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PLC课程设计—基于PLC的窑温控制设计学号： 2011094039班级：姓名：指导老师：目录绪论第一章系统设计任务分析 .................................................................................... - 1 -1.1 任务描述 ................................................................................................................... - 1 -1.2 控制要求 ................................................................................................................... - 1 -1.3 炉窑内的温度控制 ................................................................................................. - 2 -1.4 设计任务分析 .......................................................................................................... - 2 -第二章系统设计的方案...................................................................................................... - 2 -2.1 概述 ............................................................................................................................ - 2 -2.2 系统组成总体结构 ................................................................................................. - 3 -第三章系统硬件设计 .......................................................................................................... - 4 -3.1 选取PLC的类型及容量........................................................................................ - 4 -3.2 温度传感器的选择 .................................................................................................. - 6 -3.3 控制开关及电动机的选择..................................................................................... - 7 -第四章I/O地址的分配..................................................................................................... - 7 -4.1 I/O地址的简介.......................................................................................................... - 7 -4.2 系统各元件对应的I/O地址................................................................................. - 7 -第五章软件系统的设计 ................................................................................................... - 8 -5.3 梯形图程序............................................................................................... - 13 -第六章课程设计总结 ........................................................................................ - 18 -参考文献 ................................................................................................................ - 18 -绪论工业生产中，温度控制系统是比较常见的，是典型的过程控制系统。
《基于PLC的环形炉温度控制系统设计与应用》篇一一、引言随着工业自动化技术的不断发展，温度控制系统的设计与应用在工业生产中显得尤为重要。
环形炉作为许多工业生产过程中的关键设备，其温度控制系统的稳定性和精确性直接影响到产品的质量和生产效率。
因此，基于PLC的环形炉温度控制系统应运而生，本文将介绍其设计思路和应用效果。
