课程设计(论文)-基于PLC的电加热炉温度控制系统设计

毕业设计（论文）题目：基于PLC的加热炉温控制系统设计学院：电子信息学院专业班级：06自动化（2）指导教师：康涛职称：讲师学生姓名：雷颖倩学号：40604010225摘要在现代工业生产过程中，一些温度等作为被控参数的过程，往往其容量滞后较大，控制要求又较高，若采用单回路控制系统，其控制质量无法满足生产要求。

本文针对锅炉的结构特点以及船机控制能够有效的改善过程的动态特性、提高工作频率、减小等效过程时间常数和加快响应速度等，提出了锅炉温度串级控制的解决方案。

本系统以电加热锅炉为被控对象，以锅炉出口水温为主被控参数，以炉膛内水温为福被控参数，以加热炉电阻丝电压为控制参数，以PLC为控制器，构成锅炉温度控制系统；完成了系统的硬件设计和PLC程序设计。

经过调试，PLC程序实现了数据采集、A/D转换、PID运算和D/A转换等，达到了设计要求。

关键词：锅炉，温度，串级控制，PLC，PIDABSTRACTIn modern industrial production,some course's capacity often lags behind relatively largely,control also expect relatively much regarding temperature,etc,if adopt the controlsystem of single circuit,its quality of control is unable to meet the production requirement.Because the bunches of control can improve the dynamic characteristic of the course effectively,improve operating frequency,reducing the time constant of the equivalent course and accelerating the response speed,etc.This text have proposed one bunch of solutions of control of boiler temperature.This system leaves target of accusing of on boiler with electricity,export water temperature.With boiler for accuse of parameter mainly,regard the burner hearth water temperature as one pair of parameters of accusing of,regard voltage of resistance wire of the heating furnace as the control parameter,regard PLC as the controller, form one bunch of control systems of boiler temperature;Finish the designing of systematic hardware and the program with PLC.Through debugging,PLC procedure has realized the data gathering,A/D changing,PID operation and D/A changing,etc,has reached the designing requirement.KEYWORDS：boiler，temperature，bunches of control,plc,pid前言随着我国国民经济的快速发展，锅炉的使用范围越来越广泛。

1 引言1.1 设计目的温度的测量和控制对人类平常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。

在许多场合，及时准确获得目的的温度、湿度信息是十分重要的。

近年来，温湿度测控领域发展迅速，并且随着数字技术的发展，温湿度的测控芯片也相应的登上历史的舞台，可以在工业、农业等各领域中广泛使用。

1.2 设计内容重要是运用PLC S7-200作为可编程控制器，系统采用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，使加热炉温度为为一定值，并能实现手动启动和停止，运营指示灯监控实时控制系统的运营，实时显示当前温度值。

1.3 设计目的通过对温度控制的设计，提高在电子工程设计和实际操作方面的综合能力，初步培养在完毕工程项目中所应具有的基本素质和规定。

培养团队精神，科学的、实事求是的工作方法，提高查阅资料、语言表达和理论联系实际的技能。

2 系统总体方案设计2.1 系统硬件配置及组成原理2.1.1 PLC型号的选择本温度控制系统采用德国西门子S7-200 PLC。

S7-200 是一种小型的可编程序控制器，合用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。

S7-200系列的强大功能使其无论在独立运营中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。

因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。

2.1.2 PLC CPU的选择S7-200 系列的PLC有CPU221、CPU222、CPU224、CPU226等类型。

S7-200PLC 硬件系统的组成采用整体式加积木式，即主机中涉及定数量的I/O端口，同时还可以扩展各种功能模块。

S7-200PLC由基本单元（S7-200 CPU模块）、扩展单元、个人计算机（PC）或编程器，STEP 7-Micro/WIN编程软件及通信电缆等组成。

表2.1 S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元本设计采用的是CUP226。

它具有24输入/16输出共40个数字量I/O点。

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。

基于PLC控制的加热炉温度控制系统设计概述加热炉是工业生产中常见的设备之一，其主要作用是提供高温环境用于加热物体。

为了确保加热炉的稳定性和安全性，需要设计一个可靠的温度控制系统。

本文将介绍一个基于PLC（可编程逻辑控制器）控制的加热炉温度控制系统设计方案。

系统设计原理在加热炉温度控制系统中，PLC作为核心控制器，通过监测温度传感器的输出信号，根据预设的温度设定值和控制策略，控制加热炉的加热功率，从而实现对加热炉温度的稳定控制。

