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基于PLC的恒温控制系统本科生毕业论文（设计）题目：基于PLC的恒温控制系统院系：专业：学生姓名：学号：指导教师：二〇一四年五月摘要在工业控制领域，基于运行稳定性考虑，要对生产过程中的各种物理量进行详细的检测和控制。
这在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足轻重的作用。
其中温度控制又以其较为复杂的工艺过程而备受人们关注。
所以各种加热炉、热处理炉、反应炉等得到了广泛应用。
这些都对温度控制系统的设计提出了更高的要求。
本设计采用S7-200PLC对加热炉温度进行控制。
随着自动控制技术的迅速发展，PLC对温度的控制技术应用越来越广泛。
本文采用PLC对温度进行控制，通过合理的设计，提高温度控制水平，进而改善温度运行的稳定性，使其更加精确。
本文主要介绍了温度控制的PLC控制系统总体方案设计、设计过程、组成、梯形图，并给出了系统组成框图，分析流量逻辑关系，提出PLC的编程方法。
本系统分析了加热炉温度控制的PID控制原理，设计了系统的数学控制模型以及系统控制框图，用组态王软件组态配置工业控制监控系统，对数据进行实时监控。
通过对单回路控制系统的参数整定以及组态王的PID控制程序，实现了加热炉温度的精确控制。
通过对PLC程序的仿真调试以及对组态的系统仿真，验证了本加热炉温度控制系统的设计合理性，系统动态响应符合了最初的设计要求，也具有一定的实用价值。
关键词：温度控制，可编程控制器，PID，组态王目录第一章前言 01.1恒温控制的现状与意义 01.2系统设计要求 (1)1.3设计主要内容 (2)第二章恒温控制系统硬件设计 (4)2.1总体分析 (4)2.2PLC控制系统设计的基本原则和步骤 (5)2.2.1PLC控制系统设计的基本原则 (5)2.2.2PLC控制系统设计的一般步骤 (6)2.3PLC的选型与硬件配置 (7)2.3.1PLC型号的选择 (7)2.3.2S7-200 CPU的选择 (8)2.3.3EM231模拟量输入模块 (8)2.3.4热电偶温度传感器 (10)2.4I/O地址分配及电气连接图 (11)2.5PLC硬件接线图 (12)第三章PLC控制系统软件设计 (14)3.1PLC程序设计方法 (14)3.2编程软件STEP7--M ICRO/WIN概述 (15)3.2.1STEP7-Micro/WIN简单介绍 (15)3.2.2STEP7-Micro/WIN参数设置（通讯设置） (16)3.3基于S7200的PID控制 (18)3.3.1控制系统数学模型的建立 (18)3.3.2P ID在PLC中的回路指令 (19)3.4内存地址分配与PID指令回路表 (20)3.5程序设计梯形图 (23)3.5.1初次上电 (23)3.5.2启动/停止阶段 (24)3.5.3子程序0 (25)3.5.4中断程序、PID的计算 (26)第四章基于组态软件恒温监控系统设计 (28)4.1组态王软件介绍 (28)4.2组态软件开发过程 (29)4.2.1工程整体规划 (29)4.2.2工程建立 (29)4.2.3构造数据词典 (30)4.2.4组态用户窗口 (32)4.2.5组态王设备连接 (32)4.2.6组态王画面制作与动连接 (33)4.2.7PID控制脚本编写 (34)第五章系统运行结果及分析 (37)5.1PLC控制系统仿真测试 (37)5.2控制系统PID控制性能验证 (40)第六章总结 (43)参考文献 (44)致谢 (45)第一章前言1.1恒温控制的现状与意义温度的测量和控制对人类日常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。
《基于PLC的面向加热水箱大滞后系统控制算法实现与优化》篇一一、引言随着工业自动化技术的快速发展，可编程逻辑控制器（PLC）在工业控制系统中扮演着越来越重要的角色。
然而，对于加热水箱这类大滞后系统，传统的控制算法往往难以实现精确和稳定的控制。
因此，本文将探讨基于PLC的面向加热水箱大滞后系统的控制算法实现与优化，以期提高系统的控制精度和稳定性。
二、问题背景及研究意义加热水箱系统由于其固有的大滞后特性，常常导致温度控制不稳定，影响了生产效率和产品质量。
传统的PID控制算法虽然简单易行，但对于大滞后系统往往难以达到理想的控制效果。
