基于仓库粮食温度的监控与处理

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1、I 扬 州 高 等 职 业 技 术 学 校 YANGZHOU TECHNICAL VOCATIONAL COLLEGE 毕业论文（设 计） 题 目 基于仓库粮食温度的监控与处理基于仓库粮食温度的监控与处理 作 者 所 属 学 校扬州高等职业技术学校 专 业 年 级08 届电气自动化 指 导 教 师 职 称教师 写 作 时 间2012-04-23 II 摘 要 可编程控制器是一种应用很广泛的自动控制装置，它将传统的继电器控制 技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制能力强、操作灵活方便、可 靠性高、适宜长期连续工作的特点，非常适合温度控制的要求。 在工业领域，随着自动化程度的迅速提高，用户对

2、控制系统的过程监控要 求越来越高，人机界面的出现正好满足了用户这一需求。人机界面可以对控制 系统进行全面监控，包括过程监测、报警提示、数据记录等功能，从而使控制 系统变得操作人性化、过程可视化，在自动控制领域的作用日益显著。 本文主要介绍了基于西门子公司S7-200系列的可编程控制器和亚控公司的 组态软件组态王的炉温控制系统的设计方案。编程时调用了编程软件STEP 7 - Micro WIN中自带的PID控制模块，使得程序更为简洁，运行速度更为理想。利 用组态软件组态王设计人机界面，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

3、泛应用。 关键词：温度控制 可编程控制器 人机界面 组态王 III Abstract Programmable Logic Controller (PLC) is a kind of automatic control equipment which is widely used in the industrial manufacture. It merges the traditional control technology, computer and communication technologies with a strong ability to control, flexible

4、 operation, high reliability and suitable for long-term characteristics of continuous work. It is very suitable for temperature control requirements. In the industrial field, with the rapid increase in the degree of automation, it is more and more important to monitor the process of control system f

5、or the users. The emergence of human-machine interface meets the needs of users. Man-machine interface can comprehensively monitor the control system, including process monitoring, alarm, data logging and other functions, so that the control systems have become user-friendly operation, the process o

6、f visualization and it will play more and more important part in the field of automatic control. This essay mainly introduces a design of temperature control system with SIMATIC programmable logic controller (PLC) and configuration software Kingview which is developed by Beijing Yakong Company. When

7、 programming, we use the PID control arithmetic software module which is contained in the program software STEP 7 -Micro WIN so that the program looks easier and operates more quickly. In order to monitor the control system and process data in actual time, we designed Human Machine Interface（HMI）wit

8、h the configuration software Kingview. The result of experiment proves that this temperature control system could run quickly, accurately and have good stability, which is the advantage of the control system. This control system has been widely used in the industrial temperature control field. With

9、the continuous development of automatic science and technology, high- precision, intelligent, user-friendly temperature control system is the inevitable trend IV of development at home and abroad. Keywords: Temperature Control PLC HMI Kingview 目目 录录 第一章第一章前言前言.1 1.1项目背景、意义.1 1.2温控系统的现状.2 1.3项目研究内容.3

10、 第二章第二章PLC 和和 HMI 基础基础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5 2.1.3可编程控制器的分类及特点8 2.2人机界面基础.8 2.2.1人机界面的定义8 2.2.2人机界面产品的组成及工作原理9 2.2.3人机界面产品的特点9 第三章第三章PLC 控制系统硬件设计控制系统硬件设计.10 3.1PLC 控制系统设计的基本原则和步骤10 3.1.1 PLC 控制系统设计的基本原则10 3.1.2 PLC 控制系统设计的一般步骤11 3.2PLC 的选型与硬件配置13 3.2.1 PLC 型号的选择13 3.

11、2.2 S7-200 CPU 的选择 .14 3.2.3 EM231 模拟量输入模块 .14 3.2.4热电式传感器16 3.3I/O 点分配及电气连接图.17 3.4PLC 控制器的设计17 3.4.1控制系统数学模型的建立17 3.4.2 PID 控制及参数整定19 第四章第四章PLC 控制系统软件设计控制系统软件设计.22 4.1PLC 程序设计方法22 4.2编程软件 STEP7-MICRO/WIN 概述23 4.2.1 STEP7-Micro/WIN 简单介绍 .23 4.2.2梯形图语言特点24 4.2.3 STEP7-Micro/WIN 参数设置（通讯设置） .25 4.3程序设