以下是系统设计的主要步骤：1.硬件设备选择：选择适合的温度传感器和控制元件，如热电偶、温度控制继电器等。

2.PLC选型：根据实际需求，选择合适的PLC型号。

PLC需要具备足够的输入输出点数和计算能力。

3.传感器连接：将温度传感器接入PLC的输入端口，读取实时温度数据。

4.温度控制策略设计：根据加热炉的特性和工艺需求，设计合适的温度控制策略。

常见的控制策略包括比例控制、积分控制和微分控制。

5.控制算法实现：根据温度控制策略，编写PLC程序，在每个采样周期内计算控制算法的输出值。

6.加热功率控制：使用控制继电器或可调功率装置，控制加热炉的加热功率。

7.温度反馈控制：通过监测实际加热炉温度和设定值之间的差异，不断修正加热功率控制，使加热炉温度稳定在设定值附近。

系统硬件设计基于PLC控制的加热炉温度控制系统的硬件设计主要包括以下几个方面：1.温度传感器：常用的温度传感器有热电偶和热敏电阻。

根据加热炉的工艺需求和温度范围，选择适合的温度传感器。

2.PLC：选择适合的PLC型号，根据实际需求确定PLC的输入输出点数和计算能力。

3.控制继电器或可调功率装置：用于控制加热炉的加热功率。

根据加热炉的功率需求和控制方式，选择合适的继电器或可调功率装置。

4.运行指示灯和报警器：用于显示系统的运行状态和报警信息。

PLC程序设计PLC程序是基于PLC的加热炉温度控制系统的关键部分，其主要功能是实现温度控制算法。

课程设计报告论文-基于PLC的电加热炉温度控制系统设计第一章绪论1.1选题背景及意义加热炉是利用电能来产生蒸汽或热水的装置。

因为其效率高、无污染、自动化程度高，稳定性好的优点，冶金、机械、化工等各类工业生产过程中广泛使用电加热炉对温度进行控制。

而传统的加热炉普遍采用继电器控制。

由于继电器控制系统中，线路庞杂，故障查找和排除都相对困难，而且花费大量时间，影响工业生产。

随着计算机技术的发展，传统继电器控制系统势必被PLC所取代。

二十世纪七十年代后期，伴随着微电子技术和计算机技术的快速发展，也使得PLC 具有了计算机的功能，成为了一种以电子计算机为核心的工业控制装置，在温度控制领域可以让控制系统变得更高效，稳定且维护方便。

在过去的几十年里至今，PID控制已在工业控制中得到了广泛的应用。

在工业自动化的三大支柱（PLC、工业机器人、CAD/CAM）中位居第一。

由于其原理简单、使用方便、适应能力强，在工业过程控制中95%甚至以上的控制回路都采用了PID结构。

虽然后来也出现了很多不同新的算法，但PID仍旧是最普遍的规律。

1.2国内外研究现状及发展趋势一些先进国家在二十世纪七十年代后期到八十年代初期就开始研发电热锅炉，中国到八十年代中期才开始起步，对电加热炉的生产过程进行计算机控制的研究。