二、系统设计1. 系统构成基于PLC的环形炉温度控制系统主要由PLC控制器、温度传感器、执行机构、人机界面等部分组成。
其中，PLC控制器作为系统的核心，负责接收温度传感器的信号，根据设定的控制算法输出控制信号，驱动执行机构进行温度调节。
2. PLC控制器设计PLC控制器是整个系统的“大脑”，其设计应考虑到系统的实时性、稳定性和可扩展性。
首先，应选择合适的PLC型号，根据环形炉的规模和工艺要求，确定I/O点的数量和类型。
其次，编写控制程序，实现温度的实时监测、报警、自动调节等功能。
此外，还应考虑到系统的故障诊断和保护功能，确保系统的稳定运行。
3. 温度传感器和执行机构的选择温度传感器是测量环形炉温度的关键部件，应选择具有高精度、高稳定性的传感器。
执行机构则是根据PLC控制器的指令进行温度调节的部件，常见的有电动调节阀、电动执行器等。
在选择时，应考虑到其响应速度、调节精度和可靠性等因素。
4. 人机界面设计人机界面是操作人员与系统进行交互的界面，应设计得简洁、直观、易操作。
通过人机界面，操作人员可以实时监测环形炉的温度、设定温度目标值、查看报警信息等。
此外，还应具备历史数据查询、报表生成等功能，方便操作人员进行生产管理和数据分析。
三、系统应用基于PLC的环形炉温度控制系统在实际应用中取得了显著的效果。
首先，该系统具有较高的控制精度和稳定性，能够实时监测环形炉的温度，并根据设定的控制算法自动调节执行机构，使温度保持在设定范围内。
其次，该系统具有丰富的功能，如温度报警、历史数据查询、报表生成等，方便操作人员进行生产管理和数据分析。
基于PLC加热炉温度控制系统设计【摘 要】温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同国外的日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有着较大的差距。
加热炉的温度控制系统具有较大的容量滞后，采用单回路控制往往会出现较大的动态偏差，很难达到好的控制效果，为提高系统对负荷变化较大或其他扰动比较剧烈时的控制质量，采用基于PLC的加热炉温度控制系统来提高加热炉的燃烧效率。
可编程序控制器（PLC）是一种新型的通用的自动控制装置，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，是功能加强、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点。
PLC的应用领域已经拓宽到了各个领域，PLC的发展历程在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。
在传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。
PLC最基本最广泛的用于开关量的逻辑控制，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制，顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。
如注塑机，印刷机，订书机，组合抢答器，磨床，包装等。
目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁，石油，化工，电力，建材，机械制造，汽车，轻纺，交通运输，环保及文化娱乐等各个行业，使用广泛。
本设计将以PLC为核心设计了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案，在保留了原始加热炉温度控制系统的基本功能的同时又增加了一系列的实用功能并简化其电路结构，其将以控制方便，灵活，只要改变输入PLC的控制程序，就能够实现对加热炉温度的控制。
【关键词】加热炉温度控制系统可编程控制器燃烧效率System design of heating furnace temperaturecontrol based on PLC【Abstract】:Pneumatic manipulator is a automated devices thatcan mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.This article is mainly of the PLC manipulator the overall design, and pneumatic design. This mechanism of manipulator includes cylinders and claws and connectors parts, it can move according to the due track on the movement of grabbing, carrying and unloading. The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop, by controlling and regulating pressure, flow and direction of the compressed air to make it get the necessary strength, speed and changed the direction of movement in the prescribed procedure work.It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic .The principle, technical pare-maters, transmiting system and main parts structure of mincing ma-chine were introduced.The PLC was analysed.Keywords Mincing machine Holds plate Cutting blade Transfer auger【Keywords】：pneumatic manipulator PLC pneumatic loop Four degrees of freedom.