基于组态王的智能家居温湿度控制

1 / 38摘 要要：过热温度是各种工业锅炉设备的重要参数。

如果过热蒸汽温度过高，则过热器容易损坏，也会使汽轮机内部引起过度的热膨胀严重影响生产运行的安全；过热蒸汽温度偏低，则设备的效率将会降低，同时使通过汽轮机最后几级的蒸汽湿度增加，引起叶片的磨损。

因此，必须控制过热器出口蒸汽温度。

锅炉过热蒸汽温度的控制任务，就是为了维持过热器出口蒸汽温度在允许的范围内，并保护过热器管壁温度不超过允许的工作温度。

内，并保护过热器管壁温度不超过允许的工作温度。

本课题利用智能仪表控制系统，结合组态王监控软件设计人机对话界面，实现锅炉过热蒸汽控制系统设计。

通过对现场系统数据的采集处理，在组态王中实现动画显示、报警处理、流程控制、实时曲线和报表输出等功能。

同时利用智能仪表控制系统，在所设计的组态王监控界面中，进行相关仪表调校和控制器参数整定。

最后向用户提供锅炉过热蒸汽控制系统的动态运行结果。

整定。

最后向用户提供锅炉过热蒸汽控制系统的动态运行结果。

关键词：过热蒸汽温度；智能仪表；组态王过热蒸汽温度；智能仪表；组态王Abstract:Superheated steam temperature is a variety of important industrial boiler equipment parameters, in the production process, the entire path of soft drink is the highest temperature of superheated steam temperature, superheater temperature normal working hours, there are generally closer to the material to allow the maximum temperature, if overheating steam temperature too high, easy to damage superheater and steam turbine will cause excessive internal seriously affected the production of thermal expansion of the safety of operation 。

附表三、毕业论文答辩情况摘要自动控制领域的作用日益显著。

本文主要介绍了基于西门子公司S7-200系列的可编程控制器和亚控公司的组态软件组态王的炉温控制系统的设计方案。

编程时调用了编程软件STEP 7-Micro WIN中自带的PID控制模块，使得程序更为简洁，运行速度更为理想。

利用组态软件组态王设计人机界面，实现控制系统的实时监控、数据的实时采样与处理。

实验证明，此系统具有快、准、稳等优点，在工业温度控制领域能够广泛应用。

关键词：可编程控制器人机界面组态王AbstractProgrammable Logic Controller (PLC) is a kind of automatic control equipment which is widely used in the industrial manufacture. It merges the traditional control technology, computer and communication technologies with a strong ability to control, flexible operation, high reliability and suitable for long-term characteristics ofcontinuous work. It is very suitable for temperature control requirements.In the industrial field, with the rapid increase in the degree of automation, it is more and more important to monitor the process of control system for the users. The emergence of human-machine interface meets the needs of users. Man-machine interface can comprehensively monitor the control system, including process monitoring, alarm, data logging and other functions, so that the control systems have become user-friendly operation, the process of visualization and it will play more and more important part in the field of automatic control.This essay mainly introduces a design of temperature control system with SIMATIC programmable logic controller (PLC) and configuration software Kingview which is developed by Beijing Yakong Company. When programming, we use the PID control arithmetic software module which is contained in the program software STEP 7 -Micro WIN so that the program looks easier and operates more quickly. In order to monitor the control system and process data in actual time, we designed Human Machine Interface（HMI）with the configuration software Kingview. The result of experiment proves that this temperature control system could run quickly, accurately and have good stability, which is the advantage of the control system. This control system has been widely used in the industrial temperature control field.With the continuous development of automatic science and technology, high-precision, intelligent, user-friendly temperature control system is the inevitable trend of development at home and abroad.Keywords: Temperature Control PLC HMI Kingview目录 (1) (1) (2) (2) (3) (3) (3) (5) (6) (6) (6) (6) (7) (7) (7) (9) (11) (11) (12) (12) (14) (14) (15) (15) (17) (19) (20) (21) (21) (22) (23) (25) (25) (25) (26) (29) (33) (35) (35) (36) (37) (38) (38) (40) (40) (42) (44) (45) (45) (47) (48) (48) (48)第一章前言1.1项目背景、意义温度控制在电子、冶金、机械等工业领域应用非常广泛。

前言可编程控制器是一种应用很广泛的自动控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点，非常适合温度控制的要求。

