基于PLC的智能微波炉控制系统设计

南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文）题目：基于高性能单片机的微波炉控制系统设计专业：自动化（数控技术）班级学号：学生姓名：指导教师：起迄日期：2012.2～2012.6设计地点：实验楼 _Graduation Design (Thesis)Design of Microwave Oven Control System Based onHigh-performance MCUBySupervised bySchool of AutomationNanjing Institute of TechnologyJune,2012摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应用正在不断地走向深入，由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此特别适合于与控制有关的系统，越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品以及家用电器等各个领域，单片机往往是作为一个核心部件来使用，再根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。

微波炉控制系统设计采以微控制器（MCU）为核心，基于MCU 编制软件系统，结合8位数码管（LED）显示以及必要的外围电路，完成微波炉的可编程智能控制。

系统由计时控制、火力设定、用户界面、音响发生几大模块组成。

能够根据键盘输入完成相应的功能，同时使用LED 显示系统状态,并进行响铃提示。

关键词：微控制器；微波炉；控制器ABSTRACTWith the computer penetration in the social sphere in recent years, and the development of large scale integrated circuits, microcontroller applications are continually developing deeply, because of its powerful function, small size, low power consumption, cheap price, reliable performance, easily using, etc, it is particularly suitable for systems with control. It is used more and more widely in automatic control, intelligent instruments, meters, data acquisition, military products and home appliances etc, SCM is often used as a core component in according to the specific hardware architecture, and it is often combined with application-specific features of the software objects to make perfect.Microwave oven control system design used the microcontroller as the core, based on MCU preparation software system, combined with eight digital tube (LED) display and necessary peripheral circuits to complete the microwave oven programmable intelligent control. System consisted of several modules such as the time controlling , fire setting, the user interface, sound design. It could complete the function under the keyboard , meanwhile used the LED to display the status of system, and prompted us through a ringer.Key words：microcontroller; microwave oven; controller目录第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 课题背景 (1)1.3 课题研究来源 (2)1.4 本文主要研究工作 (3)1.5 本文结构 (3)第二章控制系统总述 (5)2.1 工作原理 (5)2.1.1 系统框图 (5)2.1.2 系统功能实现 (5)2.2 控制电路设计 (6)2.3 软件设计 (7)2.4 本章小结 (8)第三章各模块设计方案 (10)3.1档位输出方案 (10)3.2计时控制方案 (10)3.3键盘设计方案 (11)3.4显示设计方案 (11)3.5火力输出方案 (12)3.5.1 微波炉火力输出原理 (12)3.5.1 微波炉火力输出方案 (12)3.5响铃提示方案 (12)3.6本章小结 (12)第四章硬件设计 (14)4.1系统核心AT89C51介绍 (14)4.1.1 AT89C51主要性能 (14)4.1.2 AT89C51的引脚及功能 (14)4.1.3 AT89C51单片机的内置功能 (16)4.2时钟电路设计 (18)4.3键盘电路设计 (18)4.4档位显示电路设计 (19)4.5显示电路设计 (20)4.5.1 驱动数码管芯片 (20)4.5.2 数码管 (22)4.6响铃、提示电路设计 (23)4.6.1 蜂鸣器发声原理 (23)4.7火力大小输出设计 (24)4.8电源电路设计 (24)4.9电路板设计 (25)4.9.1 电路原理图绘制 (25)4.9.2 PCB图绘制 (27)4.10本章小结 (28)第五章软件设计 (29)5.1显示程序设计 (29)5.2键盘模块程序设计 (30)5.3计时模块程序设计 (31)5.4系统待机程序设计 (32)5.5用户设定程序设计 (33)5.6响铃、提示程序设计 (35)5.6.1 按键发音程序设计 (35)5.6.2 提示程序设计 (35)5.7本章小结 (36)第六章仿真验证 (37)6.1仿真软件 (37)6.2仿真过程 (38)6.3仿真结果 (44)6.5仿真中出现的问题 (45)6.5本章小结 (45)第七章结论 (46)7.1论文总结 (46)7.1.1 主要工作及结论 (46)7.1.2 存在的问题 (46)7.2感想或者收获 (46)致谢 (48)参考文献 (49)附录A：硬件设计原理图与PCB图 (50)附录B：软件程序清单 (52)附录C：仿真验证结果 (65)附件：毕业论文光盘资料 (66)第一章绪论1.1引言现在可以说单片机是百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位、16位到32位，数不胜数，应有尽有，有与主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供广阔的天地。

基于PLC微波加热器温度控制系统的设计摘要：设计了一套PLC控制的微波加热器温度控制系统。

以工业高功率微波加热器为研究对象,用S7-200PLC及模拟量输入、输出模块组成基本控制单元,使加热器内温度保持恒定。

针对微波加热器内温度系统的大惯性、非线性特征,采用模糊控制算法来对温度进行处理,克服了传统PID算法参数调整复杂、超调量大的缺点。

实验结果表明,对温度采用模糊控制能获得较好的稳态精度和动态特性,能够满足工业领域恒温加热的要求。

关键词：西门子S7-200PLC 微波加热器控制系统设计温度控制系统1.1微波加热的现状近年来，微波加热器温度控制系统是比较常见和典型的过程控制系统，温度是工业生产过程中重要的被控参数之一，冶金﹑机械﹑食品﹑化工等各类工业生产过程中广泛使用的各种微波加热器﹑热处理炉﹑反应炉，对工件的处理均需要对温度进行控制。

