基于西门子s7_300PLC的恒温控制的课程设计报告书

基于 S7-300PLC 的商场恒温控制系统设计摘要介绍了基于 S7 －300PLC 的商场恒温控制系统。

为给顾客提供舒适的购物环境，需要将商场温度控制在合适的范围，该系统运用了计算机监控、智能传感器、可编程控制器、工业现场总线、光纤通信等技术，实现了系统的自动控制，提高了系统经济效益。

关键词 :S7 －300PLC; 模糊控制; 系统管理; 恒温控制Abstract: This paper introduces a mall temperature control system based on S7-300PLC．To provide customers with a comfortable shopping environment，it is necessary to keep the mall temperature appropriate．This system uses the computer monitoring system，intelligent sensors，programmable controllers，industrial field bus，and optical fi-ber communication technology to achieve automatic control and improve the economic efficiency of the system．Keywords :S7-300PLC; fuzzy control; system management; temperature control.一般而言空调自动控制系统只对温度、湿度进行有效的控制，但自动控制的范围并非只限于此。

文中设计的商场恒温控制系统包含转换控制、补偿控制、连锁控制、状态监测、容量调节等全自动化的控制系统，能及时监测负荷的变化，使整个系统达到最优的经济效果。

1 总体控制系统设计设计一个自动化水平较高的系统，在设计可靠运行的同时，还必须考虑管理和维护。

基于PLC的温度控制系统设计作者：曹建军李洋胡明张建王红美来源：《中国新技术新产品》2013年第11期摘要：本文从整体上分析和研究了控制系统的硬件配置、电路图的设计、程序设计、控制对象数学模型的建立、人机界面的设计等，并基于西门子可编程控制器和组态软件开发了温度控制系统，实现了控制系统的实时监控、数据的实时采样与处理。

实验证明，此系统具有快、准、稳等优点，在工业温度控制领域能够广泛应用。

关键词：温度控制；可编程控制器；人机界面；组态王中图分类号：V23 文献标识码：B1 概述温度控制在电子、冶金、机械等工业领域应用非常广泛。

特别是随着计算机技术的发展，对温度控制的要求也越来越趋向于智能化、自适应、参数自整控制等方向发展。

可编程控制器是一种应用很广泛的自动控制装置，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。

具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点，在传统工业的现代化改造中发挥越来越重要的作用，尤其适合温度控制的要求。

2 系统设计及模型建立本论文通过德国西门子公司的S7-200系列PLC控制器，温度传感器将检测到的实际炉温转化为电压信号，经过模拟量输入模块转换成数字量信号并送到PLC中进行PID调节，PID 控制器输出量转化成占空比，通过固态继电器控制炉子加热的通断来实现对炉子温度的控制。

同时利用亚控公司的组态软件“组态王”设计一个人机界面（HMI），通过串行口与可编程控制器通信，对控制系统进行全面监控，从而使用户操作更方便。

总体上包括的技术路线：硬件设计、软件编程、参数整定等。

控制器的设计是基于模型控制设计过程中最重要的一步。

首先要根据受控对象的数学模型和它的各特性以及设计要求，确定控制器的结构以及和受控对象的连接方式。

大连民族学院机电信息工程学院自动化系电气控制技术课程设计报告题目：PLC恒温控制器设计专业：自动化班级：自动化091班学生姓名：组长：xx 组员：xxxx指导教师：xx设计完成日期：2012年6月30日目录1 设计任务 (1)2 电炉恒温控制系统的总体设计 (1)2.1 电炉恒温控制系统的基本组成 (2)2.2 电炉恒温控制系统的硬件总体方案 (2)2.2.1 控制器 (2)2.2.2 检测装置 (2)2.2.3 执行机构 (3)2.2.4 硬件连接 (3)2.3 电炉恒温控制系统的软件总体方案 (3)3 电炉恒温控制系统的设计与实现 (5)3.1 控制器的设计 (5)3.2 程序设计与实现 (6)4 系统综合实验调试 (7)4.1 调试方案 (7)4.2 调试过程 (7)4.2.1 模拟量采集的验证和调试 (7)4.2.2 温度PID控制功能块FB58功能的实现和调试 (7)4.2.3 PID参数整定与总体优化 (7)结论 (10)参考文献 (11)附录A 温度PID控制功能块FB58的参数设置图 (12)附录B 系统硬件组态与模块选择图 (14)1 设计任务设计题目要求采用所给的设备(S7-300系列PLC、固态继电器、温度传感器等)实现对电炉温度的恒温控制，完成对控制器的综合设计。