在工业领域，随着自动化程度的迅速提高，用户对控制系统的过程监控要求越来越高，人机界面的出现正好满足了用户这一需求。

人机界面可以对控制系统进行全面监控，包括过程监测、报警提示、数据记录等功能，从而使控制系统变得操作人性化、过程可视化，在自动控制领域的作用日益显著。

本文主要介绍了基于三菱公司FX2N系列的可编程控制器和亚控公司的组态软件组态王的某一对象温度控制系统的设计方案。

编程时调用了编程软件STEP 7 -Micro WIN中自带的PID控制模块，使得程序更为简洁，运行速度更为理想。

利用组态软件组态王设计人机界面，实现控制系统的实时监控、数据的实时采样与处理。

目录第一章概述 (2)第二章总方案 (3)2.1 系统框图 (3)2.2 下位机设计 (4)2.2.1 元件选择 (6)2.3 上位机设计 (8)2.3.1 监控主界面 (9)2.3.2 实时趋势曲线 (10)2.3.3 历史趋势曲线 (11)2.3.4 报警窗口 (11)2.3.5 设定画面 (12)2.3.6 变量设置 (13)2.3.7 动画连接 (15)第三章总结 (17)第四章参考文献 (17)1第一章概述温度控制在电子、冶金、机械等工业领域应用非常广泛。

由于其具有工况复杂、参数多变、运行惯性大、控制滞后等特点，它对控制调节器要求极高。

目前,仍有相当部分工业企业在用窑、炉等烘干生产线，存在着控制精度不高、炉内温度均匀性差等问题,达不到工艺要求，造成装备运行成本费用高，产出品品质低下，严重影响企业经济效益，急需技术改造。

近年来，国内外对温度控制器的研究进行了广泛、深入的研究，特别是随着计算机技术的发展，温度控制器的研究取得了巨大的发展，形成了一批商品化的温度调节器，如:职能化PID、模糊控制、自适应控制等，其性能、控制效果好,可广泛应用于温度控制系统及企业相关设备的技术改造服务。

基于PLC和组态王的温度控制系统的设计目录第一章系统及工控机的设计与选择1.1 系统整体设计方案1.2 系统硬件各部分选型1.3 传感器Pt100的选型设计1.4 温度变送器选型设计第二章 PLC和HMI基础2.1 可编程控制器基础2.1.1 可编程控制器的产生和应用2.1.2 可编程控制器的组成和工作原理2.1.3 可编程控制器的分类及特点2.2 人机界面基础2.2.1 人机界面的定义2.2.2 人机界面产品的组成及工作原理2.2.3 人机界面产品的特点第三章 PLC控制系统硬件设计3.1 PLC控制系统设计的基本原则和步骤3.1.1 PLC控制系统设计的基本原则3.1.2 PLC控制系统设计的一般步骤3.2 PLC的选型与硬件配置3.2.1 PLC型号的选择3.2.2 S7-200 CPU的选择3.2.3 EM231模拟量输入模块3.2.4 热电式传感器3.3 I/O点分配及电气连接图3.4 PLC控制器的设计3.4.1 控制系统数学模型的建立3.4.2 PID控制及参数整定第四章 PLC控制系统软件设计4.1 PLC程序设计方法4.2 编程软件STEP7--Micro/WIN概述4.2.1 STEP7-Micro/WIN简单介绍4.2.2 梯形图语言特点4.2.3 STEP7-Micro/WIN参数设置（通讯设置）4.3 程序设计4.3.1 设计思路4.3.2 控制程序流程图4.3.3 梯形图程序4.3.4 PID指令向导的运用4.3.5 语句表（STL）程序第五章基于组态王的HMI设计5.1 人机界面（HMI）设计5.1.1 监控主界面5.1.2 实时趋势曲线5.1.3 历史趋势曲线5.1.4 报警窗口5.1.5 设定画面5.2 变量设置5.3 动画连接4第六章系统运行结果及分析6.1 系统运行6.2 运行结果分析6.2.1 温度趋势曲线分析6.2.2 报警信息分析第七章总结参考文献摘要可编程控制器是一种应用很广泛的自动控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点，非常适合温度控制的要求。