因此，在工业生产和家居生活过程中常需对温度进行检测和监控。

由于许多实践现场对温度的影响是多方面的，使得温度的控制比较复杂，传统的电气控制系统普遍采用继电器控制技术，由于采用固定接线的硬件实现逻辑控制，使控制系统的体积增大，耗电多，效率不高且易出故障，不能保证正常的工业生产。

随着计算机控制技术的发展，传统继电器控制技术必然被基于计算机技术而产生的PLC控制技术所取代。

而PLC本身优异的性能使基于 PLC控制的温度控制系统变的经济高效稳定且维护方便。

这种温度控制系统对改造传统的继电器控制系统有普遍性意义。

2 微波加热器整体结构2.1 磁控管控制系统主结构分析磁控管是一种谐振型正交场振荡器，是微波技术中的一种高功率微波源，以松下2M210- M1磁控管为例进行分析，其电源系统如图2.1所示。

磁控管发射微波时阴极需得到3.3V的灯丝电压，阳极相对阴极具备4200V高压而形成强电场。

这样阴极得到灯丝电压向外发射电子。

在电场作用下，电子从阴极飞向阳极。

在磁控管中还存在磁场，方向与电场方向垂直，在磁场和电场共同作用下，电子延螺旋轨迹作轮摆式运动。

基于PLC的智能炉温网络控制系统设计环形炉温控制系统的良好设计，将直接关系到炉的燃烧质量和燃料的节约，以及减少对污染气体的排放。

近几年，由于智能化的炉温控制系统越来越成熟，对以后的工业发展显得越来越重要，也是社会的发展趋势。

标签：PLC；智能控制系统；炉温；设计引言燃炉主要运用于冶金、采矿等众多工业领域，智能炉温控制系统通过PLC 的智能调节系统，能够很好地实时监测和调整炉温，使炉内的燃料尽量达到完全燃烧，减少对燃料的浪费，降低对空气的污染。

基于PLC智能控制系统的设计和应用，将在很大程度上减少了人力的投入，也保证了燃炉的安全性和高效性。

1 系统结构设计该系统的主要结构由PLC以及MCF5272构成，系统的运行部件由电动部件和切向调节阀构成，并且微处理器会自动把数据处理后传输给PLC。

而PLC会通过模糊的智能控制系统把数据处理好后输出给系统，制动调节水位的装置会根据智能控制系统反馈的信息，把水位调节到与闸门相平衡的位置。

这样始终保持锅炉中的水位与水蒸气蒸发掉的水位保持平衡，达到自动控制的目的。

1.1 搭建硬件平台给燃炉搭建一个合适的平台，通过预先输入实测的温度值，经过预设系统进行计算。

不断调整系统的参数，使实测值与计算值相符，以达到对水位的及时调整，保证蒸汽量的持续输出。

将数据处理器处理后的数据传输到PLC，这样PLC 就可以不用再对数据进行处理，直接对接受的信号做出相应的反应。

PLC智能控制系统，既保证了运行的安全性又大大地减少了人力，对以后的锅炉发展有大大的好处。

下面，通过一张图纸，更清晰地了解搭建平台的具体布置。

1.2 实现系统软件的控制在平台上通过软件的方式对锅炉进行实时控制，防止锅炉出现危险，并且当锅炉出现危险时，系统通过报警器自动发出警报，这时还可以通过人为的方式进行手动控制，来应对不可逆转的过程。

而在正常情况下，还是主要采取智能控制的方式为主，人为控制的方式为辅。

1.3 应用WISMO2C通信控制模块系统中装入SIM卡，不仅可以方便地输入和输出數据，还可以实时地进行一些漏洞的修补，以便系统能够更好地运行。

基于PLC的加热反应炉电气控制系统的设计摘要：加热反应炉是工业生产中的重要设备，为了安全生产避免事故的发生，应用PLC 对它进行实时监控是非常必要的。

本设计实现PLC对加热反应炉的可视化控制，该控制技术可以对真空炉的温度、真空度和水开关状态等参数进行检测，并根据操作前的设定值，进行升温和保温控制，实现加热反应炉内水位变化实时曲线和历史曲线的显示输出，当设备状态异常或各参数越限时立即报警。

这不仅能进行安全生产，还可以提高经济效益减少不必要的人力物力的投入。

该控制系统以可编程控制器为核心，通过专用数据线和上位机通信，利用组态软件对整个系统进行实时监控，模拟实验调试结果表明，PLC和MCGS的结合有利于PLC 控制系统的设计、检测，具有良好的应用价值。