目录第一章、绪论 (5)1.1 本课题的发展概况 (6)1.2 加热炉温控系统的实现过程概述 (6)1.3 本课题研究的内容和意义 (7)1.4 PLC简介 (7)1.4.1 PLC的定义 (9)1.4.2 PLC的基础知识 (11)1.4.3 PLC的用途 (12)1.5 PLC的组成 (13)1.5.1中央处理单元 (13)1.5.2存储器 (15)1.5.3输入输出单元 (15)1.5.4通讯接口 (16)1.5.5智能接口模块 (16)1.5.6编程装置 (16)1.5.7电源 (16)第二章、加热炉温度控制系统总体方案与PID算法的设计 (17)2.1 总体方案的设计 (17)2.1.1硬件模块的设计 (17)2.1.2软件模块的设计 (17)2.2 PID控制算法的介绍 (17)2.2.1 PID控制算法的设计 (17)2.2.2 PID控制器参数的整定 (17)第三章、加热炉温度控制系统的PLC设计 (17)3.1 输入输出点分配 (18)3.2 PLC的选择 (19)3.3 加热炉温度控制系统PLC控制系统接线图 (20)3.4 加热炉温度控制系统主程序流程图的确定 (20)3.5 加热炉温度控制系统温度控制系统图的确定 (20)第四章、加热炉温度控制系统PLC控制程序 (21)4.1西门子S7-200的介绍 (22)4.2加热炉温度控制系统西门子S7-200程序的实现 (24)结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)第一章绪论1.1 本课题的发展概况温度控制系统在工业生产中获得了广泛的应用，在工农业生产、国防、科研以及日常生活等领域占有重要的地位。
题目:基于PLC的加热炉温度控制系统设计原始依据(包括设计（论文）的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等)：温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同国外的日本、美国、德国等先进国家相比，仍然有着较大的差距。
加热炉的温度控制系统具有较大的容量滞后，采用单回路控制往往会出现较大的动态偏差，很难达到好的控制效果，为提高系统对负荷变化较大或其他扰动比较剧烈时的控制质量，采用基于PLC的双闭环温度控制系统来提高加热炉的燃烧效率。
通过本毕业设计培养学生综合运用所学的基础理论、基础知识、基本技能进行分析和解决实际问题的能力，使学生受到PLC系统开发的综合训练，达到能够进行PLC系统设计和实施的目的。
主要内容和要求（包括设计（研究）内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求）：如图1所示的加热炉，它是由温度内胆、夹套、加热器、温度检测变送器组成。
图1加热炉温度系统加热器采用传统的价格较低的电阻板加热，水系统是加速加热炉温度恒定。
通过检测内胆和夹套的温度来控制电阻板两端的电压变化，使炉温达到设定值。
为提高系统对负荷变化较大或其他扰动比较剧烈时的控制质量，采用串级控制方案，主、副控制器采用PID控制算法，手动整定或自整定PID参数，实时计算控制量，控制加热装置，使加热炉温度为80℃左右，并能实时显示当前温度值。
毕业论文中需有与本课题有关的国内外的研究现状，系统总体方案设计，硬件的工程设计与实现， PLC控制程序设计（I/O地址分配，程序流程图），总结。
日程安排：2010.12 -2011.4. 8 认真收集有关资料，完成开题报告2011.4.9-2011.4.20提出总体方案并进行论证2011.4.20-2011.5.10论文主体设计2011.5.11-2011.5.20论文撰写，完成初稿2011.5.21-2011.5.28程序调试和修改论文2011.5.29-2011.6. 7 编写设计说明书，准备答辩提纲，进行答辩主要参考文献和书目：[1] 楼顺天、姚若玉、沈俊霞，MA TLAB7.x程序设计语言，西安电子科技大学出版社，2008[2] 黄友锐、曲立国，PID控制器参数整定与实现，科学出版社，2010[4] 卢京潮，自动化控制原理，西北工业大学出版社，2009[5] 周美兰、周封、王岳宇，PLC电气控制与组态设计，科学出版社，2009[6 ] 李科，温控系统的智能PID控制算法研究，[硕士论文]，中华科技大学，2006[7] 吴长胜，基于PLC控制的加热炉温度控制系统设计，[学士论文]，贵州师范大学，2006[8] 李世斌、李宏伟，PLC在锅炉控制中的应用、自动化技术与应用，2003年第22卷第1期[9] 欧祖鸿，基于Wincc和S7-200的温度测控系统，[学士论文]，重庆科技学院，2010[10] 廖常初，PLC 编程及应用，机械工业出版社，2005[11] 顾占松、陈铁年，可编程控制器原理与应用，北京国防工业出版社，1996[12] 王伟、张晶逃、柴天佑，PID参数先进整定方法综述，自动化学报，2000,5（26）347~355[13] 胡学林，可编程控制器教程，电子工业出版社，2005[14] 张扬、蔡春伟、孙明健，S7-200PLC原理与应用系统技术，机械工业出版社，2007[15] Jurgen Muiler、张怀勇，西门子自动化系统实战，人民邮电出版社，2007指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日本科毕业设计（论文）开题报告（综述）题目：基于PLC的加热炉温度控制系统设计本课题来源及研究现状：随着现代工业的逐步发展，在工业生产中，温度、压力、流量和液位是四种最常见的过程变量。