摘要在工、农业生产和日常生活中，各个环节都与温度紧密相连，温度的测量及控制占有极其重要的地位。

温度已成为大多数仪器正常工作的前提，而且对温度的要求也越来越严格。

因此，温度检测与控制方法的研究也越来越受到人们的重视。

本文介绍的温度控制系统为两层结构，上位机由组态软件完成对下位机的监控。

下位机利用数字温度传感器DS18B20，结合单片机组成传感器网络，设计了相关硬件和软件，实现多点温度测量和控制。

论文中介绍了DS18B20进行循环温度检测的方法和采用增量式PID控制算法和PWM调功方式，通过控制固态继电器在一定周期内的通断占空比，最终实现对电烤箱的温度控制。

其中控制范围为室温到120℃，误差小于0.5℃。

上位机PC与单片机之间通过RS232串口实现数据交换，又组态软件King View具有强大的数据采集、处理功能和友好的人机界面，故基于单片机和组态王的温度控制系统，可以理想地实现对相关设备的实时监控。

此系统具有成本低、可靠性高、使用方便等特点，可广泛用于仓库测温、楼宇空调温度控制、生产过程监控等。

关键词： AT89S52；DS18B20；温度控制；组态王；RS232AbstractIn industrial and agricultural production and daily life,all sectors are closely related to temperature.Temperature Measurement and Control occupy a very important position. At present,temperature measurement and control equipment has become normal working majority of the premise that and the temperature requirements more stringent. Therefore,the temperature measurement and control method of attracting increasing attention.The paper introduces a temperature control system,the detection and control of the controlled objects are accomplished by slave computers,and the supervision of the controlled objects and slave computers is implemented in the host computer based on King View.DS18B20 and Microprocessor AT89S52 build up sensor networks,which achieve the design of hardware and software for multiple spots temperature detected and control system.The Paper describes the DS18B20 temperature measurement method and application of incremental PID loop control algorithm and mode of PWM power by controlling the solid state relay must cycle on/off duty cycle, and ultimately to electric oven temperature control.The entire temperature detected and control system is capable of detecting and controlling multiple-point temperature for accurate measurement,the controlling range from the room temperature to 120℃，control error is less than 0.5℃.The communication between PC and microprocessor based on RS2332 is described in detail in the paper.King View software supports a powerful platform for real time detection project.It supports powerful function for data acquisition and management and man-machine interface.The state detection for temperature detected and control system based on Microprocessor and King View software is designed to detect the devices and make sure the devices work in a reliable,effective and secure way.With low cost,high reliability and convenience of operators,the system can be used in many fields such as the temperature measurement system of warehouse,the air conditioning control of building and the monitor of productive process.Keywords: AT89S52; DS18B20; Temperature control; King View; RS232目录1 绪论 (1)1.1课题背景及现状 (1)1.1.1温度测量方面 (1)1.1.2温度控制方面 (2)1.2研究意义 (2)1.3课题要求 (3)2 方案论证与主要器件选型 (4)2.1方案比较与选择 (4)2.1.1温度测量方案选择 (4)2.1.2温度控制方案的选择 (5)2.2主要器件的选择 (6)2.2.1传感器 (6)2.2.2主控元件 (8)2.2.3显示器件 (9)2.2.4控制模块 (9)2.2.5通信模块 (11)2.3上位机组态监控 (12)2.4系统总体设计框图 (12)3 系统硬件电路设计 (14)3.1系统硬件电路框图 (14)3.2单片机最小系统设计 (14)3.3多点测量电路设计 (16)3.3.1.读序列号电路的设计 (16)3.3.2.温度测量电路的设计 (16)3.3.3 DS18B20使用中注意事项 (18)3.4显示和键盘电路设计 (18)3.4.1显示和键盘电路图 (18)3.4.2显示部分设计 (19)3.4.3键盘电路设计 (20)3.5控制模块电路设计 (21)3.5.1控制执行电路 (21)3.5.2报警电路 (21)3.6串口通讯电路 (22)4系统软件部分设计 (23)4.1软件总体设计 (23)4.2 DS18B20的测温程序 (24)4.2.1 DS18B20常用指令 (24)4.2.2 初始化子程序 (24)4.2.3 读子程序 (25)4.2.4 写子程序 (25)4.3显示和键盘扫描程序 (26)4.3.1显示扫描程序流程图 (26)4.3.2键盘扫描程序流程图 (26)4.4控制执行程序 (27)4.4.1控制思路及其流程图 (27)4.4.2 PID控制算法 (28)4.4.3 PID参数的整定 (29)4.4.4 PWM波的设计 (30)4.5通讯程序 (30)4.6组态王监控界面设计 (34)5 系统调试 (36)5.1 硬件部分调试 (36)5.2 软件部分调试 (37)6 总结 (38)参考文献 (40)致谢 (41)附录A 电气原理图 (42)附录B 主要程序 (42)1 绪论温度在现代社会中成为一个很重要的物理量，人们可以根据温度来调节个人的生活行为，气象工作者可以根据温度变化范围来提供可靠的天气预报。

