基于PLC的温度控制系统设计

编号: 毕业论文(设计)题目基于PLC温度控制系统的设计指导教师学生姓名学号专业自动化教学单位机电工程学院毕业论文（设计）开题报告书德州学院毕业论文（设计）中期检查表院(系)：机电工程学院专业：自动化 2014 年 4月 7日目录1引言 (2)1.1课题背景以及研究的目的、意义 (2)1.2温控系统的现状 (2)1.3项目研究内容 (3)2系统硬件设计 (4)2.1 PLC选择 (4)2.2 硬件电路设计 (7)3 系统软件设计 (13)3.1 编程与通信软件的使用 (14)3.2 程序设计 (14)3.3 系统程序流程图 (15)3.4 控制系统控制程序的开发 (16)4系统的仿真和运行测试 (25)4.1 组态王的运行 (25)4.2 实时曲线的观察 (26)4.3 分析历史趋势曲线 (27)4.4 编辑数据的报表 (27)4.5系统稳定性测试及最终评估 (27)参考文献 (29)谢辞 (30)附录一三菱FX系列PLC指令一览表 (30)附录二系统程序（梯形图） (32)基于PLC温度控制系统的设计（德州学院机电工程学院，山东德州253023）摘要：本文主要介绍了基于日本三菱公司FX2N系列的可编程控制器从而进行硬件设计和软件设计，进而完成了一个完整的关于炉温控制系统的设计方案。

该设计编程时调用了PID控制模块，使得程序更为简洁，运行速度更为理想。

在软件上，则是通过利用比较新型的三菱专用软件三菱（PLC）GX Developer 8.86Q，实现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；三菱FX2N；PID控制模块1引言1.1课题背景以及研究的目的、意义进入21世纪后，我国社会的各项发展突飞猛进,世界的技术更是日新月异，竞争也愈演愈烈,传统的人工的操作已不能满足于目前的制造业前景,也无法保证高质量的要求，更不能提升高新技术企业的形象。

1 引言1.1 设计目的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。

在许多场合，及时准确获得目标的温度、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，能够在工业、农业等各领域中广泛使用。

1.2 设计内容主要是利用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，运行指示灯监控实时控制系统的运行，实时显示当前温度值。

1.3 设计目标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，初步培养在完成工程项目中所应具备的基本素质和要求。

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，适用于各行各业，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行中，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，即主机中包括定数量的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温度控制系统的设计论文摘要：本设计论文基于PLC温度控制系统，旨在设计一个可靠、稳定、高效、精确的温度控制系统，应用于实际工业生产中。

通过研究传感器、执行器、控制器等硬件设备的特性和功能，并结合PID控制算法和PLC编程技术，实现对温度的自动控制和实时监测。

关键词：PLC、温度控制系统、PID控制、编程技术Abstract:This design paper is based on the PLC temperature control system with the aim of designing a reliable, stable, efficient, precise temperature control system that can be applied in industrial production. Through research of the characteristics and functions of hardware equipment such as sensors, actuators, and controllers, combined with PID control algorithms and PLC programming technology, we will achieve automatic control and real-time monitoring of temperature.Keywords: PLC, temperature control system, PID control, programming technology一、引言随着科技和工业的进步，现代化工业生产中需要用到大量的自动化控制系统来实现对生产过程的智能控制，提高生产效率和品质，还能有效地降低生产成本。