因此，研究基于PLC的面向加热水箱大滞后系统的控制算法实现与优化，对于提高工业生产效率和产品质量具有重要意义。
三、相关技术综述在控制算法领域，针对大滞后系统的控制方法主要包括预测控制、模糊控制、神经网络控制等。
其中，预测控制通过建立系统模型，对未来输出进行预测，从而实现对系统的精确控制；模糊控制则利用模糊逻辑对系统进行控制，具有较强的鲁棒性；神经网络控制则通过模拟人脑神经网络的工作方式，实现对系统的自适应控制。
这些方法在加热水箱大滞后系统的控制中均有应用，但各有优缺点。
四、基于PLC的控制算法实现本文提出一种基于PLC的预测控制算法，实现对加热水箱大滞后系统的精确控制。
该算法通过建立系统的数学模型，预测未来一段时间内的温度变化趋势，并根据预测结果调整加热功率，从而实现精确的温度控制。
在实现过程中，我们采用了PLC的编程语言进行算法编写和调试，确保了算法的可靠性和稳定性。
五、算法优化及实验结果分析为了进一步提高算法的控制精度和稳定性，我们采用了多种优化措施。
首先，我们对系统模型进行精确的辨识和优化，提高了模型的预测精度。
其次，我们引入了自适应调节机制，根据系统实际运行情况动态调整算法参数，以适应不同工况下的控制需求。
最后，我们采用了鲁棒性较强的模糊逻辑对算法进行优化，提高了算法的鲁棒性和抗干扰能力。
摘要随着计算机技术、通信技术、自动控制技术以及各种智能技术的迅速发展，高可靠性可编程控制器(PLC)出现，使得现代工业控制系统的设计开发周期短，可靠性高，成本低。
本文结合恒温控制系统的特点，提出控制系统的总体设计方案，采用PLC 和检测仪表完成系统硬件设计；编写PLC控制程序和监控组态界面，实现温度采集与显示，实现了温度在线监测和控制。
并采用工业以太网，实现现场控制单元与上位机进行信息交换，并能与企业内部联网。
关键词：自动检测；PLC；温度；监控组态ABSTRACTWith computer technology, communication technology, automatic control technology, as well as the rapid development of smart technology, high reliability, programmable logic controller (PLC) the emergence of modern industrial control systems makes the design of a short development cycle, high reliability and cost reduction .In this paper, the characteristics of constant temperature control system, the control system design program, PLC and instrumentation used to complete system hardware design; PLC control procedures to prepare and monitor the configuration interface, collection and display temperature to achieve a temperature-line monitoring and control. And the use of Industrial Ethernet, the realization of the scene control unit and host computer exchange of information and networking and the enterprise. Keywords: Automatic detection；PLC；Temperature；Monitoring configuration目录第一章绪论 (1)1.1选题背景 (1)1.1.1PLC控制技术与继电器控制技术的区别 (1)1.1.2PLC控制技术和通用计算机控制技术的区别 (1)1.1.3PLC控制技术与单片机控制技术的区别 (2)1.2本课题研究现状 (2)1.3 本文主要的研究工作 (3)第二章恒温控制系统的硬件设计 (4)2.1恒温控制系统的组成 (4)2.2恒温控制系统总体设计方案 (5)2.3 PID控制原理 (6)2.4可编程序控制器介绍 (7)2.5PLC的选型 (9)2.6模拟量模块选择 (10)2.7其他硬件选择 (11)2.8系统供电接线图 (16)2.9PLC硬件接线图 (17)第三章恒温控制系统软件设计 (21)3.1STEP7－Micro/Win32 编程软件介绍 (21)3.2I/O地址分配 (22)3.3系统主程序 (24)3.4PID控制算法程序 (26)3.5标度转换 (27)3.6数码显示 (28)3.7人机界面 (29)第四章结论 (31)参考文献 (32)致谢 (33)附录系统各部分程序 (34)主程序 (34)标度变换程序 (38)PID参数设定程序 (40)PID输出中断程序 (41)数显程序 (42)第一章绪论1.1选题背景随着计算机技术、通信技术、自动控制技术，以及各种智能技术的迅速发展，出现了多种实用的控制技术，如继电器控制技术、计算机控制技术、单片机控制技术及PLC控制技术等，每种控制技术有各自的优缺点和应用领域。
基于PLC水箱温度控制系统任务书1. 引言水箱温度控制是一种常见的自动化控制系统，在许多工业和家庭应用中都得到了广泛应用。
PLC（可编程逻辑控制器）作为一种可靠和灵活的控制设备，被广泛应用于水箱温度控制系统中。
本文旨在研究和探讨基于PLC的水箱温度控制系统的设计和实施。
2. PLC水箱温度控制系统的基本原理2.1 温度传感器的选择和安装在水箱温度控制系统中，温度传感器是非常重要的组成部分。
合适的温度传感器可以准确测量水箱内的温度，并将数据传输给PLC进行处理。
根据具体的应用需求，可以选择热电偶、热敏电阻或红外线传感器等不同类型的温度传感器。
2.2 PLC的选择和配置 PLC是水箱温度控制系统的关键设备，其主要功能是接收温度传感器的信号，并根据预设的控制算法来控制水箱内的温度。
在选择PLC时，需要考虑其输入输出点数、通信接口、编程灵活性以及可靠性等因素。
配置PLC时，需要将温度传感器接口和输出控制装置等正确连接。
2.3 控制算法的设计和实现根据水箱温度控制系统的要求，设计合适的控制算法对水箱内的温度进行调控。
常用的控制算法包括比例控制、积分控制和微分控制等。
通过PLC的编程能力，实现对温度传感器数据的实时采集和处理，并输出相应的控制信号控制加热或制冷设备的运行。
3. PLC水箱温度控制系统的设计和实现3.1 硬件设计在PLC水箱温度控制系统的硬件设计中，需要确定合适的外围设备，如水泵、加热设备和制冷设备等。
根据系统的要求和实际应用场景，选择适当的设备并与PLC进行联接。
同时，需要设计合理的电路连接和线缆布局，确保系统的可靠性和稳定性。
3.2 软件设计软件设计是PLC水箱温度控制系统中不可或缺的一部分。
通过PLC编程软件，按照控制算法的要求，编写合适的逻辑程序。
程序应包括实时采集温度数据、控制算法的计算和控制输出的生成等功能。
在程序设计中，还需要考虑故障处理、报警功能和数据记录等相关功能的实现。
3.3 系统测试和调试完成PLC水箱温度控制系统的设计和编程后，进行系统测试和调试是必不可少的一步。
论文基于PLC的加热水炉实时恒温控制系统的设计基于PLC（可编程逻辑控制器）的加热水炉实时恒温控制系统的设计可以按照以下步骤进行：1. 系统硬件设计：- 选择适宜的PLC设备，根据实际需求选择I/O模块和通信模块等。
- 连接传感器和执行器，如温度传感器、电磁阀等，确保能够实时感知水温和控制加热。
2. 确定控温策略：- 确定恒温控制的目标温度范围和波动范围。
- 设置上下温度阈值，当温度超过或低于阈值时触发相应的控制措施。
3. 编写PLC程序：- 根据控温策略编写PLC程序，包括数据采集、控制逻辑和输出控制。
- 采集温度数据，并与设定温度进行比较，判断是否需要调整加热控制。
- 控制加热元件，如电磁阀或电热丝，通过开关控制加热或停止加热。
4. 实现实时控制：- PLC具有实时性能，可以按照设定的周期执行控制循环。
- 在每个控制周期内，读取温度传感器数据，与设定温度进行比较，并控制加热元件的工作状态。
5. 实现安全保护功能：- 添加安全保护功能，如超温保护和过热保护。
当温度超过安全阈值时，立即停止加热，并触发报警。
6. 可视化界面：- 开发人机界面（HMI）以便于操作和监控系统状态。
- 显示实时温度、设定温度和加热状态等信息，并提供手动控制和设定温度的功能。
7. 调试和测试：- 对系统进行调试和测试，确保控温系统的可靠性和稳定性。
- 在实际运行过程中进行验证，对系统进行进一步调整和优化。
