组态王课程设计--锅炉温度控制系统
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太原理工大学现代科技学院组态软件技术及应用课程设计设计名称热处理炉温度控制系统组态专业班级学号姓名指导教师目录第1章概述 (1)1、1课程设计目的 (1)1、2课程设计任务 (1)1、3课程设计要求 (1)第2章监控系统分析和总体设计 (3)2、1工程分析 (3)2、2总体设计 (3)第3章组态设计 (4)3、1系统的IO点表 (4)3、2实时数据库效果如图 (4)3、3用户窗口 (5)3、4主控窗口菜单组态 (5)3、5运行策略 (10)第4章监控界面设计 (10)4、1工艺流程画面 (10)4、2 运行时画面 (11)4、3实时数据 (12)4、4实时曲线 (12)4、5历史数据 (13)4、6历史曲线 (13)4、7实时报警画面 (13)4、8报警信息浏览 (14)4、9存盘数据浏览 (14)第5章运行策略 (15)5、1循环策略 (15)5、2报警数据 (16)5、3历史数据 (17)第6章安全策略 (18)6、1本系统安全机制要求 (18)6、2用户及用户组 (18)6、3系统权限管理 (19)6、4保护工程文件 (20)6、5打开时画面 (20)第7章课程设计总结 (22)第8章参考资料 (22)附录(任务分配) (22)专业班级 学号 姓名 成绩 第1章 概述 1、1课程设计目的 组态综合练习是一项综合性的专业实践课程,目的是让学生将所学的基础理论和专业知识运用到具体的工程实践中,以培养学生综合运用知识的能力、实际动手能力和工程实践能力,为此后的毕业设计打下良好的基础。
1、2课程设计任务 本课程设计要求在修完《监控系统程序设计技术》课程后,运用工业监控系统组态软件(MCGS ),结合一个热处理炉温度监控系统,完成该控制系统的上位机监控系统组态设计。
1、3课程设计要求 1.基本要求 (1) 监控系统总体设计: 了解系统设计要求,进行需求分析,确定组态软件输入输出点、内部变量等,构思监控系统的组态框架。
河南职业技术学院毕业设计(论文)题目PLC的锅炉温度控制系统系(分院)电气工程系学生姓名孔永婷学号11112036专业名称电气自动化指导教师徐瑞丽2013年11月8日目录摘要 (1)1.1课题背景 (1)1.2项目内容 (2)第二章 PLC和组态软件 (3)2.1可编程控制器基础 (3)2.1.1可编程控制器的产生和应用 (3)2.1.2可编程控制器的组成和工作原理 (3)2.1.3可编程控制器的分类及特点 (5)2.2组态软件的基础 (6)2.2.1组态的定义 (6)2.2.2组态王软件的特点和仿真的的基本方法 (6)第三章 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)3.1.1 PLC控制系统设计的基本原则 (7)3.1.2 PLC控制系统设计的一般步骤 (7)3.1.3 PLC程序设计的一般步骤 (8)3.2 PLC的选型和硬件配置 (9)3.2.1 PLC型号的选择 (9)3.2.2 S7-200CPU的选择 (9)3.2.3 EM235模拟量输入/输出模块 (10)3.2.4 热电式传感器 (10)3.2.5 可控硅加热装置简介 (10)3.3 系统整体设计方案和电气连接图 (11)3.4 PLC控制器的设计 (11)3.4.1 控制系统数学模型的建立 (11)3.4.2 PID控制及参数整定 (12)第四章 PLC控制系统的软件设计 (14)4.1 PLC程序设计的方法 (15)4.2 编程软件STEP7--Micro/WIN 概述 (15)4.2.1 STEP7--Micro/WIN 简单介绍 (15)4.2.2 计算机与PLC的通信 (16)4.3 程序设计 (16)4.3.1程序设计思路 (16)4.3.2 PID指令向导 (16)4.3.3 控制程序及分析 (17)第五章组态画面的设计 (21)5.1组态变量的建立及设备连接 (21)5.1.1新建项目 (21)5.2创建组态画面和主画面 (22)5.2.2新建PID参数设定窗口 (23)5.2.3新建实时曲线 (23)5.2.5新建报警窗口 (24)第六章系统测试 (25)6.1启动组态王 (26)6.2实时曲线观察 (26)6.3查看数据报表 (27)6.4系统稳定性测试 (28)结束语 (29)参考文献 (30)基于PLC的锅炉温度控制系统摘要从上世纪80年代至90年代中期,PLC得到了快速的发展,在这时期,PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高,PLC逐渐进入过程控制领域,在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