前言可编程控制器是一种应用很广泛的自动控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点，非常适合温度控制的要求。

在工业领域，随着自动化程度的迅速提高，用户对控制系统的过程监控要求越来越高，人机界面的出现正好满足了用户这一需求。

人机界面可以对控制系统进行全面监控，包括过程监测、报警提示、数据记录等功能，从而使控制系统变得操作人性化、过程可视化，在自动控制领域的作用日益显著。

本文主要介绍了基于三菱公司FX2N系列的可编程控制器和亚控公司的组态软件组态王的某一对象温度控制系统的设计方案。

编程时调用了编程软件STEP 7 -Micro WIN中自带的PID控制模块，使得程序更为简洁，运行速度更为理想。

利用组态软件组态王设计人机界面，实现控制系统的实时监控、数据的实时采样与处理。

目录第一章概述··2第二章总方案··32.1 系统框图··32.2 下位机设计··42.2.1 元件选择··62.3 上位机设计··82.3.1 监控主界面··92.3.2 实时趋势曲线··102.3.3 历史趋势曲线··112.3.4 报警窗口··112.3.5 设定画面··122.3.6 变量设置··132.3.7 动画连接··15第三章总结··17第四章参考文献··17第一章概述温度控制在电子、冶金、机械等工业领域应用非常广泛。

由于其具有工况复杂、参数多变、运行惯性大、控制滞后等特点，它对控制调节器要求极高。

目前,仍有相当部分工业企业在用窑、炉等烘干生产线，存在着控制精度不高、炉内温度均匀性差等问题,达不到工艺要求，造成装备运行成本费用高，产出品品质低下，严重影响企业经济效益，急需技术改造。

摘要在工、农业生产和日常生活中，各个环节都与温度紧密相连，温度的测量及控制占有极其重要的地位。

温度已成为大多数仪器正常工作的前提，而且对温度的要求也越来越严格。

因此，温度检测与控制方法的研究也越来越受到人们的重视。

本文介绍的温度控制系统为两层结构，上位机由组态软件完成对下位机的监控。

下位机利用数字温度传感器DS18B20，结合单片机组成传感器网络，设计了相关硬件和软件，实现多点温度测量和控制。

论文中介绍了DS18B20进行循环温度检测的方法和采用增量式PID控制算法和PWM调功方式，通过控制固态继电器在一定周期内的通断占空比，最终实现对电烤箱的温度控制。

其中控制范围为室温到120℃，误差小于0.5℃。

上位机PC与单片机之间通过RS232串口实现数据交换，又组态软件King View具有强大的数据采集、处理功能和友好的人机界面，故基于单片机和组态王的温度控制系统，可以理想地实现对相关设备的实时监控。