需要注意的是，此处提供的是基本的设计步骤，具体的实施和细节会根据具体的加热水炉的要求和PLC设备的特点有所不同。
在设计过程中，应遵循相关的安全准则和标准，确保系统的可靠性和安全性。
同时，建议寻求专业工程师的指导和支持，并对系统进行全面的测试和验证。
plc控制恒温水箱的组成部件PLC控制恒温水箱是一种智能化控制设备，在很多生产领域得到了广泛的应用。
它采用了先进的电子技术和自动化技术，有效地提高了设备运行的效率，降低了操作的难度。
那么，PLC控制恒温水箱的组成部件都有哪些呢？下面，就来一一介绍。
1. 电控系统：PLC控制恒温水箱的核心是电控系统。
它由PLC控制器、人机界面、IO模块、控制电路等组成。
其中，PLC控制器负责整个系统的控制，人机界面用于操作和数据显示，IO模块用于接收和发送信号，控制电路用于实现各种功能的电控保护。
2. 恒温系统：恒温系统是保持水箱恒温的关键部分。
它由温度传感器、加热器等组成。
温度传感器用于监测水箱内的温度，将信号反馈给控制器，控制器据此调节加热器的工作状态，从而控制水箱内的温度。
3. 水循环系统：水循环系统是将水循环流动的部分。
它由水泵、水管、喷头等组成。
水泵负责将水抽出并输送到喷头处，喷头负责将水喷出形成水雾，形成喷水效果，水管起到连接的作用。
4. 过滤系统：过滤系统是过滤水箱内的杂质的部分。
它由过滤器、进水口等组成。
过滤器用于过滤杂质，防止水泵和喷头堵塞，进水口用于往水箱内供水。
5. 附加装置：附加装置是提高水箱性能的附加装备。
它由水位报警、排水阀、补水阀等组成。
水位报警用于监测水位，当水位过高或过低时会自动报警。
排水阀用于排出水箱内的废水，补水阀用于补充水箱内的水位。
以上就是PLC控制恒温水箱的组成部件，每个部分都有着各自的功能，为保证系统的正常运行都必不可少。
在实际运用中，利用好每个部件对于提高生产效率和降低防误操作都有着十分重要的意义。
PLC恒温水箱控制系统毕业设计首先，我们将使用一种可编程逻辑控制器（PLC）来实现该系统。
PLC是一种专业设计用于自动化控制系统的计算机硬件设备。
它可以通过逻辑程序对输入信号进行处理，并根据程序中定义的逻辑规则来控制输出信号。
在本设计中，PLC将作为核心控制单元来实现恒温水箱控制。
其次，我们需要设计一个温度传感器来实时监测水箱内的温度。
温度传感器可以通过感知器的温度变化来产生相应的电信号，并将其传递给PLC进行处理。
在设计过程中，我们需要选择一个高精度、可靠性高的温度传感器，以确保控制系统的准确性和稳定性。
接下来，我们需要设计一个恒温控制回路，并将其连接到水箱中的加热器。
该控制回路可以根据PLC传递过来的温度数据，自动调整加热器的工作状态，以维持恒定的水箱温度。
在设计过程中，我们需要充分考虑水箱的体积、加热器的功率和加热时间等因素，以确保系统能够快速响应温度变化，并达到恒温的要求。
此外，为了满足实际生产的需求，我们需要在系统中设置一些安全保护措施。
例如，当水箱内温度超过设定的上限或下限时，PLC应该能够自动切断加热器的供电，以防止温度过高或过低导致的不可逆损坏。
此外，我们还可以设置报警系统，当温度超过安全范围时，发出警报以提醒操作人员及时处理。
最后，我们需要设计一个人机界面（HMI），以便操作人员能够方便地监控和控制系统的运行状态。
HMI应该提供实时的温度显示、温度设定功能以及对加热器工作状态的控制等。
另外，为了便于维护和故障排除，HMI还应提供一些系统参数的查看和修改功能。
综上所述，PLC恒温水箱控制系统是一个涉及多种技术和设备的复杂系统。
在实际的设计和实现过程中，我们需要仔细考虑系统的功能需求、硬件选型、软件编程以及安全保护等方面的问题，以确保系统能够稳定、高效地运行。
通过本篇文章的介绍，相信读者对PLC恒温水箱控制系统的设计和实现有了更深入的了解。
《基于PLC的面向加热水箱大滞后系统控制算法实现与优化》篇一一、引言随着工业自动化程度的不断提高，可编程逻辑控制器（PLC）已成为工业控制系统的核心组成部分。
然而，对于加热水箱这类大滞后系统，传统的PLC控制算法往往难以实现精确和稳定的控制。
因此，研究并实现基于PLC的面向加热水箱大滞后系统的控制算法，并进行优化，对于提高系统的性能和稳定性具有重要意义。
二、系统概述加热水箱系统是一个典型的大滞后系统，其特点是输入与输出之间存在明显的时延。
该系统主要由PLC控制器、加热器、温度传感器、水箱等部分组成。