其中，温度控制系统是工业生产中最常用的自动化控制系统之一。

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。

基于PLC的温度控制系统设计
随着模拟及数字技术水平的不断提升，智能温度控制技术得以蓬勃发展。

基于PLC （程序控制器）的温度控制系统具有灵活性高、控制精度高、可靠性强等优点。

因此，基于PLC的温度控制系统已被广泛采用于电子产品、食品加工、医药制造等行业。

基于PLC的温度控制系统包括输入模块、PLC控制器、I/O模块、输出设备及其它组成部分，以及相应的软件系统。

输入模块负责采集温度数据，采用温度传感器或者比调剂测量温度变化，然后将其传输到PLC控制器中。

PLC控制器将采集到的温度数据转换为控制信息，并且根据设定的参数进行调节，以完成温度控制任务。

I/O模块用于接收PLC控制器输出的控制信号，将控制信号转换为电信号，向输出设备传送控制信号，从而实现温度控制任务的目的。

输出设备是根据输入的电信号控制负责调节温度的设备，比如冷气机、空调机等，以调整房间温度。

最后，软件系统在整个系统中起着至关重要的作用，它主要功能有温度数据记录、参数设定、报警处理、远程监控等。

综上所述，基于PLC的温度控制系统可以实现安全精确的温度控制，极大提高了传统温控系统的效率，为企业带来了良好的经济效益。

此外，基于PLC的温度控制系统还具备了良好的防范性能，有效地防止了因温度控制失常而发生的问题，具有重要的实际意义。

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。

plc温度控制系统设计一、引言随着现代工业的快速发展，温度控制系统在各个领域得到了广泛的应用。

可编程逻辑控制器（PLC）作为一种工业控制设备，具有较高的可靠性、稳定性和灵活性。

本文将介绍如何设计一套基于PLC的温度控制系统，以满足现代工业生产中对温度控制的需求。

二、PLC温度控制系统原理PLC温度控制系统主要通过传感器采集温度信号，将信号转换为电信号后，输入到PLC进行处理。

根据预设的温度控制策略，PLC输出相应的控制信号，驱动执行器（如加热器、制冷装置等）进行加热或降温，从而实现对温度的精确控制。

三、设计步骤与方法1.确定控制目标：明确温度控制系统的控制范围、精度要求、响应速度等指标。

2.选择合适的PLC型号：根据控制需求，选择具有足够输入/输出点、运算速度和存储容量的PLC。

3.设计硬件系统：包括传感器、执行器、通信模块等硬件设备的选型和连接。

4.设计软件系统：编写温度控制程序，包括输入数据处理、控制算法、输出控制等功能。

5.系统调试与优化：对系统进行调试，确保温度控制精度和稳定性，并根据实际运行情况进行优化。

四、系统硬件设计1.选择合适的传感器：根据控制范围和精度要求，选择合适的温度传感器，如热电偶、热敏电阻等。

2.选择合适的执行器：根据控制需求，选择合适的执行器，如伺服电机、电磁阀等。

3.通信模块：根据现场通信需求，选择合适的通信模块，如以太网、串口等。

五、系统软件设计1.编写程序：采用相应的编程语言（如梯形图、功能块图等）编写温度控制程序。

2.输入数据处理：对传感器采集的温度信号进行滤波、标定等处理，确保数据准确性。

3.控制算法：根据预设的控制策略，编写控制算法，如PID控制、模糊控制等。

4.输出控制：根据控制算法输出相应的控制信号，驱动执行器进行加热或降温。

六、系统调试与优化1.调试：对系统进行调试，确保各设备正常运行，控制算法有效。

2.优化：根据实际运行情况，对控制参数、控制策略等进行优化，提高系统性能。

基于PLC控制的加热炉温度控制系统设计加热炉温度控制系统设计的主要目的是确保加热炉内的温度能够稳定地控制在设定温度范围内，以满足生产工艺的要求。

在该系统中，采用了PLC控制器作为主要控制设备，通过控制加热元件的加热功率，实现温度的控制和稳定。

系统硬件设计部分：1.传感器选择：温度传感器是系统中最重要的硬件部分之一、根据实际需求，可选择热电偶、热敏电阻或红外线无接触温度传感器等。

同时，加热炉的材质和工作温度范围也需要考虑在内，以保证传感器的稳定性和耐高温性能。

2.控制器选择：采用PLC控制器作为主要控制设备，有较好的可编程性和灵活性，可根据实际需求进行编程，实现各种温度控制算法。

此外，PLC还可以通过其输入输出接口与其他设备进行通信，实现数据交换和协同控制。

3.加热元件选择：加热炉中常用的加热元件有电热器和电阻丝。

选择合适的加热元件需要考虑炉内的加热效果、功率调节范围、炉内均匀性等因素，以确保能够满足工艺要求。

系统软件设计部分：1.温度控制算法：根据实际需求，可以选择PID控制算法或者模糊控制算法等。

PID控制算法通过对比实际温度值和设定温度值，计算控制器输出，并通过加热元件的控制来调节温度。

模糊控制算法则根据温度误差和误差变化率的模糊逻辑关系，计算控制器输出。

2.界面设计：PLC控制器通常配备了显示屏或者触摸屏界面，可通过界面对系统进行监控和操作。

界面设计需要直观、简明，并能够实时显示和记录温度的变化情况，以便运维人员进行监测和调整。

3.安全保护功能：在系统设计中应考虑温度过高或过低的情况，设置相应的安全保护功能。

例如，当温度超出设定范围时，系统应自动停止加热元件的供电，并产生警告信号，以避免发生安全事故。

总结：基于PLC控制的加热炉温度控制系统设计需要综合考虑硬件和软件两方面因素。

通过合理选择传感器、控制器和加热元件，并设计合适的温度控制算法和安全保护功能，可以实现对加热炉温度的准确控制和稳定性，提高生产工艺的效率和品质。

（完整版）基于PLC的温度控制系统毕业设计论⽂基于PLC的温度控制系统设计摘要可编程控制器(plc)作为传统继电器控制装置的替代产品已⼴泛应⽤⼯业控制的各个领域，由于它可通过软件来改变控制过程，⽽且具有体积⼩，组装灵活，编程简单抗⼲扰能⼒强及可靠性⾼等特点，⾮常适合于在恶劣的⼯业环境下使⽤。

本⽂所涉及到的温度控制系统能够监控现场的温度，其软件控制主要是编程语⾔，对PLC⽽⾔是梯形语⾔，梯形语⾔是PLC⽬前⽤的最多的编程语⾔。

关键字：PLC 编程语⾔温度Design of the temperature control Systems based on PLCAbstractProgramming controler ( plc ) the replacing product as traditional relay control equipment each that already applies industrial control extensively field ，Since it can change control course through software ，It is little to is strong and reliability bad industrial environment use. The temperature control system that this paper is concerned with can the temperature of monitoring , its software control is programming language mainly, for PLC is ladder-shaped language, ladder-shaped language is the most programming language that PLC now uses.Keyword：PLC Programming language Temperature⽬录摘要----1Abstrack1引⾔-31.1课题研究背景1.2温度控制系统的发展状况1.3 总体设计分析2系统结构模块63.1 PLC的定义--73.2 PLC的发展--83.2.1 我国PLC的发展-83.3 PLC的系统组成和⼯作原理-----93.3.1 PLC的组成结构--93.3.2PLC的扫描⼯作原理3.4PLC的发展趋势3.5 PLC的优势--103.6 PLC的类型选择4.1 PID控制程序设计4.1.1 PID控制算法---124.1.2PID在PLC中的回路指令-144.1.3PID参数设置4.23A模块及其温度控制4.2.13A模块的介绍--174.2.2 数据转换4.2.3软件编程的思路---195程序的流程图---196 整个系统的软件编程---207结束语谢词24参考⽂献1 引⾔1.1 课题研究背景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。