此系统具有成本低、可靠性高、使用方便等特点，可广泛用于仓库测温、楼宇空调温度控制、生产过程监控等。

关键词： AT89S52；DS18B20；温度控制；组态王；RS232AbstractIn industrial and agricultural production and daily life,all sectors are closely related to temperature.Temperature Measurement and Control occupy a very important position. At present,temperature measurement and control equipment has become normal working majority of the premise that and the temperature requirements more stringent. Therefore,the temperature measurement and control method of attracting increasing attention.The paper introduces a temperature control system,the detection and control of the controlled objects are accomplished by slave computers,and the supervision of the controlled objects and slave computers is implemented in the host computer based on King View.DS18B20 and Microprocessor AT89S52 build up sensor networks,which achieve the design of hardware and software for multiple spots temperature detected and control system.The Paper describes the DS18B20 temperature measurement method and application of incremental PID loop control algorithm and mode of PWM power by controlling the solid state relay must cycle on/off duty cycle, and ultimately to electric oven temperature control.The entire temperature detected and control system is capable of detecting and controlling multiple-point temperature for accurate measurement,the controlling range from the room temperature to 120℃，control error is less than 0.5℃.The communication between PC and microprocessor based on RS2332 is described in detail in the paper.King View software supports a powerful platform for real time detection project.It supports powerful function for data acquisition and management and man-machine interface.The state detection for temperature detected and control system based on Microprocessor and King View software is designed to detect the devices and make sure the devices work in a reliable,effective and secure way.With low cost,high reliability and convenience of operators,the system can be used in many fields such as the temperature measurement system of warehouse,the air conditioning control of building and the monitor of productive process.Keywords: AT89S52; DS18B20; Temperature control; King View; RS232目录1 绪论 (1)1.1课题背景及现状 (1)1.1.1温度测量方面 (1)1.1.2温度控制方面 (2)1.2研究意义 (2)1.3课题要求 (3)2 方案论证与主要器件选型 (4)2.1方案比较与选择 (4)2.1.1温度测量方案选择 (4)2.1.2温度控制方案的选择 (5)2.2主要器件的选择 (6)2.2.1传感器 (6)2.2.2主控元件 (8)2.2.3显示器件 (9)2.2.4控制模块 (9)2.2.5通信模块 (11)2.3上位机组态监控 (12)2.4系统总体设计框图 (12)3 系统硬件电路设计 (14)3.1系统硬件电路框图 (14)3.2单片机最小系统设计 (14)3.3多点测量电路设计 (16)3.3.1.读序列号电路的设计 (16)3.3.2.温度测量电路的设计 (16)3.3.3 DS18B20使用中注意事项 (18)3.4显示和键盘电路设计 (18)3.4.1显示和键盘电路图 (18)3.4.2显示部分设计 (19)3.4.3键盘电路设计 (20)3.5控制模块电路设计 (21)3.5.1控制执行电路 (21)3.5.2报警电路 (21)3.6串口通讯电路 (22)4系统软件部分设计 (23)4.1软件总体设计 (23)4.2 DS18B20的测温程序 (24)4.2.1 DS18B20常用指令 (24)4.2.2 初始化子程序 (24)4.2.3 读子程序 (25)4.2.4 写子程序 (25)4.3显示和键盘扫描程序 (26)4.3.1显示扫描程序流程图 (26)4.3.2键盘扫描程序流程图 (26)4.4控制执行程序 (27)4.4.1控制思路及其流程图 (27)4.4.2 PID控制算法 (28)4.4.3 PID参数的整定 (29)4.4.4 PWM波的设计 (30)4.5通讯程序 (30)4.6组态王监控界面设计 (34)5 系统调试 (36)5.1 硬件部分调试 (36)5.2 软件部分调试 (37)6 总结 (38)参考文献 (40)致谢 (41)附录A 电气原理图 (42)附录B 主要程序 (42)1 绪论温度在现代社会中成为一个很重要的物理量，人们可以根据温度来调节个人的生活行为，气象工作者可以根据温度变化范围来提供可靠的天气预报。

本科生毕业论文（设计）题目：基于PLC和组态王的温度控制系统设计院系：专业：学生姓名：学号：指导教师：（职称）二〇〇九年五月附表三、毕业论文答辩情况学术诚信声明本人所呈交的毕业论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料均真实可靠。

除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。

对本论文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。

本毕业论文的知识产权归属于培养单位。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

本人签名：日期：摘要可编程控制器是一种应用很广泛的自动控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点，非常适合温度控制的要求。