其中，PLC控制器负责接收温度传感器的信号，根据预设的控制算法输出控制信号，驱动加热器对水箱进行加热。
三、控制算法实现1. 传统PID控制算法传统的PID控制算法是加热水箱系统中常用的控制算法。
然而，对于大滞后系统，由于时延的存在，传统PID控制算法往往难以实现精确和稳定的控制。
2. 基于PLC的改进控制算法针对加热水箱大滞后系统的特点，我们提出了一种基于PLC 的改进控制算法。
该算法通过引入预测模型和前馈控制，对传统PID控制算法进行优化。
预测模型根据历史数据和当前状态预测未来的温度变化，前馈控制则根据预测结果提前调整加热器的功率，以减小时延对系统的影响。
四、算法优化1. 优化目标优化的主要目标是提高系统的控制精度和稳定性，降低温度波动范围。
2. 优化措施（1）引入智能优化算法：采用遗传算法、粒子群优化算法等智能优化算法，对控制算法的参数进行优化，以提高系统的性能。
（2）自适应控制：根据系统的实际运行情况，自适应地调整控制参数，以适应不同的工况和负载变化。
（3）引入故障诊断与容错机制：通过引入故障诊断与容错机制，及时发现和处理系统故障，保证系统的可靠性和稳定性。
五、实验与结果分析1. 实验设置我们在一台加热水箱系统中进行了实验，分别采用了传统PID控制算法和基于PLC的改进控制算法进行对比。
实验中，我们设置了不同的工况和负载变化，以测试两种算法的性能。
毕业设计(论文)任务书系部自动化工程专业机电一体化技术姓名学号题目基于PLC的热水箱恒温控制设计起迄日期：年月日至年月日设计(论文)地点指导教师专业负责人任务书发放日期：年月日任务书填写要求1、毕业设计(论文)任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经学生所在专业的负责人审查、系部领导签字后生效。
此任务书应在毕业设计(论文)开始前一周内填好并发给学生；2、任务书填写的内容，必须和学生毕业设计(论文)完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及系部主管领导审批后方可重新填写；3、任务书内有关“系部”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。
学生的“学号”要写全号，不能只写最后2位或1位数字；4、任务书内“主要参考文献”的填写，应按照国标GB 7714-87《文后参考文献著录规则》的要求书写，不能有随意性；5、有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408-94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。
如“2005年3月14日”或“2005-3-141、本毕业设计(论文)课题应达到的目的：本课题的设计目的在于能够使学生综合运用所学的知识，通过查阅国内外的文献资料，让学生掌握PLC的一些基本应用，使学生的专业知识系统化，掌握常用的设计方法及一般控制系统的设计方法。
2、本毕业设计(论文)课题任务的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等)：下图为热水器工作示意图，热水器控制关系有：进水阀YV1在得到进水指令后或水箱处于低水位后自动打开，水箱注满水后自动关闭。
加热器R在水箱里注满水并且温度较低时开始加热，加热到一定温度后停止加热。
出水阀YV2在得到出水指令且水箱内有热水时自动打开，在得到停止出水指令，无热水时或水箱水位较低时自动关闭。
基于PLC的热水箱恒温控制系统温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关。
在科学研究和生产实践的诸多领域中, 温度控制占有着极为重要的地位, 特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足轻重的作用。
对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。
例如冶金、机械、食品、化工等各类工业生产中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等；燃料有煤气、天然气、油、电等。
温度控制系统的工艺过程复杂多变，具有不确定性，因此对系统要求更为先进的控制技术和控制理论。