该题目是基于PLC的电炉温度控制系统。

电炉是热处理常用设备之一，维持电炉某一范围的温度恒定是必须要解决的问题。

电炉的发热体为电阻丝。

电炉通常采用模拟仪表测量温度，并通过控制交流接触器的通断时间比例来控制加热功率，由于模拟仪表本身的测量精度差，加上交流接触器的寿命短，通断比例低，故控制精度低。

本次设计一个采用西门子公司S7-300系列PLC可编程序控制器实现对电炉温度的自动控制。

PLC的模拟量输入模块反馈的炉温实际值与设定值的偏差进行PID运算，运算结果输出控制电炉平均功率的大小，来达到控制炉温的目的。

2 电炉恒温控制系统的总体设计2.1 电炉恒温控制系统的基本组成由PLC 控制的电炉温度控制系统构成如图2.1所示，系统的主要工作过程是通过修改设定值（0~200℃）输入PLC 主机，再通过PLC 控制器传递给数字量输出模块，控制固态继电器的开关状态，继而控制电炉的加热情况；通过温度检测装置——热电阻检测到的变换为电流信号的炉温值通过模拟量输入模块读入PLC 主机，由PLC 主机内部PID 的程序与温度设定值相比较，对数字量输出模块进行下一步的控制。

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实现的水温控制XXX（陕西理工学院电气工程系自动化专业，2007级2班，陕西汉中723003）指导教师：XXX[摘要]针对工农业生产中现有的水温控制系统可靠性低、控制精度差、成本高等缺点。

我们利用三菱FX0N60-MR型PLC构建了一个水温控制系统对这一问题进行了研究。

在整个控制系统中以电阻炉作为被控对象，以水温为被控变量，以三菱FX0N60-MR型PLC为控制器，输入部分外加光电耦合器，并用按键和数码管构建了人机接口设置目标温度；控制算法的选择经过对模糊控制和PID算法的实验对比，最终选择采用PID。

PLC程序利用梯形图编程语言进行编写。

在系统搭建完成后我们利用试凑法，通过大量实验对PID控制器的参数进行了优化，进过测试系统能够达到设计要求。

除此之外该系统还具有硬件结构简单、系统可靠性高、制作成本低廉、控制器参数易于调试等优点。

能够利用小型PLC实现对水温较高精度的控制。

[关键词]PLC 温度控制PIDPLC-based temperature control to achieveLiao zhong lin(Grade 07,Class2,Major Automation，Department of Electrical Engineering，Shaanxi University ofTechnology，Hanzhong 723003，Shaanxi)Tutor: Liu pei[Abstract] According to the existing water temperature in the industry and agriculture production control system reliability, low cost, high control precision poor shortcomings. We use mitsubishi FX0N60-MR type PLC has constructed a water temperature control system for this problem is studied. In the whole control system to resistance furnace as controlled object to water temperature as controlled variables, the mitsubishi FX0N60-MR type PLC as the controller, input part plus photoelectric couplers, buttons and digital tube and constructing the man-machine interface set target temperature; The choice of control algorithm based on fuzzy control and PID algorithm experimental, finally choosing PID. PLC program use ladder diagram programming language to write. After the completion of the structures in the system we use trail-and-error, through a large number of experiments of PID controller parameters are optimized, the test system can meet the design requirements. Besides this system also has the hardware structure is simple, system reliability high, production cost is low, and the controller parameters is easy to debug, etc. Can use small PLC to control the water temperature higher accuracy.[Key words] PLC temperature control PID目录绪论 (1)1．设计方案的论证 (2)1.1PLC的选型 (2)1.1.1常用PLC的特点比较 (2)1.1.2本设计PLC的选型 (3)1.2控制方案的选择 (3)1.2.1采用模糊控制的温度控制 (3)1.2.2采用PID算法的温度控制 (3)1.2.3 控制方案的选择 (4)2．硬件电路的设计 (5)2.1PLC硬件资源分配设计 (5)2.2温度传感器 (8)2.2.1 利用温度变送器采集 (8)2.2.2 利用DS18B20采集 (8)2.3输入部分电路设计 (10)2.3.1 设置输入部分电路设计 (10)2.3.2 AD转换结果输入部分电路设计 (10)2.4输出部分电路设计 (10)3．系统软件的设计 (13)3.1PLC编程语言简介 (13)3.2输入部分程序设计 (15)3.3显示部分程序 (15)3.4PID运算部分程序设计 (15)4．系统的调试 (19)4.1硬件调试 (19)4.2软件调试 (19)4.1软硬件联合调试 (19)4.3实验数据 (19)参考文献 (20)英语科技文献翻译 (21)附录 (34)附录A：源程序 (34)附录B：元器件清单 (37)附录C：电路总图 (38)附录D：实物图 (39)致谢 (40)绪论温度控制系统在各行各业的应用虽然很广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高。