12、计.27 4.3.1设计思路27 4.3.2控制程序流程图27 V 4.3.3梯形图程序28 4.3.4 PID 指令向导的运用31 4.3.5语句表（STL）程序.35 第五章第五章基于组态王的基于组态王的 HMI 设计设计.37 5.1人机界面（HMI）设计.37 5.1.1监控主界面38 5.1.2实时趋势曲线39 5.1.3历史趋势曲线40 5.1.4报警窗口40 5.1.5设定画面42 5.2变量设置.42 5.3动画连接.44 第六章第六章系统运行结果及分析系统运行结果及分析.46 6.1系统运行.46 6.2运行结果分析.47 6.2.1温度趋势曲线分析47 6.2.2报警信息分

13、析49 第七章第七章 总结总结 .50 参考文献参考文献 .51 致致 谢谢 .52 第一章前言 1.1项目背景、意义 温度控制在电子、冶金、机械等工业领域应用非常广泛。由于其具有工况 复杂、参数多变、运行惯性大、控制滞后等特点，它对控制调节器要求极高。 目前,仍有相当部分工业企业在用窑、炉等烘干生产线，存在着控制精度不高、 炉内温度均匀性差等问题,达不到工艺要求，造成装备运行成本费用高，产出品 品质低下，严重影响企业经济效益，急需技术改造。 近年来，国内外对温度控制器的研究进行了广泛、深入的研究，特别是随 着计算机技术的发展，温度控制器的研究取得了巨大的发展，形成了一批商品 化的温度调节器，

14、如:职能化 PID、模糊控制、自适应控制等，其性能、控制效 果好,可广泛应用于温度控制系统及企业相关设备的技术改造服务。 在工业自动化领域内,PLC（可编程控制器） 以其可靠性高、抗干扰能力强、 编程简单、功能强大、性价比高、体积小、能耗低等显著特点广泛应用于现代 工业的自动控制之中。目前的工业控制中,常常选用 PLC 作为现场的控制设备, 用于数据采集与处理、逻辑判断、输出控制；而上位机则是利用 HMI 软件来完 成工业控制状态、流程和参数的显示,实现监控、管理、分析和存储等功能 。 这种监控系统充分利用了 PLC 和计算机各自的特点,得到了广泛的应用。在这 种方式的基础上设计了一套温度控制

15、系统。以基于 PLC 的下位机和完成 HMI 功 能的上位机相结合,构建成分布式控制系统,实现了温度自动控制。 PLC 不仅具有传统继电器控制系统的控制功能，而且能扩展输入输出模块， 特别是可以扩展一些智能控制模块，构成不同的控制系统，将模拟量输入输出 控制和现代控制方法融为一体，实现智能控制、闭环控制、多控制功能一体的 综合控制。现代PLC 以集成度高、功能强、抗干扰能力强、组态灵活、工作稳 定受到普遍欢迎，在传统工业的现代化改造中发挥越来越重要的作用,尤其适合 温度控制的要求。 此外，随着工业自动化水平的迅速提高，用户对控制系统的过程监控要求 越来越高，人机界面（HMI）的出现正好满足了用

16、户这一需求。人机界面可以 对控制系统进行全面监控，包括参数监测、信息处理、在线优化、报警提示、 数据记录等功能，从而使控制系统变得简单易懂、操作人性化，深受广大用户 的喜欢。人机界面（HMI）在自动控制领域的作用日益显著。HMI正在成为引导 工业生产制造走向成功的重要因素，因为这些系统越来越多的用于监控生产过 程，让过程变得更加准确、简洁和快速。 HMI 其实广义的解释就是“使用者与机器间沟通、传达及接收信息的一个 接口” 。举个例子来说，在一座工厂里头，我们要搜集工厂各个区域的温度、湿 度以及工厂中机器的状态等等的信息透过一台主控器监视并记录这些参数，并 在一些意外状况发生的时候能够加以处理。这便是一个很典型的 SCADA/HMI 的 运用，一般而言，HMI 系统必须有几项基本的能力： 实时的资料趋势显示把撷取的资料立即显示在屏幕上。 自动记录资料自动将资料储存至数据库中，以便日后查看。 历史资料趋势显示把数据库中的资料作可视化的呈现。 报表的产生与打印能把资料转换成报表的格式，并能够打印出来。 图形接口控制操作者能够透过图形接口