基于PLC电阻炉温度控制系统设计1.引言电阻炉是一种常见的热处理设备，用于加热金属或其他材料至一定温度。
为了确保加热过程的准确性和安全性，需要使用温度控制系统对电阻炉进行控制。
本文将基于PLC来设计一个电阻炉温度控制系统。
2.设计方案2.1系统架构该系统的基本架构由以下几个部分组成：传感器模块、控制模块、执行模块和人机界面。
传感器模块用于监测电阻炉内部的温度，并将温度信号传输给控制模块。
控制模块采用PLC作为核心控制器，负责接收传感器信号并根据设定的温度值进行控制。
执行模块根据PLC的指令，控制电阻炉的加热功率以调节温度。
人机界面用于设置设定温度和显示当前温度，以及监控系统状态。
2.2硬件设计传感器模块使用高精度的温度传感器（如热电偶或热电阻），将温度信号转换为模拟电信号，并通过模拟输入模块将信号输入到PLC。
控制模块采用PLC作为核心控制器。
PLC具有较高的可编程性和稳定性，能满足温度控制系统的要求。
PLC通过模拟输入模块接收传感器信号，并通过数字输出模块控制执行模块。
执行模块由电源模块和电阻器组成。
电源模块为电阻炉提供电力源，电阻器根据PLC的输出信号来调节电阻炉的加热功率，以控制温度。
人机界面采用触摸屏或上位机软件，用于设置设定温度、显示当前温度、监控系统状态和报警信息等。
2.3软件设计软件部分主要包括程序设计和界面设计。
程序设计方面，主要采用Ladder Diagram（梯形图）来编写控制程序。
程序需要包括接收传感器信号、判断温度与设定温度的差值、根据差值控制输出信号等功能。
界面设计方面，可以使用相应的编程软件进行设计。
界面需要包括设定温度的输入框、当前温度的显示框、报警信息的提示框等。
3.系统功能该系统具有以下功能：-温度控制：根据设定温度自动调节电阻炉加热功率，使温度保持在设定范围内。
-报警功能：当温度超出设定范围时，系统会发出声音或显示警报，提醒操作员。
-数据记录：系统可以记录温度变化的曲线，并将数据存储到数据库中，以便用户查询和分析。
基于PLC电阻炉温度控制系统简介基于PLC的电阻炉温度控制系统是一种自动化控制系统，用于对电阻炉的温度进行精确控制。
该系统利用PLC（可编程逻辑控制器）作为控制核心，通过传感器实时采集电阻炉的温度数据，并根据设定的控制策略调整电阻炉的工作状态，以保持温度在目标范围内。
系统组成基于PLC的电阻炉温度控制系统主要由以下组件组成：1.电阻炉：作为温度控制的对象，通过加热元件对物体进行加热，同时配备温度传感器用于实时监测温度。
2.PLC：作为控制核心，负责采集传感器数据、执行控制策略，并向电阻炉发送控制信号。
3.温度传感器：用于实时监测电阻炉的温度变化，将温度数据传输给PLC。
4.控制面板：提供用户界面，用户可以通过控制面板设定温度参数，监测实时温度变化，并进行控制策略的调整。
5.人机界面：用于与系统进行交互，包括触摸屏、键盘、指示灯等。
工作原理基于PLC的电阻炉温度控制系统的工作原理如下：1.传感器实时采集电阻炉的温度数据，并将数据传输给PLC。
2.PLC根据设定的控制策略对温度数据进行处理，判断温度是否在目标范围内。
3.如果温度超出目标范围，PLC会根据控制策略调整电阻炉的工作状态，以使温度回到目标范围内。
4.控制面板提供用户界面，用户可以通过控制面板设定温度参数，改变控制策略。
5.人机界面用于与系统进行交互，用户可以通过触摸屏、键盘等方式设定温度参数、监测实时温度变化，并进行控制策略的调整。
优势和应用基于PLC的电阻炉温度控制系统具有以下优势：1.精确控制：通过PLC的高精度数据处理和控制算法，能够实现对电阻炉温度的精确控制，提高生产效率和产品质量。
2.自动化：系统能够实现自动控制和自动调节，减少人工干预，提高生产效率。
3.可编程性：PLC具有可编程性，可以根据不同的需求进行程序设计，以适应不同的生产过程和温度控制要求。
基于PLC的电阻炉温度控制系统广泛应用于各个行业，包括冶金、化工、电子等领域。
基于PLC电热炉温度控制系统设计摘要：本文采用PLC控制系统对电热炉温度进行自动控制，实现了对炉内温度的精准控制。
通过对温度传感器、控制器及执行机构的设计与配置，确保了系统的稳定性和可靠性。
实验结果表明，该控制系统精度高、可靠性好，可以满足实际生产中的需求。
关键词：PLC控制系统，电热炉，温度控制，自动化，稳定性Abstract:This paper uses PLC control system to automatically controlthe temperature of electric furnace, realizing precisecontrol of temperature in the furnace. By designing and configuring temperature sensors, controllers and actuators,the stability and reliability of the system are ensured. Experimental results show that the control system has high precision and reliability, and can meet the requirements of actual production.Keywords: PLC control system, electric furnace, temperature control, automation, stability1.绪论电热炉是一种重要的热处理设备，其主要应用于金属材料的加热、熔炼及热处理等领域。
在生产实践中，电热炉的温度控制是保证热处理质量的关键。
传统的电热炉温度控制方法存在精度低、易受环境干扰等缺点，严重影响了工艺效率和生产质量。
