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1、 . . . . . . . 题目： 基于基于 PLCPLC 温度控制系统的设计温度控制系统的设计 专 业： 测控技术与仪器测控技术与仪器 摘摘 要要 本文介绍 基于 PLC 的温度控制系统 的设计，包括 A/D 转换、标度变换 、 温度检测环节 、积分分离 PID 算法以及过零数字触发电路 的设计。 主要容： 实际温度经温度传感器检测，得到模拟电压值，模拟量再经A/D 转换和标 度变换后得到实际炉温。数字控制器根据恒温给定值与实际温度的偏差 e（k）按积分分离 PID 控制算法，得到输出控制量u（k） ，控制可控硅导 通时间，调节炉温的变化使之与给定恒温值一致。达到恒温控制目的。本系 统对温
2、度检测 和调节环节做了进一步的优化设计，使该系统更实用、易行 和可靠，同时也提高了产品质量和减轻人工劳力负担。它在实际应用中具 有一定参考价值。 关键词：关键词：温度检测；温度传感器；A/D 转换；PID . . . . . . . ABSTRACTABSTRACT The introduction of temperature-based PLC control system design, including A/D conversion, scaling transformation, temperature checking links, scoring a zero separati
3、on PID algorithms and digital triggering circuit design. Main elements : the actual temperature of the test temperature sensors, analog voltage is the value, volume via simulation A/D after his conversion and scaling practical furnace temperature. Digital signal controllers will be under constant te
4、mperature to the value and the actual temperature deviations e (k) by scoring separation PID control algorithms, with the volume of export control u (k), lead-time silicon-controlled rectifier control, regulate furnace temperature changes to the current agreement with the given constant temperature.
5、 Achieve thermostatic control purposes. Temperature of the system to do further testing and regulatory aspects of the design optimization, enabling the system more practical and easy OK and reliable, while also raising product quality and reducing the burden of manual labor. It must have practical a
6、pplication in reference value. KeyKey wordswords：temperature testing; Temperature sensors; A/D conversion; PID . . . . . . . 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.4 2.1 PLC 选择 .4 2.1.1 FX2N-48MR-001PLC .4 2.1.2 FX2N-4AD 特殊功能模块 .5 2.2 硬件电路设计.7 2.2.1 温度值给定电路.8 2.2.2 温度检测电路.8 2.2.3 过零检
7、测电路.10 2.2.4 晶闸管电功率控制电路 .10 2.2.5 脉冲输出通道.13 2.2.6 报警指示与显示电路 .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 .15 3.1 编程与通信软件的使用.15 3.2 程序设计.16 3.3 系统程序流程图.17 3.4 控制系统控制程序的开发.18 3.4.1 温度设计.18 3.4.2 A/D 转换功能模块 .18 3.4.3 标度变换程序.20 3.4.4 恒温控制程序.20 3.4.5 数字触发器程序设计.24 . . . . . . . 3.4.6 显示程序.26 3.4.7 恒温指示程序.27 3.4.
8、8 报警程序.27 第四章第四章 总结与展望总结与展望 .28 4.1 总结.28 4.2 展望.28 致致.29 参考文献参考文献.30 附录一：三菱附录一：三菱 FXFX 系列系列 PLCPLC 指令一览表指令一览表.31 附录二：热电偶温度传感器和信号放大器附录二：热电偶温度传感器和信号放大器.33 附录三：系统程序（梯形图）附录三：系统程序（梯形图）.36 . . . . . . . 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
9、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
10、机械或生产过程。 在工业生产过程中，加热炉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， 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