直到九十年代中期，不少企业才开始应用计算机控制的连续加热炉，可以说发展缓慢，而且对于国内的温度控制器，总体发展水平仍不高，不少企业还相当落后。

与欧美、日本，德国等先进国家相比，其差距较大。

目前我国的产品主要以“点位”控制和常规PID为主，只能处理一些简单的温度控制。

对于一些过程复杂的，时变温度系统的场合往往束手无策。

而相对于一些技术领先的国家，他们生产出了一批能够适应于大惯性、大滞后、过程复杂，参数时变的温度控制系统。

并且普遍采用自适应控制、模糊控制及计算机技术。

近年来，伴随着科学技术的不断快速发展，计算机技术的进步和检测设备及性能的不断提升，人工智能理论的实用化。

摘要温度控制系统广泛应用于工业控制领域，如钢铁厂、化工厂、火电厂等锅炉的温度控制系统，电焊机的温度控制系统等。

加热炉温度控制在许多领域中得到广泛的应用。

这方面的应用大多是基于单片机进行PID 控制, 然而单片机控制的DDC 系统软硬件设计较为复杂, 特别是涉及到逻辑控制方面更不是其长处, PLC 在这方面却是公认的最佳选择。

加热炉温度是一个大惯性系统，一般采用PID调节进行控制。

随着PLC功能的扩充在许多PLC控制器中都扩充了PID 控制功能, 因此在逻辑控制与PID控制混合的应用场所中采用PLC控制是较为合理的。

本设计是利用西门子S7-300PLC控制加热炉温度的控制系统。

首先介绍了温度控制系统的工作原理和系统的组成，然后介绍了西门子S7-300PLC和系统硬件及软件的具体设计过程。

关键词：西门子S7-300PLC，PID，温度传感器，固态继电器目录摘要 (I)Abstract .......................................... 错误！未定义书签。

第一章引言 . (1)1.1 系统设计背景 (IV)1.2 系统工作原理 (IV)1.3 系统设计目标及技术要求 (IV)1.4 技术综述 (IV)第二章系统设计 (V)2.1 控制原理与数学模型 (V)2.1.1 PID控制原理 (V)2.1.2 PID指令的使用注意事项 (VIII)2.2 采样信号和控制量分析 (IX)2.3 系统组成 (IX)第三章硬件设计 ................................................... X I3.1 PLC的基本概念 (XI)3.1.1 模块式PLC的基本结构 (XII)3.1.2 PLC的特点 (XIII)3.2 PLC的工作原理 (XIV)3.2.1 PLC的循环处理过程 (XIV)3.2.2 用户程序的执行过程 (XVI)3.3 S7-300 简介 (XVI)3.3.1 数字量输入模块 (XVII)3.3.2 数字量输出模块 (XVII)3.3.3 数字量输入/输出模块 (XVII)3.3.4 模拟量输入模块 (XVII)3.3.5 模拟量输出模块 (XVIII)3.4 温度传感器 (XVIII)3.4.1 热电偶 (16)3.4.2 热电阻 (17)3.5 固态继电器 (XX)3.5.1 概述 (18)3.5.2 固态继电器的组成 (18)3.5.3 固态继电器的优缺点 (19)第四章软件设计 ................................................. X XII4.1 STEP7编程软件简介 (XXII)4.1.1 STEP7概述 (XXII)4.1.2 STEP7的硬件接口 .......................... .. (XXII)4.1.3 STEP7的编程功能 (XXII)4.1.4 STEP7的硬件组态与诊断功能 (XXIII)4.2 STEP7项目的创建 (XXIV)4.2.1 使用向导创建项目 (XXIV)4.2.2 直接创建项目 (XXIV)4.2.3 硬件组态与参数设置 (XXIV)4.3 用变量表调试程序 (XXVI)4.3.1 系统调试的基本步骤 (XXVI)4.3.2 变量表的基本功能 (XXVII)4.3.3 变量表的生成 (XXVIII)4.3.4 变量表的使用 (XXVIII)4.4 S7-300的编程语言 (XXIX)4.4.1 PLC编程语言的国际标准 (XXIX)4.4.2 STEP7中的编程技术 (XXX)结束语 ......................................................... X XXIV 致谢 (33)参考文献 (34)附录 (35)1.1系统设计背景近年来，加热炉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加热炉﹑热处理炉﹑反应炉，对工件的处理均需要对温度进行控制。

