基于PLC控制的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

西安工程大学本科毕业设计（论文）

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，PID

西安工程大学本科毕业设计（论文）

ABSTRACT

In modern industrial production,some course's capacity often lags behind

relatively largely,control also expect relatively much regarding temperature,etc,if adopt

the control

system of single circuit,its quality of control is unable to meet the production

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课程名称：PLC课程设计

设计题目：加热反应炉PLC控制系统的设计

院 系：

专 业：

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指导教师：

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课 程 设 计 任 务 书

专 业 姓 名 学 号

开题日期： 年 3 月 23 日 完成日期： 年 6 月 28 日

题 目 加热反应炉PLC控制系统的设计

一、设计的目的

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,然而PLC在这方面却是公认的最佳选择。采用 PLC来对反应炉进行全自动控制，提高生产效率，并且降低劳动力成本。

二、设计的内容及要求

对反应炉的控制主要分为3个阶段。第一阶段，送料控制，检测下液面、炉内温度和炉内压力是否小于给定值，若是则开启排气阀和进料阀。当液位上升到上液位设定值时，关闭排气阀和进料阀。延时20S，开启氮气阀,氮气进入反应炉，炉内压力上升。当压力上升到给定值时，关闭氮气阀。第二阶段，加热反应控制，接通反应炉电源,开始对反应炉加温。当温度上升到给定值时，切断加热电源。延时10min，加热过程结束。第三阶段，泄放控制，打开排气阀使炉内压力降到给定值以下，打开泄放阀，当炉内溶液下降到下液面以下，关闭泄放阀和排气阀。系统恢复到原始状态准备进入下一循环。

目 录

1 绪论 ................................................................... 1

1.1课题背景及研究目的和意义 .............................................. 1

1.2 国内外研究现状 ........................................................ 1

1.3 项目研究内容 .......................................................... 2

2 PLC和组态软件基础 ...................................................... 3

2.1可编程控制器基础 ...................................................... 3

2.2组态软件的基础 ........................................................ 5

3 PLC控制系统的硬件设计 .................................................. 7

3.1 PLC控制系统设计的基本原则和步骤 ...................................... 7

3.3 系统整体设计方案和电气连接图 .......................................... 9

3.4 PLC控制器的设计 ..................................................... 10

4 PLC控制系统的软件设计 ................................................. 13

未知驱动探索，专注成就专业

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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。 未知驱动探索，专注成就专业

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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。