在工业领域，随着自动化程度的迅速提高，用户对控制系统的过程监控要求越来越高，人机界面的出现正好满足了用户这一需求。

人机界面可以对控制系统进行全面监控，包括过程监测、报警提示、数据记录等功能，从而使控制系统变得操作人性化、过程可视化，在自动控制领域的作用日益显著。

本文主要介绍了基于西门子公司S7-200系列的可编程控制器和亚控公司的组态软件组态王的炉温控制系统的设计方案。

编程时调用了编程软件STEP 7-Micro WIN中自带的PID控制模块，使得程序更为简洁，运行速度更为理想。

利用组态软件组态王设计人机界面，实现控制系统的实时监控、数据的实时采样与处理。

实验证明，此系统具有快、准、稳等优点，在工业温度控制领域能够广泛应用。

关键词：温度控制可编程控制器人机界面组态王AbstractProgrammable Logic Controller (PLC) is a kind of automatic control equipment which is widely used in the industrial manufacture. It merges the traditional control technology, computer and communication technologies with a strong ability to control, flexible operation, high reliability and suitable for long-term characteristics of continuous work. It is very suitable for temperature control requirements.In the industrial field, with the rapid increase in the degree of automation, it is more and more important to monitor the process of control system for the users. The emergence of human-machine interface meets the needs of users. Man-machine interface can comprehensively monitor the control system, including process monitoring, alarm, data logging and other functions, so that the control systems have become user-friendly operation, the process of visualization and it will play more and more important part in the field of automatic control.This essay mainly introduces a design of temperature control system with SIMATIC programmable logic controller (PLC) and configuration software Kingview which is developed by Beijing Yakong Company. When programming, we use the PID control arithmetic software module which is contained in the program software STEP 7 -Micro WIN so that the program looks easier and operates more quickly. In order to monitor the control system and process data in actual time, we designed Human Machine Interface（HMI）with the configuration software Kingview. The result of experiment proves that this temperature control system could run quickly, accurately and have good stability, which is the advantage of the control system. This control system has been widely used in the industrial temperature control field.With the continuous development of automatic science and technology, high-precision, intelligent, user-friendly temperature control system is the inevitable trend of development at home and abroad.Keywords: Temperature Control PLC HMI Kingview目录第一章前言 (1)1.1项目背景、意义 (1)1.2温控系统的现状 (2)1.3项目研究内容 (3)第二章PLC和HMI基础 (5)2.1可编程控制器基础 (5)2.1.1可编程控制器的产生和应用 (5)2.1.2可编程控制器的组成和工作原理 (5)2.1.3可编程控制器的分类及特点 (8)2.2人机界面基础 (8)2.2.1人机界面的定义 (8)2.2.2人机界面产品的组成及工作原理 (9)2.2.3人机界面产品的特点 (9)第三章PLC控制系统硬件设计 (10)3.1PLC控制系统设计的基本原则和步骤 (10)3.1.1PLC控制系统设计的基本原则 (10)3.1.2PLC控制系统设计的一般步骤 (11)3.2PLC的选型与硬件配置 (13)3.2.1PLC型号的选择 (13)3.2.2S7-200 CPU的选择 (14)3.2.3EM231模拟量输入模块 (14)3.2.4热电式传感器 (16)3.3I/O点分配及电气连接图 (17)3.4PLC控制器的设计 (17)3.4.1控制系统数学模型的建立 (17)3.4.2PID控制及参数整定 (19)第四章PLC控制系统软件设计 (22)4.1PLC程序设计方法 (22)4.2编程软件STEP7--M ICRO/WIN概述 (23)4.2.1STEP7-Micro/WIN简单介绍 (23)4.2.2梯形图语言特点 (24)4.2.3STEP7-Micro/WIN参数设置（通讯设置） (25)4.3程序设计 (27)4.3.1设计思路 (27)4.3.2控制程序流程图 (27)4.3.3梯形图程序 (28)4.3.4PID指令向导的运用 (31)4.3.5语句表（STL）程序 (35)第五章基于组态王的HMI设计 (37)5.1人机界面（HMI）设计 (37)5.1.1监控主界面 (38)5.1.2实时趋势曲线 (39)5.1.3历史趋势曲线 (40)5.1.4报警窗口 (40)5.1.5设定画面 (42)5.2变量设置 (42)5.3动画连接 (44)第六章系统运行结果及分析 (46)6.1系统运行 (46)6.2运行结果分析 (47)6.2.1温度趋势曲线分析 (47)6.2.2报警信息分析 (49)第七章总结 (50)参考文献 (51)致谢 (52)第一章前言1.1项目背景、意义温度控制在电子、冶金、机械等工业领域应用非常广泛。

前言可编程控制器是一种应用很广泛的自动控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点，非常适合温度控制的要求。