基于PLC的电炉控制设计毕业论文1 前言 (1)1.1选题背景 (1)1.2国外国研究现状 (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 (16)6.2建立工程画面 (18)6.3建立主画面 (18)6.3.1 建立趋势曲线画面 (19)6.3.2 建立数据报表 (21)6.3.3 建立报警窗口 (21)6.3.4 手动控制面板 (22)7组态系统运行 (23)7.1主画面运行 (23)7.2实时趋势曲线 (23)7.3历史趋势曲线 (24)7.4数据报表 (25)7.5历史报警窗口 (26)7.6退出组态王运行系统 (27)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)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。

同时还要可以留有晋升的空间，便于我们升级更新换代。

计算机控制系统在这个方面就可以满足我们的要求，所以我现在的工业之中运用了大量自动化装置，这也是紧跟着时代步伐的一种体现，工业化的今天，我们享受着数字化、智能化给我带来的各种好处之外，我们也在生活生产之中不断地提高着，我们的设备的技术水平和我们个人的技术水平，从而我们的进步加快了生产过程的集成化，进一步提高产品质量，确保了生产的安全性与可靠性。

Automatic Control •自动化控制Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 127【关键词】温度控制 电热炉 S7-200 PLC PID本文在研究电热炉温度控制系统问题时，对S7-200PLC 控制系统进行了应用，这一系统具有一定的优越性，能够提供4种不同不同基本单元和6种扩展单元，可以更好地满足温度控制需要。

该系统主要由基本单元、扩展单元、文本显示器、存储卡等元件组成。

本文在进行系统设计过程中，主要采用了CPU226这一型号。

1 总体设计方案本系统以PLC 作为控制器，选用德国西门子S7-200，CPU 226型号PLC ，经过热电偶传感器检测电热炉中的温度，把温度信号转化成对应的电压信号，经过PLC 控制器模数转换后进行PID 调节。

根据PID 输出值来控制下一个周期内的加热时间和非加热时间。

在加热时间内使得继电器接通，电热炉就处于加热状态，反之则停止加热。

2 硬件设计2.1 热电偶传感器热电偶传感器在应用过程中，可以将温度信号转化为电压信号，并且在应用过程中，对高温具有较好的适应性。

热电偶传感器是一种将温度变化转化为电量变化的装置，其中K 型热电偶测温范围大约是0～1000℃。

系统里的烤炉最高温度不过几百度，加上一定的裕度，满足系统设计要求。

2.2 模拟输入模块在对模拟输入模块应用过程中，其可以将接收到的电压信号进行转换，将温度信息转化为0-41mv 的电压信号，以实现对信息的读取，从而对温度进行有效地控制。

