《基于PLC的触摸屏温度控制系统.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于PLC的触摸屏温度控制系统.doc（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、科目：综合控制系统科目：综合控制系统 题目：温度控制系统课程设计题目：温度控制系统课程设计 姓 名： LC 学 号： 系 别： 班 级： 完成时间： 华南理工大学广州学院电子信息工程学院华南理工大学广州学院电子信息工程学院 目目 录录 前言前言.1 第一章第一章 系统总体方案系统总体方案.2 第二章第二章 系统硬件设计系统硬件设计.3 2.1 PLC 选择 .3 2.1.1 FX2N-48MR-001PLC.3 2.1.2 FX2N-2AD 特殊功能模块 .4 2.1.3 FX2N-2DA特殊功能模块 4 2.2 硬件电路设计.5 2.2.1 温度值给定电路.6 2.2.2 温度检测电路.9
2、2.2.3 过零检测电路.10 2.2.4 晶闸管电功率控制电路.11 2.2.5 脉冲输出通道.13 2.2.6 报警指示电路.13 2.2.7 复位电路.14 第三章第三章 系统软件设计系统软件设计 .14 3.1 编程与通信软件的使用.14 3.2 程序设计.16 3.3 系统程序流程图.16 3.4 控制系统控制程序的开发.17 3.4.1 温度设计.17 3.4.2 A/D 转换功能模块.18 3.4.3 标度变换程序.19 3.4.4 恒温控制程序（PID)设计.19 3.4.5 数字触发器程序设计.22 3.4.6 显示程序.25 3.4.7 恒温指示程序.25 3.4.8 报警
3、程序.25 第四章第四章 总结与展望总结与展望 .26 4.1 总结.26 4.2 展望.27 参考文献参考文献.28 附录：系统程序（梯形图）附录：系统程序（梯形图）.29 前前 言言 随着时代的发展 ,当今的技术日趋完善，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 ,也无法保证更高质量的要求和提升 高新技术企业的形象。 在生产实践中 ,自动化给人们带来了极大的便利和产品质量上的保证, 同时也减轻了人员的劳动强度 ,减少了人员上的编制。在许多复杂的生产过 程中难以实现的目标控制、整体优化、最佳决策等,熟练的操作工、技术 人员或专家、管理者却能够容易判断和操作,可以获得满
4、意的效果。人工 智能的研究目标正是利用计算机来实现、模拟这些智能行为,通过人脑与 计算机协调工作 ,以人机结合的模式 ,为解决十分复杂的问题寻找最佳的途 径。 可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应 用而设计，它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺 序控制、定时、计数和算术运算等操作命令，并通过数字式、模拟式的输入 和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 在工业生产过程中，加热管温度控制是十分常见的。温度控制的传统方 法是人工 仪表控制。其重复性差，工艺要求难以保证，人工劳动强度大。 目前大多数使用微机代替常规控制。以微机为核心控制系统虽然成本较低，
5、但微机的可靠性和抗干扰性较差而使其硬件设计较复杂。而以PLC 为核心 的控制系统，虽然成本较高，但PLC 本身就有很强的抗干扰性和可靠性， 因而系统的硬件设计也简单得多。所以，相比较于微机控制，PLC 控制在 过程控制方面更具有优势。这种系统控制精度高、重复性好、自动化程度高， 可以大大提高产品质量和减轻工人的劳动负担。本文介绍了以PLC 为核心 实现 PID 算法的温度控制系统的设计方法。 第第一一章章 系系统统总总体体方方案案 根据设计任务和要求，采用常规PID 控制的温度控制系统结构如图 1-1 所示。 图 1-1 常规 PID 温度控制系统的结构 对应图 1-1 的系统结构，确定总体设
6、计方案如图1-2 所示： 图 1-2 总体设计方案 该总体方案主要由以下几个部分组成 （1）触摸屏：主要功能是 设定和显示相应的温度值 ，以及停止和开 始功能。 （2）PLC：主要完成 PID 调节功能以及数据变换。 （3）测温电路和 A/D 模块：主要功能是 0-10V 温度测量信号经 FX2N- A/D 转换成数字信号输入 PLC 处理。 （4）输出调节电路 ：主要功能 是把 PLC 处理运算发出的控制信号，经 FX2N-D/A 转换 0-10V 模拟信号，通过脉宽调制装置输出脉冲信号对加热管进 行加热 系统工作原理：温度变送器将加热管温度变换为模拟信号，经低通滤波器滤 掉干扰信号后送放大
7、器，将信号放大后送A/D 模块转换为数字量送 PLC，数字量经标度变换，得到实际加热管温度。数字控制器根据恒温给定 值 Q0与实际加热管温度 Q 的偏差 e（k）按积分分离 PID 控制算法，得到 输出控制量 u（k） ，控制晶闸管导通时间，调节加热管温度的变化使之与给 定恒温值一致，达到恒温控制目的。当达到恒温值、输入错误或系统发生故 障时，系统发出报警信号，同时用GT1040-QBBD-C 触摸屏对加热管温度 进行实时显示和温度给定输入。 第二章第二章 系统硬件设计系统硬件设计 2.12.1 PLCPLC 选择选择 根据设计方案的分析，系统设计需要使用A/D 转换器和 D/A 转换器 来完成温度采样。在课程学习中，我们学习了三菱的FX 系列 PLC，