基于PLC的机电控制课程设计报告1. 摘要本文主要介绍了一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的机电控制系统设计方法。

本设计以某机电设备为对象，通过分析其控制需求，设计了PLC控制系统，并实现了对机电设备的精准控制。

本报告包括系统硬件选型、软件编程、系统调试和性能评估等部分。

2. 项目背景随着工业自动化技术的不断发展，PLC控制系统在各类机电设备中的应用越来越广泛。

为了提高学生对PLC控制技术的理解和应用能力，本课程设计要求学生针对一个实际的机电设备，设计并实现基于PLC的控制系统。

3. 系统需求分析3.1 控制对象分析本设计以一台电动机为例，对其启动、停止、正反转、速度调节等控制需求进行分析。

3.2 控制功能需求根据电动机的运行特性，本设计需实现以下功能：1. 启动与停止：通过PLC控制电路实现电动机的启动和停止。

2. 正反转控制：通过PLC控制电路实现电动机的正反转。

3. 速度调节：通过PLC控制电路实现电动机转速的调节。

4. 故障保护：当系统发生故障时，PLC应能及时采取措施，保护设备和人员安全。

4. 系统硬件选型根据系统需求分析，选择合适的硬件设备，包括PLC、输入输出模块、传感器、执行器等。

4.1 PLC选型本设计选用西门子S7-200系列PLC，具备足够的输入输出点数，满足系统需求。

4.2 输入输出模块选型根据传感器和执行器的数量，选择相应的输入输出模块。

4.3 传感器选型本设计选用旋转编码器作为速度检测传感器，实现电动机转速的实时检测。

4.4 执行器选型本设计选用继电器作为执行器，实现电动机的启动、停止和正反转控制。

5. 系统软件编程根据系统需求分析，编写PLC控制程序，实现对电动机的精确控制。

5.1 程序结构设计本设计将程序分为以下几个部分：1. 主程序：负责整体控制流程的调度。

2. 子程序：负责实现具体的功能，如启动、停止、正反转等。

5.2 编程语言本设计采用西门子S7-200系列的编程语言，包括指令表和梯形图。

南阳理工学院本科生毕业设计（论文）S7-300 PLC中程序控温算法设计Temperature Control Algorithm DesignBased on S7-300 PLC总计： 48 页表格： 9 个插图： 37 幅南阳理工学院本科毕业设计（论文）S7-300 PLC中控温程序算法设计Temperature Control Algorithm DesignBased on S7-300 PLC学院（系）：电子与电气工程学院专业：自动化学生姓名：学号： 104091020035指导教师（职称）：）评阅教师：完成日期：南阳理工学院Nanyang Institute of TechnologyS7-300 PLC中程序控温算法设计自动化专业[摘要]温度控制是最重要的过程控制之一，有些温度控制过程要求按照一定的升温、保温、降温曲线控制温度。