工业锅炉温度控制系统设计与实现摘要:工业锅炉是工业生产中利用率非常高的设备之一,它对一次能源的消耗非常大,特别是煤炭资源,但是目前仍然存在煤质不均一、控制操作不及时等问题,使得燃煤时热效率低、但煤耗率却居高不下,所以如何提高工业锅炉的工作效率是一项亟待解决的问题,这其中,热蒸汽温度是一个十分重要的参数,如何控制工业锅炉的热蒸汽温度保持在既能安全运行又能保证较高利用率的一定范围内,是工业锅炉是否安全经济运行的一项重要任务。
关键词:工业锅炉;温度控制;系统设计1 前言温度控制系统很多是通过PWM方式控制执行器件、调功的方式调节来控制温度、利用直接数字控制中的最小拍控制、或者基于单片机和PC机设计的温度控制系统,还有的以MCGS组态运行系统作为上位机监控系统。
本文根据工业锅炉的运行特点及环境条件,采用最简单最基本的单回路控制,并结合西门子下位机和智能仪表的应用,既能实现数据的实时传输处理,又能跟踪到系统的状态对其进行智能调节。
2 系统方案设计2.1 系统方案设计过程控制系统通常是指工业生产中具有连续生产过程自动控制、由过程检测和控制仪表组成、被控过程多样这些特点的自动控制系统。
过程控制的设计方案十分丰富,单回路控制就是其中之一,如图1所示。
图1中,W为调节器传函,W为调节阀传函,W为被控过程传函,W为测量变送器传函。
从图1可见,该系统只有一个闭环回路,一般是一个对象对另一个对象的调节控制过程,为了防止被控量的参数值不断变化或者该参数值在一个小范围内波动,中间利用传感器对被控量进行调节控制。
这种控制系统得结构简洁明了、易于调节,且成本较低方便投入运行,并能满足大部分工业生产的需求,特别适用于纯滞后和惯性小的系统,本系统就采用这种控制方式。
综合上述原理和控制方式,可获得本系统设计的控制流程如图2所示。
如果测量的实时热蒸汽温度值在设定温度范围内,那么系统处于一种动态平衡状态,水泵的电动阀门就不动。
等到过了一段时间炉膛燃料的燃烧温度发生变化,那时工业锅炉的热蒸汽温度也会随之变化,造成了它的实时测量值与设定范围之间产生了一定的偏差,偏差信号送回给智能仪表,经过它的计算、判断后,产生信号,使水泵的电动阀门适当调节开合程度,减少或加大水泵的水流量,直到再次检测到热蒸汽温度值恢复于设定范围中,那么系统就再次回到了特定的平衡状态,水泵电动阀门再次暂停工作。
基于PLC的锅炉温度控制系统作者姓名xxx专业自动化指导教师姓名xxx专业技术职务讲师目录摘要 (1)第一章绪论 (3)1.1课题背景及研究目的和意义 (3)1.2国内外研究现状 (3)1.3项目研究内容 (4)第二章 PLC和组态软件基础 (5)2.1可编程控制器基础 (5)2.1.1可编程控制器的产生和应用 (5)2.1.2可编程控制器的组成和工作原理 ··············错误!未定义书签。
2.1.3可编程控制器的分类及特点 (7)2.2组态软件的基础 (8)2.2.1组态的定义 (8)2.2.2组态王软件的特点 (8)2.2.3组态王软件仿真的基本方法 (8)第三章 PLC控制系统的硬件设计 (9)3.1 PLC控制系统设计的基本原则和步骤 (9)3.1.1 PLC控制系统设计的基本原则 (9)3.1.2 PLC控制系统设计的一般步骤 (9)3.1.3 PLC程序设计的一般步骤 (10)3.2 PLC的选型和硬件配置 (11)3.2.1 PLC型号的选择 (11)3.2.2 S7-200CPU的选择 (12)3.2.3 EM235模拟量输入/输出模块 (12)3.2.4 热电式传感器 (12)3.2.5 可控硅加热装置简介 (12)3.3 系统整体设计方案和电气连接图 (13)3.4 PLC控制器的设计 (14)3.4.1 控制系统数学模型的建立 (14)3.4.2 PID控制及参数整定 (14)第四章 PLC控制系统的软件设计 (16)4.1 PLC程序设计的方法 (16)4.2 编程软件STEP7--Micro/WIN 概述 (17)4.2.1 STEP7--Micro/WIN 简单介绍 (17)4.2.2 计算机与PLC的通信 (18)4.3 程序设计 (18)4.3.1程序设计思路 (18)4.3.2 PID指令向导 (19)4.3.3 控制程序及分析 (25)第五章组态画面的设计 (29)5.1组态变量的建立及设备连接 (29)5.1.1新建项目 (29)5.2创建组态画面 (33)5.2.1新建主画面 (33)5.2.2新建PID参数设定窗口 (34)5.2.3新建数据报表 (34)5.2.4新建实时曲线 (35)5.2.5新建历史曲线 (35)5.2.6新建报警窗口 (36)第六章系统测试 (37)6.1启动组态王 (37)6.2实时曲线观察 (38)6.3分析历史趋势曲线 (38)6.4查看数据报表 (40)6.5系统稳定性测试 (42)结束语 (43)参考文献 (44)致谢 (45)山东轻工业学院2010届本科生毕业设计(论文)摘要从上世纪80年代至90年代中期,PLC得到了快速的发展,在这时期,PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高,PLC 逐渐进入过程控制领域,在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