关键词：加热反应炉;PLC;MCGS;监控Design of Heating Reactor Electrical Control System Based on PLCAbstract：Heating reactor furnaces are important equipment in factory. In order to avoid the happening of the production safety accidents, the application of the real-time monitoring PLC is very necessary . The visual control of heating reactor is realized in this paper by using common configuration software programmable logic controller. The furnace control technology for temperature, vacuum, water switch status testing. And according to the settings before the operation, to control the heating and insulation. The heating the reactor to achieve real-time water level changes within the historical curve and the curve shows the output. It can also alarm with equipment state abnormal or various parameters on the limit. This not only for safety, but also increase economic efficiency to reduce unnecessary investment in human and material resources. The control system uses programmable logic controller as the core. Programmable logic controller through the dedicated data lines and the host computer communication. Using the configuration software for real-time monitoring of the entire system.The simulation experiment debugging results show that, the combination of PLC and MCGS is conducive to the PLC design, testing, and has a good value.Key words: Heating reactor; PLC; MCGS; technology monitor目录摘要 (1)关键词 (1)1前言 (2)1.1研究加热反应炉的目的和意义 (2)1.2加热反应炉国内外研究现状 (2)1.3加热反应炉研究的内容 (2)2 PLC与MCGS组态软件简介 (3)2.1P LC的定义 (3)2.2P LC的特点 (3)2.3P LC的通信联网 (3)2.4 P LC的应用领域 (5)2.5 MCGS组态软件简介 (6)2.5.1 MCGS组态软件新增特性 (6)2.5.2组态软件特点 (7)3加热反应炉简介 (8)3.1加热反应炉的输入输出设备表 (9)3.2加热反应炉原理图 (9)4控制系统的设计 (10)4.1加热反应炉对电气控制系统的要求 (10)4.1.1进料控制 (10)4.1.2加热反应控制 (10)4.1.3泄放控制 (10)4.2系统设计方案 (10)4.2.1根据系统对象选型 (10)4.2.2根据控制对象选型 (11)4.3对象和范围的确定 (12)4.3.1 PLC容量的选择与确定 (13)4.3.2 PLC外设的选择与确定 (13)4.3.3 PLC的生产厂家的确定 (13)4.4系统硬件图设计 (13)4.5控制系统的软件设计 (17)4.6温度的PID控制 (20)5控制画面的创建 (22)5.1工程的建立 (22)5.2变量的定义 (23)5.3控制画面的设计与制作 (22)5.4动画连接 (24)5.5控制程序的编写 (25)5.6数据显示画面的设计与制作 (28)6系统抗干扰措施 (29)6.1电磁干扰的类型及其影响 (29)6.2电磁干扰主要来源 (30)6.2.1来自空间的辐射干扰 (30)6.2.2 来自系统外引线的干扰 (30)6.2.3 来自PLC系统内部的干扰 (30)6.3加热反应炉控制系统的抗干扰措施 (30)7结论 (32)参考文献 (32)致谢 (33)附录 (34)1 前言1.1 研究加热反应炉的目的和意义加热反应炉是工业生产中常用的重要设备，过去仅依靠人工经验进行操作，往往存在送料、温度、压力等条件变化时不能实施有效控制的问题，产品质量不稳定甚至出现次品，造成原料浪费，给企业带来经济损失。