在工业领域，随着自动化程度的迅速提高，用户对控制系统的过程监控要求越来越高，人机界面的出现正好满足了用户这一需求。

人机界面可以对控制系统进行全面监控，包括过程监测、报警提示、数据记录等功能，从而使控制系统变得操作人性化、过程可视化，在自动控制领域的作用日益显著。

本文主要介绍了基于三菱公司FX2N系列的可编程控制器和亚控公司的组态软件组态王的某一对象温度控制系统的设计方案。

编程时调用了编程软件STEP 7 -Micro WIN中自带的PID控制模块，使得程序更为简洁，运行速度更为理想。

利用组态软件组态王设计人机界面，实现控制系统的实时监控、数据的实时采样与处理。

目录第一章概述 (2)第二章总方案 (3)2.1 系统框图 (3)2.2 下位机设计 (4)2.2.1 元件选择 (6)2.3 上位机设计 (8)2.3.1 监控主界面 (9)2.3.2 实时趋势曲线 (10)2.3.3 历史趋势曲线 (11)2.3.4 报警窗口 (11)2.3.5 设定画面 (12)2.3.6 变量设置 (13)2.3.7 动画连接 (15)第三章总结 (17)第四章参考文献 (17)第一章概述温度控制在电子、冶金、机械等工业领域应用非常广泛。

由于其具有工况复杂、参数多变、运行惯性大、控制滞后等特点，它对控制调节器要求极高。

目前,仍有相当部分工业企业在用窑、炉等烘干生产线，存在着控制精度不高、炉内温度均匀性差等问题,达不到工艺要求，造成装备运行成本费用高，产出品品质低下，严重影响企业经济效益，急需技术改造。

近年来，国内外对温度控制器的研究进行了广泛、深入的研究，特别是随着计算机技术的发展，温度控制器的研究取得了巨大的发展，形成了一批商品化的温度调节器，如:职能化PID、模糊控制、自适应控制等，其性能、控制效果好,可广泛应用于温度控制系统及企业相关设备的技术改造服务。

基于PLC和组态王的温度控制系统设计完整毕业论文摘要可编程控制器是一种应用很广泛的自动控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点，非常适合温度控制的要求。

在工业领域，随着自动化程度的迅速提高，用户对控制系统的过程监控要求越来越高，人机界面的出现正好满足了用户这一需求。

人机界面可以对控制系统进行全面监控，包括过程监测、报警提示、数据记录等功能，从而使控制系统变得操作人性化、过程可视化，在自动控制领域的作用日益显著。

本文主要介绍了基于西门子公司S7-200系列的可编程控制器和亚控公司的组态软件组态王的炉温控制系统的设计方案。

编程时调用了编程软件STEP 7 -Micro WIN中自带的PID控制模块，使得程序更为简洁，运行速度更为理想。

利用组态软件组态王设计人机界面，实现控制系统的实时监控、数据的实时采样与处理。

实验证明，此系统具有快、准、稳等优点，在工业温度控制领域能够广泛应用。

关键词：温度控制可编程控制器人机界面组态王目录第一章前言 (1)1.1项目背景、意义 (1)1.2温控系统的现状 (2)1.3项目研究内容 (3)第二章PLC和HMI基础 (5)2.1可编程控制器基础 (5)2.1.1可编程控制器的产生和应用 (5)2.1.2可编程控制器的组成和工作原理 (5)2.1.3可编程控制器的分类及特点 (8)2.2人机界面基础 (8)2.2.1人机界面的定义 (8)2.2.2人机界面产品的组成及工作原理 (9)2.2.3人机界面产品的特点 (9)第三章PLC控制系统硬件设计 (10)3.1PLC控制系统设计的基本原则和步骤 (10)3.1.1PLC控制系统设计的基本原则 (10)3.1.2PLC控制系统设计的一般步骤 (11)3.2PLC的选型与硬件配置 (13)3.2.1PLC型号的选择 (13)3.2.2S7-200 CPU的选择 (14)3.2.3EM231模拟量输入模块 (14)3.2.4热电式传感器 (16)3.3I/O点分配及电气连接图 (17)3.4PLC控制器的设计 (17)3.4.1控制系统数学模型的建立 (17)3.4.2PID控制及参数整定 (19)第四章PLC控制系统软件设计 (22)4.1PLC程序设计方法 (22)4.2编程软件STEP7--M ICRO/WIN概述 (23)4.2.1STEP7-Micro/WIN简单介绍 (23)4.2.2梯形图语言特点 (24)4.2.3STEP7-Micro/WIN参数设置（通讯设置） (25)4.3程序设计 (27)4.3.1设计思路 (27)4.3.2控制程序流程图 (27)4.3.3梯形图程序 (28)4.3.4PID指令向导的运用 (31)4.3.5语句表（STL）程序 (35)第五章基于组态王的HMI设计 (37)5.1人机界面（HMI）设计 (37)5.1.1监控主界面 (38)5.1.2实时趋势曲线 (39)5.1.3历史趋势曲线 (40)5.1.4报警窗口 (40)5.1.5设定画面 (42)5.2变量设置 (42)5.3动画连接 (44)第六章系统运行结果及分析 (46)6.1系统运行 (46)6.2运行结果分析 (47)6.2.1温度趋势曲线分析 (47)6.2.2报警信息分析 (49)第七章总结 (50)参考文献 (51)致谢 (52)第一章前言1.1项目背景、意义温度控制在电子、冶金、机械等工业领域应用非常广泛。