西门子S7-300 PLC中FB41 PID控制模块有双极性输出功能，但是该模块不具有程序控温功能。

本设计在FB41 PID控制模块的基础上进行的, 自主设计的程序控温算法实现了夹套锅炉的程序控温。

主要包括多段温度设置曲线程序设计，升-保-降温度段控制规律的研究和控制参数的设置。

温度曲线设置采用温度-时间格式算法，本段温度设定与上段温度设定的差值，除以本段设置时间得到温度曲线斜率，以定时中断模块OB35中断时间作为设置时间的时间刻度，进行线性运算，产生设定值曲线。

温度曲线设置程序输出值作为FB41模块的给定值进行PID运算，正极性PID输出配合脉宽调制实现时间比例加热控制，负极性PID输出调节夹套冷却水流量实现降温控制。

对升-保-降温度段选用不同控制规律和参数设置实现了程序控温，达到控温精度0.1 ，实现了设计任务。

[关键词] 温度；双极性; PID；FB41Temperature Control Algorithm ＤesignBased on the S7-300 PLCAutomation Specialty GAO shi－yuAbstract: Temperature control is one of the most important process control, Some temperature control process is base on ramp rate of heating up,keeping and cooling.Siemens S7-300 PLC FB41 PID control module has dual polarity output function,but the module has no program control temperature function.This design is based on FB41 PID control module, the independent design temperature process control algorithm realize the clip set of boiler temperature control of the program.Mainly includes multistage temperature setting curve program design, study about heating up,keeping,cooling temperature control law and preferences.Setting temperature curve is by temperature-time format algorichm, the d-value is between setting temperature and last-setting temperature , this period time is divided by d-value between setting temperature and last-setting temperature ,then get the temperature curve slope. scope multiplied time get setting value curve by linear operation. Setting value is as given value of FB41 for PID operation. Positive polarity PID output and pulse width modulation realize time-proportion heating control, negative polarity PID output realize cooling control by adjusting cool water flow in clip setting. To rise-keep-cool temperature period drop choose different control laws and parameter setting and realize the program temperature control, the precision is to 0.1 and realize the design task.Key words:Temperature; Bipolar; PID ; FB41目录1 引言 (1)2 项目软硬件构建设计 (1)2.1 项目硬件构建 (1)2.1.1 温度传感器 (1)2.1.2 变送器 (2)2.1.3 磁力驱动泵 (2)2.1.4 电磁调节阀 (2)2.1.5西门子MM440变频器 (2)2.1.6 HH52P小型控制继电器 (3)2.1.7交流接触器 (3)2.1.8 压力液位变送器 (3)2.1.9 S7-300PLC (3)2.2 项目软件介绍 (3)2.2.1 SIMATIC STEP7软件 (3)2.2.2 wincc软件组态 (4)3 控温算法构建 (6)3.1 双极性控制实现 (8)3.1.1 “CONT_C“ SFB41连续控制模块 (8)3.1.2 SFB43 脉冲输出模块 (10)3.1.3“SCALE“ FC105数值转换功能 (10)3.1.4“UNSCALE“ FC106 取消标定值功能 (11)3.2 多段斜率控温的实现 (12)3.2.1多段斜率控温的设计思路 (12)3.2.2多段斜率控温的适应性 (14)3.2.3多段斜率双极性控温算法程序流程图 (14)4设计调试分析 (15)４.１温度对象特点 (15)４.2不同控制规律结果分析 (17)4.2.1 P控制规律现象分析 (17)4.2.2 PI控制规律现象分析 (18)4.2.3 PD控制规律现象分析 (19)4.2.4 PID控制规律现象分析 (20)4.3总结分析 (21)结束语 (22)参考文献 (23)附录 (24)致谢 (48)1 引言PLC是主流的自动化控制器，现在还广泛用于过程控制。