微波炉可编程逻辑控制系统设计微波炉可编程逻辑控制系统设计随着人们生活水平的提高，微波炉已经成为广大家庭不可或缺的电器，相信大家对微波炉已经非常熟悉了。

它能够以独特的方式加热食物，既快捷又方便。

但是，目前市场上的微波炉普遍存在着定时不准确、温度控制不稳定、操作复杂等问题，给用户的使用带来了不便。

为此，设计一种微波炉可编程逻辑控制系统，是非常有必要的。

需求分析：我们的系统需要满足以下几个主要功能：1.定时功能：以最短的时间精确地加热食物，避免加热过头。

2.温度控制：通过精确测量微波的温度，避免加热不均匀。

3.操作简单：用户操作界面应该简单直观，方便不同用户的使用。

基于以上需求分析，我们可以开始系统的设计。

硬件方案1.温度传感器：我们需要一种能够准确测量微波温度的传感器，在市面上有很多种温度传感器，常用的有热电偶、热敏电阻、热电阻等。

我们考虑使用一种精度高、反应速度快、稳定性好的热敏电阻。

2.触控屏：使用触控屏可以简化用户的操作，让用户界面更加直观，可触控的屏幕也可以避免误操作和按键损坏等问题。

3.微波开关：微波加热的过程中，需要让微波源开关控制微波闸门的开关，以达到加热的目的。

4.微波管：微波的加热核心是微波管。

我们需要选购高品质的微波管，以确保加热效果稳定并且寿命长。

5.逻辑控制板：所有硬件的控制需要一个逻辑控制板来负责。

我们可以使用单片机或者嵌入式芯片。

软件方案1.程序设计：我们需要编写运行在逻辑控制板上的程序。

程序需要实现用户控制界面、温度传感器数据采集、微波开关控制等功能。

程序同时需要确保稳定高效，以此保证系统的性能。

2.内存管理：部分程序需要保存在逻辑控制板的内存中，因此我们需要实现程序的内存管理。

其中，存储程序的部分，需要保证读写速度快、容量足够。

3.硬件驱动：逻辑控制板需要控制各种硬件，如温度传感器、微波管等。

因此，我们需要考虑如何写好各种硬件的驱动程序以及如何控制硬件的状态。

总结本文介绍了微波炉可编程逻辑控制系统的设计方案，包括硬件方案和软件方案。

目录第1章概述 (2)1.1 VHDL介绍 (2)1.2 Quartus Ⅱ开发平台 (2)1.3选题背景 (3)1.4选题的技术现状 (3)第2章微波炉控制器的设计要求 (4)2.1基本要求 (4)2.2发挥部分 (4)2.3方案设想 (4)第3章系统硬件的设计 (6)3.1系统硬件的组成原理图 (6)3.2 电源电路 (6)3.3 有源晶体 (7)3.4数码管 (7)3.5LED (8)3.6按键使用 (8)3.7报警电路 (9)3.8 8X8 点阵 (9)3.9 8路拨码开关输入 (10)第4章系统软件设计 (10)4.1 分频程序设计 (10)4.2数码管显示设计程序设计 (11)4.3报警提示设计程序设计 (15)4.4门是否关紧程序设计 (15)4.5 开关按键处理程序设计 (16)第5章管脚分配及显示结果 (17)5.1管脚分配图 (17)5.2 管脚分配表 (18)5.3硬件显示结果 (18)5.4用户使用方法 (19)第6章总结 (20)参考文献 (21)附录一电路原理图 (22)附录二微波炉控制器系统程序清单 (25)摘要随着社会的发展与科学的进步微波炉在人们的生活中使用非常普遍。

微波炉内部的电子元件有不多，本设计只设计其中的核心部分控制器，该控制器具有系统复位、状态控制、时间设定、火力档位、烹饪计时、温度控制、显示译码和音响效应等功能，基于CPLD 芯片实现。

本设计完成微波炉控制器的设计与分析。

以VHDL语言为开发工具，QuartusⅡ作为程序运行平台。

通过设计和实验，对开发的程序进行调试运行和波形仿真测试验证，初步实现了设计目标。

运用硬件描述语言VHDL，大大降低了硬件数字系统设计，使得程序设计直观简洁，设计效率高。

关键词微波炉、控制器、VHDL QuartusⅡ仿真第1章概述本文所设计的电子钟系统是运行在QuartusⅡ环境下的一个小型的数字系统。

我采用了自顶向下的设计方法，应用功能强大的硬件描述语言VHDL完成系统的设计仿真。

课程设计(论文)-基于PLC的电加热炉温度控制系统设计引言电加热炉在很多工业生产过程中都扮演着重要角色，而温度控制是电加热炉设计中一个至关重要的问题。

在传统控制方式中，人工干预方案过程复杂，效率较低，不利于生产效率和产品质量的提高。

本文将介绍基于PLC的电加热炉温度控制系统的设计思路、实现原理和结果。

一、设计思路本设计将采用PID控制算法，该算法具有高效、稳定、精度高等优点。

通过对电加热炉加热、冷却及温度等变量进行采样处理，并将PID控制器中的比例、积分、微分三个参数进行调节，使电加热炉的温度控制在预定温度范围内。

二、实现原理本设计所用的硬件设备主要包括PLC、温度传感器、电源、电加热炉及调节阀等。

其中，PLC负责对相关参数的采集与计算，并通过输出信号控制电加热炉内加热、冷却和温度调节。

具体实现步骤如下：1.系统启动后，PLC获取温度传感器采集到的温度值，并将该值与预定温度进行比较，如果温度低于预定温度，PLC将对电源输出信号，让电加热炉进行加热；否则，PLC关闭电加热炉，让炉内温度保持稳定。

2.为了防止温度超过预定值，PLC同时监控温度，当温度高于预定值时，PLC会输出信号关闭电加热炉并打开冷却阀，降低炉内温度。

3.PLC采用PID算法计算比例、积分、微分三个参数，通过对这三个参数的调节，控制电加热炉的加热和冷却过程。

当温度波动较大时，PID控制器会对加热、冷却速度进行调整，使系统实现温度稳定控制。

三、实验结果在实验中，我们将预定温度设置为400℃，测试结果表明：通过使用本文设计的基于PLC的电加热炉温度控制系统，可以让电加热炉的温度控制在预定温度范围内，而且精度高、控制稳定且效率高。

整个系统具有操作简单，实现成本低等优点，可以满足很多工业生产过程中对温度精确控制的需求。

结论本文通过对基于PLC的电加热炉温度控制系统的设计、实现、测试与分析，证明了该系统具有高效、精度高、稳定性强等多方面的优点。

电炉温度控制系统的PLC设计摘要温度是工业生产对象中主要的被控参数之一，本文通过设计温度控制系统，表达PLC在模拟量信号检测与控制中应用的优越性。

本文中被控对象是电炉，在炉温自动控制系统中，炉温经过热电偶检测和温度变送器的转换，变为相应的电压信号，送往PLC控制器，再经过模拟量输入/输出模块〔A/D〕转换为数字量，并由程序将给定的温度值与测量值比拟，然后根据偏差大小按比例调节规律，计算出校正量。