智能家居温度与湿度控制策略可以通过以下几种方式实现：
1. 智能温控设备：使用智能温控设备如智能空调、智能空气净化器等，可以通过手机APP 或语音助手进行远程控制，设定合适的温度和湿度。

这些设备通常具有自动模式，可以根据环境条件自动调节温度和湿度。

2. 湿度传感器：在室内安装湿度传感器，实时监测室内的湿度情况。

当湿度低于或高于设定的湿度阈值时，传感器会发出信号，通过手机APP或语音助手提醒用户进行调节。

3. 智能环境控制系统：通过智能环境控制系统，可以根据室内环境情况自动调节温度和湿度。

例如，当室内湿度过高时，系统可以打开除湿器降低湿度；当室内湿度过低时，系统可以打开加湿器增加湿度。

4. 定时控制：设定定时控制策略，例如每天在特定的时间段打开或关闭加湿器或除湿器，以保持室内的湿度在合适的范围内。

5. 自动学习模式：某些智能家居系统具有自动学习模式，可以根据用户的习惯和环境条件自动调整温度和湿度。

6. 联动控制：通过智能家居设备的联动控制，例如与智能灯光、智能窗帘等设备的配合，可以在调节温度和湿度时改变室内环境，提供更加舒适的生活体验。

总的来说，智能家居温度与湿度控制策略的关键是利用现代科技手段，通过各种智能设备和技术，实时监测、自动调节、定时控制以及联动控制等手段，为用户提供舒适、安全、节能的生活环境。

前言随着现代科学技术的迅猛发展，工业生产的规模越来越大，结构也越来越复杂，从而使控制对象、控制器以及控制任务和目的日益复杂，而对系统的精度、响应速度和稳定性的要求却越来越高。

不仅需要高效率，更需要对工厂现场的运行状况进行实时监控，实时报警等。

而组态王很好的实现了工作人员在不需要到现场就可以完成对对象的监控、报警监视以及对象更改。

它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。

通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。

其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。

尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。

通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。

组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。

而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。

本次实训包含着温度和液位的控制，采用PID控制，通过组态王作为上位机进行对于下位机的控制。

组态温度控制、单容水箱串级PID液位控制充分的利用PID控制算法对实际的问题进行整定。

充分体现组态王的应用和对于上位机对于下位机的控制技术。

关键字：PLC、组态王、温度PID控制、液位控制目录一、《控制系统综合实训》任务书 (1)二、知识简介 (3)2.1、PLC简介 (3)1、功能特点 (3)2、基本结构 (4)3、工作原理 (4)2.2、PLC程序下载 (5)2.3、组态王的简介 (7)2.4、变频器 (9)1、工作原理 (9)2、功能作用 (9)三、温度控制实验 (10)3.1、工艺过程 (10)3.2、工程建立 (10)1、工程建立 (10)2、变量建立 (10)3、组态画面绘制 (11)4、画面变量连接 (11)3.3、调试 (15)四、单容下水箱液位变频器PID单回路控制实验 (16)4.1、工艺过程 (16)4.2、工程建立 (17)1、工程建立 (17)2、变量建立 (17)3、绘制画面 (17)4、画面变量连接 (17)4.3、调试 (19)五、总结 (20)六、附录 (21)七、参考文献 (26)一、《控制系统综合实训》任务书题目：液位控制系统、温度控制系统设计一、工程训练任务本课题针对液位控制系统作初步设计和基本研究，该系统能对水箱液位信号进行采集，以PLC为下位机，以工控组态软件组态王设计上位机监控画面，实现对水箱液位的控制。