因此，采用现代化智能化的控制方法对电热炉进行控制，成为了当前一个十分热门的研究方向。
基于PLC的加热炉炉温控制系统设计摘要：现代工业生产过程中，用于热处理的加热炉，需要消耗大量的电能，而且温度控制是纯滞后的一阶大惯性环节。
现有企业多采用常规仪表加接触器的断续控制，随着科技进步和生产的发展，这类设备对温度的控制要求越来越高，除控温精度外，对温度上升速度及下降速度也提出了可控要求，显而易见常规控制难于满足这些工艺要求。
随着微电子技术及电力电子技术的发展，采用功能强、体积小、价格低的智能化温度控制装置控制加热炉已成为现实。
关键词：PLC；加热炉；温度控制系统温度的控制对于工业的发展和生产十分重要，冶金制造、机械加工、食品烹饪以及化工反应中的运用尤其多。
有些工业的制造需要对温度实现精准的调控，这就需要加热炉的温度控制系统的功能达到工业生产运行的标准。
传统的加热炉的温度控制一般是靠继电器加热来实现的，但是在加热过程中必须要满足固定接线，这样对于加热的条件有一定的限制性，而且调控系统的耗能比较多，占用的体积比较大，而且工作的效率也不能满足工业生产的需要，所以传统的加热炉温度控制系统会逐渐被计算机技术所衍生出来的PLC技术所取代，现阶段工业上运用的比较多的就有施耐德PLC、美国AB的PLC以及西门子的PLC。
这里将以西门子公司的S7-300系列PLC为典型的例子对PLC的概念、操作流程、工作原理、系统和配件的调控进行相应的介绍和分析。
1加热炉温度控制系统及其相关理论1.1加热炉温度控制系统就当前我国加热炉应用现状来看，热媒加热炉是最为常见的一种形式，对于热媒加热炉应用来看，其主要包括热媒-原油换热系统、压缩空气供给系统、热媒稳定供给系统以及热媒加热炉系统等四个组成部分，此外，相应的控制系统也是加热炉必不可少的一个关键系统所在，在控制系统中，温度控制系统又是重中之重，温度控制系统的合理使用确实能够有效的提升加热炉应用的效率和价值，必须引起高度的重视。
就加热炉温度控制系统自身来说，当前的应用中主要包括数据通信模块、控制逻辑模块以及人机界面等三个关键部分，其中数据通信模块也是就是我们常说的OPC通信协议，对于这三个关键环节的控制和设计也是加热炉温度控制系统发挥应有作用的关键点所在。
基于PLC的锅炉温度控制系统摘要从上世纪80年代至90年代中期，PLC得到了快速的发展，在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC 逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。
本文介绍了以锅炉为被控对象，以锅炉出口水温为主被控参数，以炉膛内水温为副被控参数，以加热炉电阻丝电压为控制参数，以PLC为控制器，构成锅炉温度帘级控制系统；采用PID算法，运用PLC梯形图编程语言进行编程，实现锅炉温度的自动控制。
电热锅炉的应用领域相当广泛，在相当多的领域里，电热锅炉的性能优劣决定了产品的质量好坏。
口前电热锅炉的控制系统大都采用以微处理器为核心的讣算机控制技术，既提高设备的自动化程度乂提高设备的控制精度。
本文分别就电热锅炉的控制系统工作原理，温度变送器的选型、PLC配置、组态软件程序设讣等儿方面进行阐述。
通过改造电热锅炉的控制系统具有响应快、稳定性好、可靠性高,控制精度好等特点，对工业控制有现实意义。
关键词：电热锅炉的控制系统温度控制审级控制PLC PID摘要 (1)1绪论 (1)课题背景及研究目的和意义 (1)1.2国内外研究现状 (3)1.3项目研究内容 (4)2PLC和组态软件基础 (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....... 错误!未定义书签。
2.1.3可编程控制器的分类及特点 (7)2.2组态软件的基础 (8)2.2.1组态的定义 (8)2.2. 2组态王软件的特点 (8)2.2. 3组态王软件仿真的基本方法 (8)3PLC控制系统的硬件设计 (9)3.1 PLC控制系统设计的基本原则和步骤 (9)3.1.1PLC控制系统设计的基本原则 (9)3.1.2PLC控制系统设计的一般步骤 (9)3.1.3PLC程序设计的一般步骤 (10)3.2PLC的选型和硬件配置 (11)3.2.1PLC型号的选择 (11)3.2.2S7-200CPU 的选择 (12)3.2.3EM235模拟量输入/输出模块 (12)3.2.4热电式传感器 (12)3.2.5可控硅加热装置简介 (12)3.3系统整体设计方案和电气连接图 (13)3.4 PLC控制器的设计 (14)3.4. 1控制系统数学模型的建立 (14)3.4.2PID控制及参数整定 (14)4PLC控制系统的软件设计 (16)4.1PLC程序设计的方法 (16)4.2编程软件 STEP7—Micro/WIN 概述 (17)4.2. 1 STEP7—Micro/WIN 简单介绍 (17)4.2.2计算机与PLC的通信 (18)4.3 程序设计 (18)4.3. 1程序设计思路 (18)4.3. 2 PID指令向导 (19)4.3. 3控制程序及分析 (25)5组态画面的设计 (29)5.1组态变量的建立及设备连接 (29)5.1. 1新建项目 (29)5.2创建组态画面 (33)5.2. 1新建主画面 (33)5.2.2新建PID参数设定窗口 (34)5.2. 3新建数据报表 (34)5.2. 4新建实时曲线 (35)5.2.5新建历史曲线 (35)5.2.6新建报警窗口 (36)6系统测试 (37)6.1启动组态王 (37)6.2实时曲线观察 (38)6.3分析历史趋势曲线 (38)6.4查看数据报表 (40)6.5系统稳定性测试 (42)结束语 (43)参考文献 (44)致谢 (45)华北电力大学成人教冇毕业设计（论文）1绪论1.1课题背景及研究目的和意义电热锅炉的应用领域相当广泛，电热锅炉的性能优劣决定了产品的质量好坏。