通过模拟量输入/输出模块的输出控制作用，消除炉温的偏差，从而使炉温到达并稳定在给定的数值上。

关键词PLC，温度控制，比例调节ABSTRACTThe temperature is a primarily being controlled parameter in the object of the industry production ,this text is an example of the temperature monitors and control system , and explains the PLC applied problem in imitate deal signal to monitor with the control . The electricity heat furnace is controlled object in this text ,in the automatic control system of the heat furnace temperature ,the temperature is examined by thermocouple and transformed by the thermostat , changed into the relevant electric voltage signal ,send to PLC controller ,and being transformed into arithmetic figure deal by imitate deal signal input/output the mold piece(A/D) ,given temperature will be compared to measured value from procedure , then according to the deviation size and inverse proportion regulates regulation ,and compute out to correct the deal .According to output control function of imitate deal signal input/output the mold piece ,eliminating warp of the heat furnace temperature ,accordingly the heat furnace temperature make attain stable and at the deviation size.Key Words PLC, Temperature control, Proportion adjust目录摘要 ................................................................................................................................ ABSTRACT (I)1 绪论 01.1课题背景、目的及意义 01.1.1 课题背景 01.1.2 课题的目的及意义 01.2本文内容介绍 02 可编程控制器〔PLC〕概况 (2)可编程控制器的概述 (2)PLC的定义 (2)PLC的特点 (2)PLC的开展 (3)2.5PLC的根本组成及各局部作用 (3)中央处理单元(CPU) (3)存储器 (4)2.5.3 I/0单元 (5)电源局部 (5)扩展接口 (5)通信接口 (5)编程器 (5)2.6PLC的应用领域 (6)3 可编程控制器的编程语言 (8)3.1梯形图语言 (8)梯形图与继电控制的区别 (8)梯形图的格式 (9)3.2助记符语言 (9)3.3根本逻辑指令系统 (9)逻辑取与输出线圈驱动指令 (9)单个触点串联指令 (9)触点并联指令 (9)串联电路块的并联指令 (10)并联电路块的串联指令 (10)置位与复位指令 (10)移位指令 (10)4 模块方案的选择与论证 (11)4.1总体方案的选择 (11)4.2各独立模块方案论证 (12)4.2.1 温度检测模块 (12)4.2.2 变频调速模块 (13)4.2.3 主控模块PLC (14)4.2.4 功率输出电路及其控制原理的分析 (16)4.2.5 显示电路设计 (16)4.2.6 按键接入 (16)4.2.7 报警电路设计 (17)4.2.8 温度调节模块 (17)4.2.9 硬件总框图 (17)5 系统软件设计 (18)主要的工作流程图 (18)5.2PID控制器的参数整定 (19)5.3程序设计 (20)结论 (23)参考文献 (24)致谢 (25)1 绪论1.1 课题背景、目的及意义1.1.1 课题背景随着电子行业的飞速开展，IC技术的不断提高，PLC在国民经济生产各行业发挥了重要作用。

《家电原理与检测》课程设计报告智能微波炉电路设计姓名: 晋新专业: 电子信息工程班级: 093251学号: 09325109指导老师: 王晓荣总体方案设计本次的课程设计是通过PLC 实现对其的智能化控制.在熟悉了微波炉的工作原理后,利用PLC 良好的可编程性，快速的信号处理能力和控制能力，辅助以键盘的输入模块，声光显示模块等构成控制系统。

我们在烹调模式显示、超温报警设置、炉门密封和加温完毕智能提醒等方面进行了设计。

因设计的时间关系,在本次设计中,烹调模式只选择了烹调、烧烤和解冻三种常见的模式,三种模式通过三个LED 灯控制,每一个对应一种模式。

超温报警也设置一个LED 灯控制,为体现其智能化和人性化,同时加上一个报警器,并且超温后将自动停止工作。

炉门的密封通过一个限位开关控制,当开关按下时,方能开炉门。

加温完毕后,设置LED 闪光灯和声音报警器同时提醒功能。

温度显示用了四个八段数码管来控制,并且设置了加温速度和时间按钮,也有火力大小按钮来调节。

还设置有一些功能按扭,但可能因为时间的关系不可能全部做出来。

系统原理设计1系统总体框图设计（1）利用PLC 良好的可编程性，快速的信号处理能力和控制能力，辅助以键盘的输入模块，声光显示模块等构成控制系统图1系统原理框图2.微波炉控制系统主电路图见最后一页附图2.2可编程控制系统模块工作状态设置键盘输入模块温度自检模块状态显示模块声光提示模块红外线检测模块2微波炉电器结构图图微波炉电器结构图XP.电源插座FU.熔断器ST.温控器T1.低压变压器S1 S2门联锁开关S3.门监控开关RT.热敏传感器K1 K2.继电器EL.炉灯M1.转盘电机M2.风扇电机T2.高压变压器 C.高压电容器V1.保护器二极管V2.高压二极管MT.磁控管概述本次设计的微波炉电器运行原理如下：把要烹饪的食物放入炉内，插上电源插头XP，关好炉门，此时继电器K2常开开关闭合，门联锁开关S1断开。

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。

摘要随着科学技术的日益进步，电气控制与可编程控制器技术以及材料技术近年来得到了很大的发展。

各个地区的生产工厂和微波炉研发机构，为了实现微波炉消费者的需求，现已将各种先进的现代化技术应用于微波炉，推出了一系列新颖先进的微波炉产品。

系列PLC的智能微波炉控制系统，FX不但具课题设计是一个基于三菱FX2N有编程简单、通用性强、抗干扰能力强、可靠性高等优点，而且容易操作和维护，设计、施工以及调试周期也短。

本篇文章根据智能微波炉控制系统的控制要求，确定了基于PLC的智能微波炉控制系统的设计方案；完成了PLC主电路和辅助电路的设计；编写相应的梯形图，在熟谙了微波炉工作原理的基础上，对课题进行系统设计，利用可编程控制器，通过键盘输入模块，门限位与传感器模块等组成控制系统，完成了三种烹饪模式、三种定时时间、完成提醒和超高温报警等功能。

本设计中使用到的主要软件有GX developer和GT designer3，其中GX developer是用来编写程序并调试程序的，GT designer3是用来对系统进行仿真的。

