PLC实现温度检测与控制系统的设计

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。

用PLC构成温度的检测和控制系统，接线图及原理图如图40，41所示。

1. 控制要求
温度控制原理：通过电压加热电热丝产生温度，温度再通过温度变送器变送为电压。

加热电热丝时根据加热时间的长短可产生不一样的热能，这就需用到脉冲。

输入电压不同就能产生不一样的脉宽，输入电压越大，脉宽越宽，通电时间越长，热能越大，温度越高，输出电压就越高。

PID闭环控制：通过PLC+A/D+D/A实现PID闭环控制，接线图及原理图如图40，41所示。

比例，积分，微分系数取得合适系统就容易稳定，这些都可以通过PLC软件编程来实现。

参数整定找最佳，从小到大顺序查
先是比例后积分，最后再把微分加
曲线振荡很频繁，比例度盘要放大
曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳
曲线偏离回复慢，积分时间往下降
曲线波动周期长，积分时间再加长
曲线振荡频率快，先把微分降下来
动差大来波动慢。

微分时间应加长
理想曲线两个波，前高后低4比1
一看二调多分析，调节质量不会低
2. 程序设计
如图42所示梯形图模拟量模块以EM235或EM231+EM232为例。

图42 PID控制梯形图
图42（续）
图40 温度检测和控制示意图图41 PID控制示意图。

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。

PLC温室温度控制系统设计方案嘿，大家好！今天咱们就来聊聊如何打造一套高效、稳定的PLC 温室温度控制系统。

这个方案可是融合了我10年的写作经验和实践心得，下面咱们就直接进入主题吧！一、系统概述咱们先来简单了解一下这个系统。

这个PLC温室温度控制系统是基于可编程逻辑控制器（PLC）技术，通过传感器实时监测温室内的温度，再通过执行机构对温室内的环境进行调节，从而达到恒定温度的目的。

这套系统不仅智能，而且高效，是现代农业发展的好帮手。

二、系统设计1.硬件设计（1）传感器：选用高精度的温度传感器，如PT100或热电偶，实时监测温室内的温度。

（2）执行机构：选用电动调节阀或者电加热器，用于调节温室内的温度。

（3）PLC控制器：选用具有良好扩展性的PLC控制器，如西门子S7-1200系列。

（4）通信模块：选用支持Modbus协议的通信模块，实现数据传输。

2.软件设计（1）温度监测模块：实时采集温室内的温度数据，并进行显示。

（2）温度控制模块：根据设定的温度范围，自动调节执行机构的动作，实现温室内的温度控制。

（3）报警模块：当温室内的温度超出设定的范围时，发出报警提示。

（4）通信模块：实现与上位机的数据交换，便于远程监控和操作。

三、系统实现1.硬件连接将温度传感器、执行机构、PLC控制器和通信模块按照设计要求进行连接。

其中，温度传感器和执行机构与PLC控制器之间的连接采用模拟量输入输出模块。

2.软件编程（1）温度监测程序：编写程序实现温度数据的实时采集和显示。

（2）温度控制程序：编写程序实现根据设定的温度范围自动调节执行机构的动作。

（3）报警程序：编写程序实现当温室内的温度超出设定的范围时，发出报警提示。

（4）通信程序：编写程序实现与上位机的数据交换。

3.系统调试（1）检查硬件连接是否正确，确保各个设备正常工作。

（2）运行软件程序，观察温度监测、控制、报警等功能是否正常。

（3）进行远程监控和操作，检验通信模块是否正常工作。

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。

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。

plc温度控制系统设计摘要：I.引言- 介绍PLC 温度控制系统- 阐述其在工业生产和科学实验中的应用II.PLC 温度控制系统的设计- 设计原理- 系统构成1.温度传感器2.PLC 可编程控制器3.执行器4.报警装置III.PLC 温度控制系统的优势- 控制精度高- 抗干扰能力强- 操作灵活方便- 可靠性高IV.PLC 温度控制系统的应用实例- 工业生产中温度控制的应用- 科学实验中温度控制的应用V.结论- 总结PLC 温度控制系统的重要性- 展望其在未来工业和科学领域的应用前景正文：I.引言在工业生产和科学实验中，温度控制是至关重要的环节。

近年来，随着可编程控制器（PLC）技术的不断发展，基于PLC 的温度控制系统已经越来越广泛地应用于各个领域。

本文将详细介绍PLC 温度控制系统的设计、优势及应用实例。

II.PLC 温度控制系统的设计PLC 温度控制系统的设计主要依据PLC 可编程控制器的原理，通过将温度传感器、执行器、报警装置等组件与PLC 相连接，实现对温度的实时监测和控制。

1.设计原理PLC 温度控制系统采用PID 控制算法，通过调整比例、积分、微分环节的参数，实现对温度的精确控制。

2.系统构成PLC 温度控制系统主要由温度传感器、PLC 可编程控制器、执行器和报警装置组成。

1.温度传感器：用于实时监测环境或设备的温度，将温度变化转换为电信号传输给PLC。

2.PLC 可编程控制器：根据设定的温度控制策略，对温度传感器传输来的信号进行处理，并输出控制指令给执行器。

3.执行器：根据PLC 的控制指令，对加热器或制冷设备进行控制，实现对温度的调整。

4.报警装置：当温度超出设定范围时，报警装置会自动发出警报，提醒操作人员采取相应措施。

III.PLC 温度控制系统的优势PLC 温度控制系统具有以下优势：1.控制精度高：采用PID 控制算法，能够实现对温度的高精度控制，满足不同场合的温度控制需求。