基于PLC微型加热器恒温控制实训报告目录《PLC控制技术》实训任务书 (2)第一章基础实训项目一：变频器对电机运动控制 (5)1.1变频器的面板操作与运行 (5)1.2 变频器的外部运行操作 (8)1.3变频器的模拟信号操作控制 (11)第二章基础实训项目二：模拟量采集与数据处理的综合应用 (13)第三章综合型自主实训项目：微型加热器自动恒温控制系统设计 (14)3.1实训项目工艺要求 (14)3.2设计方案 (15)3.3微型加热器自动恒温控制系统设计流程 (20)3.3.1总体设计框架图及系统流程图如下图所示 (20)3.3.2 PID算法原理图 (20)3.3.3 PLC外部接线图 (21)3.3.4 PID过程控制模块 (21)3.3.5 PID功能指令 (22)3.3.6 加热器的端子接线 (23)3.3.7 分配表 (24)3.3.8元件及功能表 (25)3.3.9 地址分配 (25)3.3.10程序控制梯形图 (26)3.3.11触摸屏界面的设定 (28)3.4调试与运行 (29)3.5收获与体会 (29)参考文献 (31)《PLC控制技术》实训任务书题目：微型加热器自动恒温控制系统设计实训学生需要完成2个基础实训项目和1个综合型自主实训项目的训练。

一、基础实训项目一：变频器对电机的运行控制一）实训目的1、进一步巩固掌握PLC基本指令功能的及其运用方法；2、根据实训设备，熟练掌握PLC的外围I/O设备接线方法；3、掌握异步电动机变频调速原理，熟悉变频器的用法。

二)实训设备PLC主机单元模块、电位器、MM440(或MM420)变频器、个人计算机 PC、PC/PPI 编程电缆。

三) 工艺控制要求使用变频器实现异步电动机的可逆调速控制，即可以电动机可正反向运行、调速和点动功能。

速度控制有两种方式：（1）由外接的电位器控制，（2）由PLC 的模拟量输出通道控制。

变频器参数设置见附表1。

四) 实训步骤1、进行PLC的I/O地址分配，并画出变频器对电机控制的PLC控制系统的接线图。

plc温度控制系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和工作机制，特别是温度控制模块的功能与操作。

2. 学生能够掌握温度控制系统中传感器、执行器与PLC的连接和配置方法。

3. 学生能够解释温度控制算法，如PID控制，并在PLC编程中实现。

技能目标：1. 学生能够独立进行PLC温度控制系统的电路设计与搭建。

2. 学生能够运用PLC编程软件，编写和调试温度控制程序，实现对温度的精确控制。

3. 学生能够运用相关的技术文档和资料，进行故障诊断和系统优化。

情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对自动化技术的兴趣，认识到其在工业生产和日常生活中的重要性。

2. 学生能够通过团队协作完成项目，增强合作意识，提高沟通与解决问题的能力。

3. 学生能够养成严谨的科学态度，注重实践操作的规范性和安全性。

课程性质分析：本课程为实践性较强的专业课，要求学生通过动手实践，将理论知识与实际应用紧密结合。

学生特点分析：考虑到学生处于高年级，已具备一定的电子电气基础和PLC操作知识，有较强的自主学习能力和问题解决能力。

教学要求：1. 理论与实践相结合，注重学生操作技能的培养。

2. 采用项目导向教学法，提高学生的实际应用能力。

3. 鼓励学生创新思维，培养解决实际问题的能力。

二、教学内容1. 理论知识：- PLC工作原理与结构特点- 温度传感器类型及特性- 执行器的工作原理与选型- PID控制算法原理及其在温度控制中的应用2. 实践操作：- 温度控制系统的电路设计与搭建- PLC编程软件的使用方法- 温度控制程序的编写与调试- 温度控制系统的故障诊断与优化3. 教学大纲：- 第一周：PLC工作原理与结构特点，温度传感器类型及特性- 第二周：执行器的工作原理与选型，PID控制算法原理- 第三周：温度控制系统的电路设计与搭建，PLC编程软件的使用- 第四周：温度控制程序的编写与调试，系统故障诊断与优化4. 教材章节：- 教材第3章：PLC原理与应用- 教材第4章：传感器与执行器- 教材第5章：自动化控制系统设计- 教材第6章：PID控制算法及其应用教学内容组织：按照由浅入深的原则，先介绍PLC及温度控制相关理论知识，然后进行实践操作，使学生能够在理解理论知识的基础上，掌握实际操作技能。