关键词：PLC；智能微波炉控制系统；仿真ABSTRACTWith the progress of science and technology, electrical control and PLC technology and materials technology in recent years it has been a great development. Microwave R & D and production facilities in various regions at home and abroad, in order to meet the needs of consumer microwave ovens, various advanced modern technology used for microwave ovens, launched a series of new advanced microwave products.Subject design is based on a Mitsubishi FX2N series PLC intelligent control system for a microwave oven, FX only with programming simple, versatile, strong anti-jamming capability, high reliability and easy operation and maintenance, design, construction and commissioning period is short.This article according to the control requirements of intelligent microwave oven control system to determine the design of PLC intelligent control system based on the microwave oven; PLC completed the design of the main and auxiliary circuits; prepare the corresponding ladder, a key issue in the familiar system design after working principle of the microwave oven, the use of PLC programmable good, fast signal processing and control, aided by the keyboard input module, door stopper and sensor module composed of the control system, the completion of three cooking modes, three kinds of timing, completion reminders and ultra-high temperature alarm. Used in this design to the main software GX developer and GT designer3, where GX developer is used to program and debug the program, GT designer3 is used for system simulation.Keywords:PLC;intelligent microwave oven control system;emulation目录1 绪论 (1)1.1 设计意义 (1)1.2 设计内容 (1)1.3 设计要求 (1)1.4 微波炉简述 (1)1.5 微波炉的工作原理 (2)2 总体方案设计 (3)2.1 系统原理设计 (3)2.1.1 系统总体框图设计 (3)2.2 微波炉结构设计 (4)2.2.1 微波炉结构图 (4)2.2.2 微波炉控制面板设计 (5)3 控制系统硬件设计 (6)3.1 元件选择 (6)3.1.1 PLC的选择以及基本参数 (6)3.1.2 电机的选择以及基本参数 (7)3.1.3 磁控管的选择及其基本参数 (8)3.1.4 高压变压器的选择及其基本参数 (9)3.1.5 高压电容器的选择及其基本参数 (10)3.2 控制系统硬件设计 (10)4 控制系统软件设计 (12)4.1 PLC控制设计 (12)4.1.1 PLC输入输出明细 (12)4.1.2 PLC的I/O口分配表 (12)4.1.3 PLC的I/O接线图 (13)4.2 程序流程图 (15)4.3 编程规则及其注意事项 (15)4.4 程序说明 (16)5 仿真调试 (25)6 结束语 (29)参考文献 (30)致谢 (31)附录 (32)附录A 程序清单 (32)1 绪论1.1 设计意义微波炉已经逐渐走进了我们大部分的家庭，使用微波炉给我们带来了很多的方便。