与西门子S7-200 PLC 配套有EM231 4TC 模拟量输入模块，也称为热电偶模块。

EM231热电偶模块可直接连接K 型热电偶传感器，无需使用变送器，可直接通过DIP 开关进行组态：SW1～SW8组态为00100000。

2.3 固态继电器（SSR）固态继电器（SSR ）能够实现电隔离，从基于S7-200 PLC 电热炉温度控制系统文/潘天赐而更好地满足PLC 控制系统的需要。

基于PLC电热炉温度控制系统设计随着工业自动化的不断发展，PLC（可编程逻辑控制器）在工业生产中的应用越来越广泛。

其中，电热炉温度控制系统是一个重要的应用领域。

本文将就基于PLC电热炉温度控制系统设计展开深入的研究，以期能为相关领域的工程师和技术人员提供有价值的参考。

首先，我们将介绍PLC电热炉温度控制系统的基本原理和工作流程。

在一个典型的电热炉中，温度是一个重要参数，它直接影响着产品质量和生产效率。

传统上，人工操作是常用的温度控制方法。

然而，这种方法存在许多缺点，如操作不稳定、效率低下等。

而基于PLC技术设计的电热炉温度控制系统能够自动化地实现对温度进行精确、稳定地控制。

接下来我们将详细介绍PLC在电热炉温度控制系统中所起到的作用。

首先是传感器部分，在这个部分中我们会介绍温度传感器的种类和工作原理，并详细解释如何选择合适的传感器以及如何进行正确的安装和校准。

接下来是控制器部分，我们将介绍PLC控制器的基本原理以及其在温度控制中的应用。

此外，我们还将讨论PLC在数据采集和通信方面的作用，以及如何进行数据处理和分析。

然后，我们将详细介绍PLC电热炉温度控制系统设计中所需要考虑的关键因素。

首先是系统稳定性和可靠性。

在电热炉温度控制系统中，稳定性是至关重要的因素。

我们将讨论如何通过合适的控制算法来实现系统稳定，并介绍一些常用的控制算法，如PID（比例-积分-微分）算法等。

此外，我们还将讨论硬件设计方面需要考虑的因素，如电路设计、电源设计等。

接下来是安全性问题。

在一个工业生产环境中，安全问题是非常重要且不可忽视的因素。

我们将讨论一些常见安全问题，并提出相应解决方案。

最后，在本文中我们还将介绍一些实际案例，并对其进行分析和评估。

这些案例将涵盖不同的行业和应用领域，以期能够提供更多的实践经验和参考。

综上所述，本文将从基本原理、PLC技术应用、关键因素考虑以及实际案例分析等方面对基于PLC电热炉温度控制系统设计展开深入研究。

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 temperature controlbased 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。

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。

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。

基于PLC的加热炉炉温控制系统设计黄震宇摘要：FX3U系列PLC，结合MCGS组态软件的应用可以实现电加热炉炉温的实时监测和控制，提高炉温控制的精准性。

本文分别从元器件选择和程序编写两个方面介绍了炉温控制系统的控制程序以及设计思路。

关键词：PLC；加热炉；炉温控制系统电加热炉的工作原理为电流持续加热炉内电热元件，在这个过程中对电热元件进行相应的处理，最终获取热能。

电加热炉是一种典型的工业炉，在工业生产中应用这种工业炉，必须精准的控制炉温，才能实现高质量、高效率的工业生产。

国内电加热炉的炉温控制系统几乎都是采用组态软件与PLC技术相互结合的方式，这种组合方式的应用不仅可以实现实时的、精准的炉温控制，还可以根据实际应用需求有针对性的进行调节，另外，这种组合方式成本投入较少，体现了电热炉应用的安全性和可靠性的同时，切实提高了能源的利用效率。

1.系统概述作为PLC，就是以计算机技术为基础的新型工业生产控制装置，PLC最为基本和最为广泛的用途都是开关的逻辑控制，其可以彻底的代替传统的继电器电路，实现顺序控制的目的，在国外，PLC技术已经被广泛的应用导工业生产中，而国外因为科技水平有限，对PLC技术的应用还处于开始阶段。

经过探索和研究，PLC技术和组态软件相互组合可以实现电加热炉温的精准控制。

以PLC技术作为基础的加热炉炉温控制系统主要由以下几个部分构成：温度传感器、电热炉、PLC以及外围设备。

其中PLC的主要作用是对油温的变化情况进行采集，然后根据具体的数据进行控制，及时的将上一个环节的温度控制情况传递到下一个环节，提高炉温控制的实时性和有效性。

温度传感器的主要作用是转换电热炉内的炉温数据，然后将其传达给PLC，PLC再根据实际情况进行调整和控制，保证炉内温度可以控制在设定的值域范围内。

组态软件的主要作用就是对炉温的具体数值进行反馈和显示，另外，其还具有警报、指示灯其他多种功能。

2.核心器件选择只有选择最为科学和合理的核心器件，才能保证炉温控制的精准性和实时性，所以，在设计加热炉炉温控制系统时，首先需要做的工作就是选择最为适宜的核心器件，然后充分发挥其优势，保证炉温的控制足够科学和合理。

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。