靠性高、算法简单、鲁棒性好，所以被广泛应用于过程控制中,尤其适用于可建立精确数学模型的确定性系统。PID控制的效果完全取决于其四个参数,即采样周期ts、比例系数Kp、积分系数Ki、微分系数Kd。因而,PID参数的整定与优化一直是自动控制领域研

6、究的重要课题。PID在工业过程控制中的应用已有近百年的历史，在此期间虽然有许多控制算法问世,但由于PID算法以它自身的特点，再加上人们在长期使用中积累了丰富经验，使之在工业控制中得到广泛应用。在PID算法中，针对P、I、D三个参数的整定和优化的问题成为关键问题。1.2国内外研究现状由于的需要，70年代以来，特别是促进微电子和计算机技术，自动控制理论和设计方法，温度控制系统的国内外发展迅速，智能化，自适应成就的迅速发展，参数设置等方面，在这方面，日本，美国，德国，瑞典等国家的先进技术，生产的温度控制器和仪器的性能，一批商业化，并且被广泛

7、应用于各行各业。它们具有以下特点：（1）适应大惯性，大滞后的复杂的温度控制系统的控制；（2）可根据控制系统要建立的数学模型适应的温度控制系统；（3）可以是适合于被控系统的过程是复杂的，随时间变化的温度控制系统的参数；（3）39温度控制系统广泛应用于自适应控制，自适应控制，模糊控制，人工智能理论和计算机技术，采用先进的算法，适应范围广；（4）温度控制器具有普遍的参数整定功能。随着计算机软件技术的帮助下，温度控制器具有控制参数和自调谐功能的特性。有的还具有自学习功能。在国内行业的应用温度控制系统得到广泛应用，但在国内生产的温度控制器整体发

8、展水平还有些不高，与一些先进的发达国家，美国，德国，日本等还是有不小的差距。目前，中国仍处于20世纪后期的水平。成熟的产品主要以“点”控制和常规PID控制器，它只能适用于温度控制系统在一般情况下，很难控制延迟，复杂的，随