可编程控制器（PLC）可编程控制器是一种工业控制计算机，是继承计算机、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。
它具有抗干扰能力强，价格便宜，可靠性强，编程简单，易学易用等特点，在工业领域中深受工程操作人员的喜欢，因此PLC已在工业控制的各个领域中被广泛地使用。
第一章绪论1.1 引言可编程序控制器(Programmable Controller，简称PLC)是以微处理器为基础，综合了计算机技术、控制技术、通讯技术等高新技术的工业装置。
现代PLC不仅具有传统继电器控制系统的控制功能，而且能扩展输入输出模块，特别是可以扩展一些智能控制模块，构成不同的控制系统，将模拟量输入输出控制和现代控制方法融为一体，实现智能控制、闭环控制、多控制功能一体的综合控制系统。
在工农业生产中，常用闭环控制方式控制温度、压力、流量等连续变化的模拟量，PID控制是常见的一种控制方式。
由于其不需要求出控制系统的数学模型，算法简单、鲁棒性好、可靠性高，在使用模拟量控制器的模拟控制系统和使用计算机(包括PLC)的数字控制系统中得到了广泛的应用。
本文针对恒温水箱温控系统的要求，以PLC为温度控制系统的核心，利用PID控制算法实现水箱的恒温控制。
1.2选题的背景温度是是工业上常见的被控参数之一，特别在冶金、化工、机械制造等领域，恒温控制系统被广泛应用于热水器等一些热处理设备中。
在一些温控系统电路中，广泛采用的是通过热电偶、热电阻或PN结测温电路经过相应的信号调理电路，转换成A/D转换器能接收的模拟量，在通过采样/保持电路进行A/D转换，最终送入单片机及其相应的外围电路，完成监控。
本文介绍单片机通过数字温度传感器检测外部温度对水箱进行恒温控制的设计，采用PID算法来控制PWM波形的产生，进而来控制热水箱的加热来实现恒温控制。
采用单片机实现温度控制不仅具有控制方便、简单、灵活等优点，而且可以大幅度的提高被控温度的技术指标，从而大大提高产品的质量。
1.3用PLC设计的思路本次设计是基于PLC水箱恒温控制系统，通过可编程控制器控制，让水箱中的水保持恒定值。
首先要通过PT-100铂电阻来检测水温，并把检测到的温度与设定值进行比较，将其偏差值经过PID运算后控制双向晶闸管的导通角，调节加热丝的功率，从而使实际温度迅速接近给定值温度。
PID参数主要受到进出水流量、水箱水温设定控制温度、室温等因素影响。
水箱温度控制实物图如图1-1所示。
在设计中我会先进行硬件设计部分，然后进行软件设计并调试，依次向大家阐述整个编程所需要的知识。
图1-1水箱控制示意图第二章系统总体方案设计2.1 系统功能本次设计恒温箱将基于PLC设计完成。
恒温系统要求通过冷热水的各自流通来控制恒温箱内的温度在20～80℃之间的某个设定数值。
两个数码显示管分别用于显示设定温度及显示测试温度。
当水温低于设定值时，报警并采用电加热升温。
当水温高于设定值时，报警并启动冷却水泵使水流经冷却器向恒温箱供水降温。
由此系统总体设计由控制部分，电源部分，按键部分，温度测量部分，显示部分，加热装置，状态指示灯部分，水泵部分，报警部分组成。
基本组成框图如图2-1所示。
图2-1 系统模块框图根据以上系统模块框图，我们要实现以下功能：第一、开通电源，状态指示灯1亮。
第二、通过按键键入设定温度，数码显示管1显示设定温度。
第三、数码显示管2显示恒温箱内的实时温度。
第四、当数码显示管2上显示的温度低于键盘显示板1上的设定温度时，蜂鸣器报警。
加热装置加热。
水泵2开始运行，状态指示灯3亮，水泵2抽取储水箱2中的热水注入恒温箱的第二组金属管，同时储水箱3中的第二组金属管端口有水流出。
第五、当数码显示管2所显示的温度等于数码显示管1的设定温度时，蜂鸣器停止报警，加热装置停止工作，水泵2停止工作，状态指示灯3熄灭。
第六、当数码显示管2上显示的温度高于数码显示管1上的设定温度时，蜂鸣器报警，水泵1开始运行，状态指示灯2亮。
水泵1抽取储水箱1中的冷水注入恒温箱的第一组金属管，同时储水箱3中的第一组金属管端口有水流出。
第七、当数码显示管2所显示的温度等于数码显示管1的设定温度时，蜂鸣器停止报警，水泵1停止工作，状态指示灯2熄灭。
2.2 系统方案的论证根据上文我们要实现的恒温箱功能可知，控制器主要用于对按键信号和温度检测信号的接收和处理，控制显示部分，加热装置，状态指示灯部分，水泵部分，报警部分等。
同时我们考虑恒温箱的各个使用环境。
由此我们进行各个模块的论证。