摘要在工、农业生产和日常生活中,各个环节都与温度紧密相连,温度的测量及控制占有极其重要的地位。
温度已成为大多数仪器正常工作的前提,而且对温度的要求也越来越严格。
因此,温度检测与控制方法的研究也越来越受到人们的重视。
本文介绍的温度控制系统为两层结构,上位机由组态软件完成对下位机的监控。
下位机利用数字温度传感器DS18B20,结合单片机组成传感器网络,设计了相关硬件和软件,实现多点温度测量和控制。
论文中介绍了DS18B20进行循环温度检测的方法和采用增量式PID控制算法和PWM调功方式,通过控制固态继电器在一定周期内的通断占空比,最终实现对电烤箱的温度控制。
其中控制范围为室温到120℃,误差小于0.5℃。
上位机PC与单片机之间通过RS232串口实现数据交换,又组态软件King View具有强大的数据采集、处理功能和友好的人机界面,故基于单片机和组态王的温度控制系统,可以理想地实现对相关设备的实时监控。
此系统具有成本低、可靠性高、使用方便等特点,可广泛用于仓库测温、楼宇空调温度控制、生产过程监控等。
关键词: AT89S52;DS18B20;温度控制;组态王;RS232AbstractIn industrial and agricultural production and daily life,all sectors are closely related to temperature.Temperature Measurement and Control occupy a very important position. At present,temperature measurement and control equipment has become normal working majority of the premise that and the temperature requirements more stringent. Therefore,the temperature measurement and control method of attracting increasing attention.The paper introduces a temperature control system,the detection and control of the controlled objects are accomplished by slave computers,and the supervision of the controlled objects and slave computers is implemented in the host computer based on King View.DS18B20 and Microprocessor AT89S52 build up sensor networks,which achieve the design of hardware and software for multiple spots temperature detected and control system.The Paper describes the DS18B20 temperature measurement method and application of incremental PID loop control algorithm and mode of PWM power by controlling the solid state relay must cycle on/off duty cycle, and ultimately to electric oven temperature control.The entire temperature detected and control system is capable of detecting and controlling multiple-point temperature for accurate measurement,the controlling range from the room temperature to 120℃,control error is less than 0.5℃.The communication between PC and microprocessor based on RS2332 is described in detail in the paper.King View software supports a powerful platform for real time detection project.It supports powerful function for data acquisition and