基于PLC的PID恒温控制系统
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四川师范大学成都学院电子工程系课程设计
基于S7—200型PLC的PID恒温箱控制
学生姓名 范永林
学 号 **********
所 在 系 电子工程系
专业名称 自动化
班 级 2008级1班
指导教师
程 诚 段纯爽成 绩
四川师范大学成都学院
二○一一年六月
四川师范大学成都学院电子工程系课程设计报告
摘要：本论文阐述了利用PLC模块通过数模转换模块和温度检测模块等，并运用梯形图编写程序，实现对液体加热及对温度的保持.本系统的适用性很强,稳定性、精确性良好，程序开发通俗易懂，可以适应农业和工业生产中恒温系统的需求。本文主要介绍了恒温系统的硬件及软件设计方案。
关键字：PLC，数模转换，恒温系统
Abstract:
This paper discusses how to use the PLC module through the
analog—to—digital conversion module and temperature detection module，
and used the ladder-diagram programming，
realize the liquid heating and
temperature is maintained. This system applicability is very strong，
stability,
accuracy, good program development understandable，
can adapt to the
agricultural production constant temperature that required by the system. This
article mainly introduced the constant temperature and the hardware and
software of the system design。
Key words： PLC、Analog—to—digital、The constant temperature
四川师范大学成都学院电子工程系课程设计报告
目录
前言 .................................................... 1
1．PLC简介 .............................................. 2
2．PID指令与模拟量控制 .................................. 3
2。1 PID算法 ·············································································· 3
2。2 PID控制回路选项·································································· 3
2.3 回路输入量转化和标准化 ·························································· 4
2。4 PID回路输出转换成比例的整数 ··············································· 4
3．控制方案设计 ......................................... 5
3。1 任务及器件选型 ·································································· 5
3.1.1 任务要求 ······································································ 5
3.1.2 PLC选型 ····································································· 5
3。1.3 加热器件选型 ······························································ 5
3.1.4 温度传感器选择 ····························································· 6
3.1。5 继电器选型 ································································· 6
3.2 具体方案 ············································································ 6
3.2.1 方案简介 ······································································ 6
3。2.2 地址分配及符号表 ························································ 7 四川师范大学成都学院电子工程系课程设计报告
3。3 放大电路图 ········································································ 8
3.4 流程图 ················································································· 9
3.5 程序梯形图··········································································· 9
4．系统功能 ............................................ 12
5．设计总结 ............................................ 13
6．参考文献 ............................................ 13
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1 前言
恒温系统装置是一个模拟生产使用恒温系统.他使用了PLC，数模转换功能模块，温度传感器，电热棒等。实现系统的加热，以及恒温保持。使用PID算法可以精确的控制系统温度。该模拟系统可用于对室温的加热，以及保温.外面虽然可以买到类似的商品,但是却不如该系统灵活。
随着经济的增长，有些农业生产对温度的要求相当严格,例如，农场的养殖场就对温度非常讲究。据研究表明禽类不仅对光照有严格要求,对温度更有严格要求，温度会下降到15度左右,禽类的产蛋率成明显下降趋势，而温度高于30度左右，禽类的产蛋率同样受到影响，此时我们就得严格控制室温在20—25摄氏度为最佳温度，才能提高养殖场的经济效益.
该系统主要划分为PLC主模块，数模转换功能模块,温度监控模块,加热模块。主要功能有:PLC模块将数据信号传送到功能模块使之转换成模拟信号使温度传感器工作，温度传感器检测当前系统温度，转化成模拟电压信号，然后通过EM235CN模块将温度信号转化成数据信号，从而达到控制温度的目的.
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1．PLC简介
PLC英文全称Programmable Logic Controller ，中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC是可编程逻辑电路，也是一种和硬件结合很紧密的语言，在半导体方面有很重要的应用，可以说有半导体的地方就有PLC.
PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置.它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。
国际电工委员会(IEC）在其标准中将PLC定义为：
可程式逻辑控制器是一种数位运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序,执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.可程式逻辑控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。
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2．PID指令与模拟量控制
2。1 PID算法
典型PID算法包括三项:比例项、积分项和微分项。即：
输出=比例项+积分项+微分项
计算机在周期性地采样并离散化后进行PID运算，算法如下：
Mn=Kc＊（SPn-PVn）+Kc＊(Ts/Ti）*(SPn—PVn）+Mx+Kc＊(Td/Ts）*(PVn—1—PVn）
比例项：Kc＊（SPn—PVn）
积分项：Kc*(Ts/Ti)* (SPn-PVn)+Mx
微分项：Mx+Kc＊（Td/Ts）*(PVn—1-PVn）
2.2 PID控制回路选项
常用的控制回路有PI、PID。
(1）如果不需要积分回路（即在PID算法中无“I”），则应将积分时间Ti设为无穷大。由于积分项Mx的初始值，虽然没有积分运算，积分项的数值也可能不为零。