微波炉可编程逻辑控制系统设计微波炉是家庭和商业厨房中必不可少的一种电器。

近年来，微波炉的生产和销售量不断攀升，这得益于其便利、高效和实惠的特点。

为了满足越来越多消费者的需求，微波炉技术也在不断发展。

现在的微波炉不仅仅能够简单地加热食物，还可以通过可编程逻辑控制系统实现更加复杂的操作。

微波炉的可编程逻辑控制系统主要基于嵌入式微处理器，并且使用实时操作系统来进行处理。

这种系统的设计可以实现微波炉的自动化操作，包括预设和定时加热、自动除霉、自动启动和停止等。

这种可编程控制系统的设计使得微波炉不仅仅成为了单一的加热设备，而是成为了一个真正的多功能厨房设备。

当我们设定微波炉的加热时间是，我们是通过可编程逻辑控制系统来完成这个任务的。

同样，当我们选择一个特定的食物时，微波炉的控制系统会根据这个设定的食物，选择最适合的加热选项，确保食物能够均匀受热。

此外，可编程逻辑控制系统还包括一个内置的温度计，以确保烤箱内部的温度能够被精确控制。

微波炉的可编程逻辑控制系统也可以通过无线网络和云计算进行远程控制。

这个功能可以让微波炉自动开始加热，同时将温度、加热时间和其他与加热相关的信息自动发送到云端。

这些数据会被保存起来，并能够让消费者通过智能手机、平板电脑或电脑等设备来进行查看和操作，方便实用。

此外，在微波炉的调制解调器（modem）中集成WiFi模块可以让微波炉更加便利。

在这种情况下，我们可以使用智能手机和平板电脑通过网络连接到微波炉。

通过这个连接，我们可以远程访问微波炉的状态信息，包括加热时间和温度，进行升级或者下载其他可用的应用程序。

总之，随着科技的不断发展和趋势的推动，微波炉的可编程逻辑控制系统越来越普及和重要。

这种技术解决了原始微波炉的诸多问题，同时还增加了微波炉的多功能性和安全性，让我们在烹饪过程中体验到了更多的方便和实用性。

基于PLC的加热反应炉自动控制系统设计加热反应炉是一种常见的工业设备，广泛应用于化工、制药、食品等领域。

为了提高生产效率和产品质量，自动控制系统在加热反应炉中的应用变得越来越重要。

本文将基于PLC的加热反应炉自动控制系统设计作为主题，深入探讨其原理、设计方法和实现过程。

一、引言加热反应炉是化学反应中常见的设备之一，其主要作用是提供适宜的温度条件来促进化学反应的进行。

传统上，人工操作是控制加热反应过程的主要方式，但存在操作不稳定、效率低下等问题。

因此，引入自动控制系统成为提高生产效率和产品质量的重要途径。

二、PLC在自动控制系统中的优势PLC（可编程逻辑控制器）作为一种广泛使用于工业自动化领域的电子设备，在加热反应炉自动控制系统设计中具有许多优势。

首先，PLC具有高度可编程性和灵活性，在不同场景下可以根据需求进行定制化编程。

其次，PLC具有良好的稳定性和可靠性，能够长时间稳定运行，适用于工业生产环境。

此外，PLC还具有良好的扩展性和可升级性，方便系统的后期升级和扩展。

三、PLC加热反应炉自动控制系统设计原理1. 系统结构设计基于PLC的加热反应炉自动控制系统主要由传感器、执行器、控制器和人机界面组成。

传感器用于采集反应过程中的温度、压力等参数；执行器用于控制加热源、搅拌机等设备；控制器通过对传感器采集到的数据进行处理，并发送相应指令给执行器；人机界面用于操作人员与系统进行交互。

2. 控制策略设计在加热反应过程中，温度是一个重要参数。

通过对温度进行实时监测和调节，可以实现对反应过程的精确控制。

常见的温度控制策略有比例-积分-微分（PID）控制和模型预测控制（MPC）。

PID控制是一种经典且简单有效的方法，适用于线性系统；而MPC在非线性系统中具有更好的性能。

3. 程序设计PLC的程序设计是实现加热反应炉自动控制的关键步骤。

程序设计需要根据具体的反应过程和控制策略，将控制逻辑转化为PLC可执行的指令。

智能微波炉课程设计题目基于PLC的智能微波炉控制系统设计同济大学专业机械设计制造及其自动化班级机电 B 学号080221学生傅威东指导老师XX、XXX完成日期2011年 11月随着科学技术的进步，电子技术传感技术以及材料技术近年来得到了很大的发展。

国外微波炉研发机构和生产工厂，为了满足微波炉消费者的使用要求，将各种先进的现代化技术应用微波炉，推出了一系列新颖先进的微波炉产品。

这些微波炉新产品，反映了微波炉技术发展趋势，这些趋势主要表现在以下几个方面。

（1）多功能。

随着现代化人们生活节奏的加快以及追求生活质量的提高，对于食物的加工烹饪也提出了更高的要求，因而出现了多功能的微波炉。

比如将电烤箱的烧烤功能元件加入微波炉，制造出的微波炉烧烤组合微波炉，就是一个例子。

这种微波炉目前在国已经非常普遍，其优点就在于利用微波炉能量快速烹调，使食物具有更好的口感和视觉效果效应。

（2）智能化。

采用微电脑控制技术和传感器感测技术，实现微波炉的智能化加热烹调，是微波炉技术发展的一大方向。

这中智能化的微波炉，无需使用者在操作按键上输入烹调时间、加热功率、食物重量等参数，只要按一下启动键，微波炉的传感器就将检测到的食物温度、整齐湿度等参数不断输出给电脑控制芯片，微电脑控制芯片进行一系列的运算、比较、分析之后，输出相应的指令，自动控制微波炉的加热时间和功率大小，实现智能化全自动烹调（3）节能化。

松下公司将变频技术应用于微波炉推出的变频微波炉产品，通过将市电电源换为变频电源，能将50Hz的电源任意转换成20000~45000Hz的高频电源，供给微波炉产生电路，使微波炉的输出功率随着电源频率的变化而改变，从而改变了以往微波炉利用占空比原理调节微波炉输出功率的方式，不仅使得微波炉能量产生电路的供电系统的体积重量大大减小，而且使得耗电量减少了四分之一左右。