management and man-machine interface.The state detection for temperature detected and control system based on Microprocessor and King View software is designed to detect the devices and make sure the devices work in a reliable,effective and secure way.With low cost,high reliability and convenience of operators,the system can be used in many fields such as the temperature measurement system of warehouse,the air conditioning control of building and the monitor of productive process.Keywords: AT89S52; DS18B20; Temperature control; King View; RS232目录1 绪论 (1)1.1课题背景及现状 (1)1.1.1温度测量方面 (1)1.1.2温度控制方面 (2)1.2研究意义 (2)1.3课题要求 (3)2 方案论证与主要器件选型 (4)2.1方案比较与选择 (4)2.1.1温度测量方案选择 (4)2.1.2温度控制方案的选择 (5)2.2主要器件的选择 (6)2.2.1传感器 (6)2.2.2主控元件 (8)2.2.3显示器件 (9)2.2.4控制模块 (9)2.2.5通信模块 (11)2.3上位机组态监控 (12)2.4系统总体设计框图 (12)3 系统硬件电路设计 (14)3.1系统硬件电路框图 (14)3.2单片机最小系统设计 (14)3.3多点测量电路设计 (16)3.3.1.读序列号电路的设计 (16)3.3.2.温度测量电路的设计 (16)3.3.3 DS18B20使用中注意事项 (18)3.4显示和键盘电路设计 (18)3.4.1显示和键盘电路图 (18)3.4.2显示部分设计 (19)3.4.3键盘电路设计 (20)3.5控制模块电路设计 (21)3.5.1控制执行电路 (21)3.5.2报警电路 (21)3.6串口通讯电路 (22)4系统软件部分设计 (23)4.1软件总体设计 (23)4.2 DS18B20的测温程序 (24)4.2.1 DS18B20常用指令 (24)4.2.2 初始化子程序 (24)4.2.3 读子程序 (25)4.2.4 写子程序 (25)4.3显示和键盘扫描程序 (26)4.3.1显示扫描程序流程图 (26)4.3.2键盘扫描程序流程图 (26)4.4控制执行程序 (27)4.4.1控制思路及其流程图 (27)4.4.2 PID控制算法 (28)4.4.3 PID参数的整定 (29)4.4.4 PWM波的设计 (30)4.5通讯程序 (30)4.6组态王监控界面设计 (34)5 系统调试 (36)5.1 硬件部分调试 (36)5.2 软件部分调试 (37)6 总结 (38)参考文献 (40)致谢 (41)附录A 电气原理图 (42)附录B 主要程序 (42)1 绪论温度在现代社会中成为一个很重要的物理量,人们可以根据温度来调节个人的生活行为,气象工作者可以根据温度变化范围来提供可靠的天气预报。
第一章系统概述本实验系统适用于高等院校工业自动化及其它相关专业的过程控制教学实验、毕业设计及科研开发等。
“THJ—2型远程数据采集过程控制系统”是“THJ—2型高级过程控制系统实验装置”的扩展上位控制系统,该控制系统通过ICP—7000系列智能采集模块将传感器检测到的被控参数标准信号通过A/D转换发送入计算机,计算机同时将控制运算发出的控制信号通过D/A转换发送执行机构(调节阀、变频器、可控调压器)。
该上位机控制系统实际上属于计算机DDC直接数字控制系统,只不过是将模拟量输入AI模块和模拟量输出AO模块,开关量输入/输出DI,DO模块置于计算机之外,计算机通过RS232/485通讯转换装置同ICP—7000系列模块(自带485通讯接口)通讯。
用户可用MCGS组态软件自己编制算法程序通过智能采集模块对所要控制对象进行相应的控制。
第二章系统组成与工作原理图1所示为锅炉温度控制系统控制过程中的工艺设备。
该系统使用水泵给锅炉加水,通过对调节阀1的控制,调节进水量。
为了防止锅炉水满溢出,有一个自然出水口1。
调节阀2控制输出的热水量。
电压调节电路实现对电加热管的控制,以此来调节水的温度。
通过温度变送传感器,将水温实时温度传到控制中心,从而形成闭环控制来调节锅炉内水的温度。
图1 锅炉温度控制系统工艺设备本系统所要保持的恒定参数是锅炉内胆温度给定值,即控制的任务是控制锅炉内胆温度等于给定值。
控制框图如图2所示。