2.2.1 控制器模块对控制器的选择有以下二种方案：方案一：采用单片机作为系统控制器。
单片机算术运算功能强，软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种算法和逻辑控制，并且其功耗低、体积小、技术成熟和成本低等优点。
但是单片机的缺点是对于环境的要求过高。
方案二：利用PLC作为控制器模块。
PLC拥有对于开关量的逻辑控制、模拟量的控制、运动的控制、过程的控制等各种控制功能，并且PLC拥有数据处理、通信及联网的优点。
并且PLC可靠性高，易操作，灵活性高，而且PLC对于环境的要求相对较低。
由此我们可以了解采用PLC控制实现按键信号和温度检测信号的接收和处理，控制显示部分，加热装置，状态指示灯部分，水泵部分，报警部分等，将是我们最优的选择。
2.2.2 电源模块对于供PLC的工作电压一般为DC24V,电源电压有DC24V的,也有AC220V的。
市电来源方便，且经稳压管稳压也较可靠，较经济实惠，所以选择AC220V。
2.2.3 加热器控制模块采用可控硅来控制加热器有效功率。
在性能上,可控硅不仅具有单向导电性,而且还具有比硅整流元件更为可贵的可控性。
它只有导通和关断两种状态. 可控硅能以毫安级电流控制大功率的机电设备,如果超过此频率,因元件开关损耗显着增加,允许通过的平均电流相降低,此时,标称电流应降级使用。
可控硅的优点很多,例如：以小功率控制大功率,功率放大倍数高达几十万倍；反应极快,在微秒级内开通、关断；无触点运行,无火花、无噪音；效率高，成本低等。
2.2.4 温度采集模块题目要求，温度信号为模拟信号，本设计要对温度进行控制和显示，所以要把模拟量转换为数字量。
该温度采集模块有以下二种方案：方案一：采用热电阻传感器。
热电阻材料特性:导体的电阻值随温度变化而改变，通过测量其阻值推算出被测物体的温度，利用此原理构成的传感器就是电阻温度传感器，这种传感器主要用于-200～500℃温度范围内的温度测量。
纯金属是热电阻的主要制造材料，热电阻的材料应具有以下特性：①电阻温度系数要大而且稳定，电阻值与温度之间应具有良好的线性关系。
②电阻率高，热容量小，反应速度快。
③材料的复现性和工艺性好，价格低。
热敏电阻温度特性④在测温范围内化学物理特性稳定。
方案二：集成测温传感器。
集成电路温度传感器的输出阻抗较低，功耗也较低；热敏电阻器通过消耗电受温度，功耗较高。
而且，长时间感受温度使热敏电阻器本身的温度也升高，测量温度的准确性降低。
基于以上分析所以选择方案一。
2.2.5 显示模块根据设计需求，恒温箱的温度要由用户人工设定，并能实时显示温度值。
对键盘和显示模块有下面两种方案：方案一：采用液晶显示屏。
液晶显示屏（LCD）具有功耗小、轻薄短小无辐射危险，平面直角显示以及影象稳定不闪烁，可视面积大，画面效果好，抗干扰能力强等特点。
但由于只需显示温度值数据位数较少，即信息量比较少，且由于液晶是以点阵的模式显示各种符号，需要利用控制芯片创建字符库，编程工作量大，控制器资源占用较多，其成本也偏高。
方案二：采用LED八段数码管分别显示温度的十位、个位和小数位。
LED数码管显示器动态显示方式下，将所有位的段选线并联在起，由位选线控制哪位接收字段码。
采用动态扫描显示，也就是在显示过中，轮流向各位送出字形码和相应的字位选择，每位数码管的点亮时间为1～2ms，同一时刻只有一位显示，其他各位熄灭。
利用显示器的余晖和人眼的视觉暂留现象，只要每一位显示足够短，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口。
数码管具有：低能耗、低损耗、低压、寿命长、耐老化，对外界环境要求较低。
同时数码管采用BCD编码显示数字，编程容易，资源占用较少。
根据以上论述，采用方案二。
本系统中，采用了数码显示管。
2.2.6 键盘模块在日常生活中，按键几乎是最普遍的人机交互方式。
本次恒温控制系统采用PLC试验箱键盘模块，其实物如图2-2所示。
图2-2 按键实物图2.2.7 报警模块按照设计需求，当恒温箱内的温度超过或者低于设定温度就要报警，报警设施使用蜂鸣器来实现。
蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。
之所以选用蜂鸣器，是因为声音报警的方式比较直观地提醒用户水温已达到设定的温度，蜂鸣器价格低廉，硬件电路设计简单，并且只需要简单的编程就可以实现其报警功能。