（4）健康化。

随着人们健康环保意识的增强，对于食品中热量的限制也愈加重视。

作为现代化食品烹调器具的微波炉，能烹调出低热量的保健食品。

台达PLC是将所有的功能模块集于一体，同时它还集成了PLC的可靠性高、抗干扰能力强等特点。

但是台达PLC的梯形编程语言方法要简单于其它PLC的汇编语言，符合我们现在工厂工作人员的需求。

而且，它是模块化同时还有自检功能，更加方便我们的检测与维修。

组态王软件是中国自主研发的软件，被应用在我国的各行各业，从1995年组态王V1.0的诞生到2007年的组态王V6.53，期间经历一个逐渐适应的过程。

组态王软件是可以帮助我们更好的监控，生产流程和生流程的演示制作，可以对于数据进行采集，还有被控制对象的动画效果，起到了实时监控的作用。

而且它还支持多种PLC系统，例如西门子、台达、三菱等。

电炉在工业生产中有着广泛的应用，我们对于电炉温度的控制也在各个行业要求也各不相同，所以什么样的电炉决定着我们生产什么样的产品。

然了对于温度控制的要求，由于我们是对于金属物件加热，所以要求精度不是很高。

所以我们就不采用PID控制。

关键词：台达PLC 组态王电炉PIDDelta PLC function blocks are all in one set , but it also integrates a high reliability of the PLC , strong anti-interference ability. But Delta PLC ladder programming language method is much simpler than other PLC assembly language , to meet the needs of our staff are now factory . Moreover, it is modular as well as self-test function , more convenient and our testing and maintenance .Configuration software is China's self-developed software that is used in our walks of life, from 1995 KingView V1.0 birth to 2007 KingView V6.53, through a gradual process of adaptation period .Configuration software can help us to better monitor the production process and raw demo making process , the data can be collected , as well as the controlled object animation , played the role of real-time monitoring . And it supports multiple PLC system, such as Siemens , Delta, Mitsubishi and so on.Furnace in industrial production has wide application , we are not the same for each furnace temperature control are required in various industries , so what kind of furnace determines what kind of products we produce . However, the requirements for temperature control , because we are heating the metal objects , so the required accuracy is not very high . So we do not adopt PID control.Keywords : Delta PLC configuration king furnace PID1.1选题背景 (1)1.2国外国内研究现状 (2)1.3系统要求与工艺流程 (2)2硬件概述 (3)2.1PLC简介 (3)2.2PLC结构 (4)2.3PLC类型 (4)2.4PLC简史 (5)3软件概述 (5)3.1组态王简介 (5)3.2组态王和I/O设备 (6)3.2组态王仿真方法 (6)4硬件的选型与设计 (6)4.1PLC控制的设计原则 (6)4.2PLC控制设计步骤 (7)4.3PLC型号与硬件配置 (8)4.3.1 PLC型号选定 (8)4.3.2 热电偶 (9)4.3.4 可控硅 (9)4.3.2 系统整体方案与硬件连接图 (10)5软件设计 (11)5.1下位机程序说明 (11)5.1程序截图 (14)6组态画面设计 (16)6.1组态工程的建立 (16)6.2建立新的工程 (17)6.2建立工程画面 (19)6.3建立主画面 (19)6.3.1 建立趋势曲线画面 (20)6.3.2 建立数据报表 (22)6.3.3 建立报警窗口 (22)6.3.4 手动控制面板 (23)7组态系统运行 (24)7.1主画面运行 (24)7.2实时趋势曲线 (24)7.3历史趋势曲线 (25)7.4数据报表 (26)7.5历史报警窗口 (27)7.6退出组态王运行系统 (28)参考文献 (30)致谢 (31)1前言1.1选题背景随着科技不断的发展，工业对于温度控制需求也逐渐的增高，在加上个人计算机的普及，计算机领域发展迅速，我们进入一个高速的信息时代，技术要求也在一天天增加，导致我们对于控制要求更高。

题目基于PLC的智能微波炉控制系统设计机械工程学院专业机械设计制造及其自动化班级XXXX 学号XX 学生姓名XXX指导老师XX、XXX完成日期20XX年 XX月湖南工程学院课程设计任务书设计题目：基于PLC的智能微波炉控制系统设计姓名XXX 系别XXX 专业XXXX 班级XXXXXX 学号XX 指导老师XXX、XXX 教研室主任一、基本任务及要求1．设计任务（1）机械部分设计全自动智能微波炉机械结构图（2）硬件设计全自动智能微波炉控制电路分析智能微波工作流程，完成工作原理图；主电路图；控制器接线图；组件选型；电机选择，设计计算传动系统。

单元控制电路：烹调模式显示电路；烹调终结闪烁提示电路；按键控制电路；安检控制电路。

（3）软件设计全自动智能微波炉控制程序控制要求：能够控制智能微波炉的启动/停止；烤盘转速控制；箱门密封、食物烤焦安检；转速（升降速时间0.5s、恒转速 =0.5r/s）；烹调模式显示；烹调终结闪烁提示等。

2．要求（1）绘制硬件接线框图；智能微波炉控制流程框图及其它原理图。

（2）撰写设计说明书，并附程序清单及其功能注释。

（3）调试控制程序。

二、进度安排及完成时间1．设计时间二周（从2XXX年1X月XX 日至2009年X2月2X 日）2．进度安排第一周布置设计任务；查阅资料；熟悉设计任务和方案；设计并绘制硬件电路图；设计控制软件流程框图；智能微波炉机械传动装置结构设计；传动计算并选择控制电机。

第二周编写主程序、功能子程序；调试主要功能子程序；并记录存在的问题和解决问题的方法；整理设计资料；按格式撰写设计说明书；上交设计作业（打印稿及电子文档）；并参加答辩。

注：程序设计2～3人；硬件电路设计2～3人；机械结构设计2人目录第1章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2微波炉概述 (2)1.2.1 微波炉的种类 (2)1.2.2 微波炉的基本结构 (2)1.2.3 微波炉的基本原理 (3)第2章总体方案设计 (4)2.1总体系统设计 (4)2.1.1系统总体框图设计 (4)2.1.2微波炉电器结构图 (5)2.1微波炉外观结构设计 (6)2.1.1微波炉外观结构 (6)2.1.2微波炉显示面板 (6)第3章硬件电路设计 (8)3.1 元件选择 (8)3.1.1 PLC的选择以I/O参数 (8)3.1.2 电机选择以及基本参数 (9)3.1.3 磁控管原理和结构 (9)3.1.4 高压变压器原理和结构 (10)3.2 PLC控制设计 (12)3.1.3 PLC输入输出分配 (12)3.1.3 PLC工作流程图 (12)3.1.3 PLC外围接线图 (13)3.3 电路部分模块设计 (14)3.3.1 LED显示电路 (14)3.3.2温度自检电路 (15)3.3.3炉门检测 (16)收获体会 (17)参考文献 (18)附图：主电路图第1章绪论1.1 引言随着科学技术的进步，电子技术传感技术以及材料技术近年来得到了很大的发展。