图2 锅炉内胆温度控制系统框图本系统被控对象是1KW电加热管,被控制量是锅炉内胆的水温T,通过温度检测与变送器将检测的水温信号转化为电流信号,再通过3路热电阻输入模块ICP-7033信号转换为数字信号后,通过串行总线将信号输入计算机,在MCGS组态环境下,根据控制要求,将信号经过PID整定后,输出4~20mA的电流信号控制单相SCR调压装置输出电压,达到对加热管电压大小调节,从而达到控制锅炉内胆水温的作用。
电锅炉温度控制系统的设计一、系统组成1.传感器:用于实时采集电锅炉的温度信号;2.控制器:根据传感器采集到的温度信号进行处理,并输出控制信号;3.执行器:接收控制信号,控制电锅炉的加热功率;4.用户界面:用于操作和监视系统的运行情况。
二、控制原理电锅炉温度控制系统的基本原理是通过调整电锅炉的加热功率以控制水温。
根据电锅炉的加热功率与水温的关系,可以得到一个传输函数,用于描述系统的动态特性。
通过对传输函数进行数学建模,可以采用各种控制方法进行控制。
三、控制策略1.比例控制:根据电锅炉的温度偏差与设定值之间的差距,输出一个与偏差成比例关系的控制信号,用以控制加热功率;2.比例-积分控制:在比例控制的基础上增加积分作用,用于消除稳态误差,提高系统的稳定性和静态精度;3.比例-微分控制:在比例控制的基础上增加微分作用,用于预测系统的未来状态,并提前做出调整,以减小温度超调和响应时间;4.比例-积分-微分控制:综合利用比例、积分和微分控制的优点,以达到更好的控制效果。
四、系统优化为了进一步提高电锅炉温度控制系统的性能,可以通过以下方式进行系统优化:1.根据实际情况选择合适的控制策略,并进行参数调整,以获得最佳的系统响应;2.在传感器和控制器之间增加信号滤波模块,以消除传感器信号中的噪声和干扰;3.引入自适应控制算法,以根据系统当前的工作状态和性能要求,动态调整控制参数;4.在控制器中增加故障诊断和报警功能,以监测和预测系统的故障状态,并及时采取措施排除故障。
综上所述,电锅炉温度控制系统的设计应综合考虑系统组成、控制原理、控制策略和系统优化等因素,以实现稳定、高效的供热或蒸汽输出。
在实际工程中,还需要结合具体情况进行系统参数调整和优化,以满足用户的需求。
组态王课程设计–锅炉温度控制系统
简介
本文档是组态王课程设计–锅炉温度控制系统的设计方案及实现过程。
项目概述
锅炉温度控制系统是一个典型的温度控制应用系统,以PLC为核心,采用PID 算法控制锅炉温度,同时通过组态软件进行监控,实现对锅炉温度的精确控制。
系统组成
系统由三部分组成:
1.PLC:使用的为三菱PLC Q系列(Q00UCPU)。
2.人机界面:使用组态王软件。
3.温度传感器:使用PT100型热电阻温度传感器。
系统架构
系统架构如下图所示:
+-----------+
|PT100温度传感器|
+-----------+
|
+-----------+ +---------+ +--------------+ +---------+
| 温度放大器 |------| PLC |-----|PID算法控制程序|-----| 组态软件 |
+-----------+ +---------+ +--------------+ +---------+ PLC程序设计
在PLC中搭建一个PID控制程序,输入温度信号,输出控制信号,使得锅炉温度接近于设定温度。
程序流程如下:
1.初始化:变量赋初值。
2.采集温度信号:从温度传感器中获取实时温度数据。
3.PID算法计算:根据当前温度值和设定温度值,使用PID算法计算控
制量。
4.控制量输出:将计算所得的控制量传送给控制对象。
5.控制命令输出:根据控制量输出对应的控制命令。
6.返回第2步,循环执行。
组态软件设计
组态软件作为人机界面,需要支持实时监控温度值、设定温度、控制命令等信息,并能够进行实时调试和操作。
主要包括以下界面和功能:
1.温度监控界面:显示温度曲线,并标记出设定温度和实际温度。
2.控制命令调试界面:显示当前控制命令,并提供手动控制输入接口,
支持手动修改命令值。
3.故障诊断界面:显示系统故障信息,并提供故障诊断工具。
实现过程
1.开始前,准备好硬件设备:PLC(Q00UCPU)、温度传感器(PT100)、
转换器(AD8)、继电器模块(Y140)、人机界面(组态王)。
2.按照系统架构连接各个硬件设备。
3.在三菱PLC编程软件(MELSOFT GX Developer)中编写PID控制程序,
并上传到PLC中。
4.在组态王软件中,绘制相应的温度监控界面、控制命令调试界面和故
障诊断界面,并调试完成。
5.连接所有硬件设备,并启动系统进行测试。
6.调试并优化系统,直至系统稳定可靠地运行。
通过本次课程设计,学习了使用组态王和三菱PLC进行温度控制的方法和技巧,深入了解了PID算法和控制系统的工作原理。
在实践中,遇到了各种问题,如
PLC程序调试、硬件连接、人机交互等,通过不断尝试和优化,最终成功完成了系统的设计和调试。
对于今后的工作和学习,有很大的帮助和意义。