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1、本科毕业设计 摘要 电炉温度控制系统的PLC设计 摘 要 温度是工业生产对象中主要的被控参数之一，本文通过设计温度控制系统，体现PLC在模拟量信号检测与控制中应用的优越性。本文中被控对象是电炉，在炉温自动控制系统中，炉温经过热电偶检测和温度变送器的转换，变为相应的电压信号，送往PLC控制器，再经过模拟量输入/输出模块（A/D）转换为数字量，并由程序将给定的温度值与测量值比较，然后根据偏差大小按比例调节规律，计算出校正量。通过模拟量输入/输出模块的输出控制作用，消除炉温的偏差，从而使炉温达到并稳定在给定的数值上。 关键词 PLC，温度控制，比例调节ABSTRACTThe temperature
2、is a primarily being controlled parameter in the object of the industry production ,this text is an example of the temperature monitors and control system , and explains the PLC applied problem in imitate deal signal to monitor with the control . The electricity heat furnace is controlled object in
3、this text ,in the automatic control system of the heat furnace temperature ,the temperature is examined by thermocouple and transformed by the thermostat , changed into the relevant electric voltage signal ,send to PLC controller ,and being transformed into arithmetic figure deal by imitate deal sig
4、nal input/output the mold piece(A/D) ,given temperature will be compared to measured value from procedure , then according to the deviation size and inverse proportion regulates regulation ,and compute out to correct the deal .According to output control function of imitate deal signal input/output
5、the mold piece ,eliminating warp of the heat furnace temperature ,accordingly the heat furnace temperature make attain stable and at the deviation size.Key Words PLC, Temperature control, Proportion adjustI本科毕业设计 目录 目 录摘 要IABSTRACTII1 绪 论11.1 课题背景、目的及意义11.1.1 课题背景11.1.2 课题的目的及意义11.2 本文内容介绍12 可编程控制器（
6、PLC）概况32.1可编程控制器的概述32.2PLC的定义32.3PLC的特点32.4PLC的发展42.5 PLC的基本组成及各部分作用42.5.1中央处理单元(CPU)42.5.2存储器52.5.3 I/0单元62.5.4电源部分62.5.5扩展接口62.5.6通信接口62.5.7编程器62.6 PLC的应用领域73 可编程控制器的编程语言93.1 梯形图语言93.1.1梯形图与继电控制的区别93.1.2梯形图的格式93.2 助记符语言103.3 基本逻辑指令系统103.3.1逻辑取与输出线圈驱动指令103.3.2单个触点串联指令103.3.3触点并联指令103.3.4串联电路块的并联指令1
7、03.3.5并联电路块的串联指令113.3.6置位与复位指令113.3.6移位指令114 模块方案的选择与论证124.1 总体方案的选择124.2 各独立模块方案论证134.2.1 温度检测模块134.2.2 变频调速模块144.2.3 主控模块PLC154.2.4 功率输出电路及其控制原理的分析174.2.5 显示电路设计174.2.6 按键接入174.2.7 报警电路设计184.2.8 温度调节模块184.2.9 硬件总框图185 系统软件设计195.1主要的工作流程图195.2 PID控制器的参数整定205.3 程序设计21结论24参考文献25致 谢26IV本科毕业设计 1 绪论 1 绪
8、 论1.1 课题背景、目的及意义1.1.1 课题背景 随着电子行业的飞速发展，IC技术的不断提高，PLC在国民经济生产各行业发挥了重要作用。它因为集成度高，体积小，运行可靠，应用灵活，价格低，面向控制等特点得到了广大工程技术人员的好评。在温度控制方面，PLC能够代替以前常规的模拟调节器。目前，我国在这些方面的技术水平与欧美等拥有先进制造技术的国家还有一定的差距。我们波撇需要培养和训练能够设计智能化，自动化设备的工程技术人才。智能作为现在的新发明，是以后的发展发祥和趋势，他能够按照预先设定的模式在一个环境里自动运作，不需要人为的管理，可应用于各个领域。炉温控制就是其中的一个。本设计介绍了利用PL
9、C进行炉温控制系统的基本组成，工作原理，程序设计和系统的抗干扰措施。本设计结构简单，实用型强，有较高自能化，人性化特点1.1.2 课题的目的及意义本次毕业设计选择“电炉温度控制的PLC控制设计”是为了更好地学习和研究PLC电气设计的相关知识，掌握电路设计的方法和技巧。学会如何将学习到的理论知识用到实际当中，怎么能够活学活用。深入的了解电子元器件的使用方法，了解各个元器件的基本用法，能够灵活敏捷的判断电路中出现的故障，学会独立设计，积累更多的设计经验，加强焊接能力和技巧，同时在实践过程中锻炼查阅，归纳质料的能力，提高理论知识联系动手能力。 通过亲自独立设计培养训练我们大学生应用所学专业知识解决实
10、际工程实践问题的技能，巩固所学专业知识，拓宽知识面。激发我们大学生的创新意识，培养合格的具有实践动手能的创新型人才。 1.2 本文结构安排 本设计系统以PLC为控制核心，加以温度检测电路，变频调速器，D/A转换器以及其他电路构成。系统由PLC通过对温度检测电路检测到的温度加以分析，与给定的对应所要控制的多组温度值进行比较，找出温度值所在范围，根据PLC中设置的PID参数，输出相应温度初值对应的受控对象电机的转速初值，经D/A转换为模拟电压，通过信号转为变频器的频率，控制变频调速装置，带动被控对象，并且把被控对象的转速经变换电路和D/A转换器反馈到PLC中，与输出的转速初值进行比较，其偏差被PI
11、D程序计算后重新输出，在规定的时间内循环，从而实现对温度的控制。本系统简洁，灵活，可扩展性好，具有电路设计简单，精度高，控制效果好的优点 1本科毕业设计 2 可编程控制器（PLC）概况 2 可编程控制器（PLC）概况2.1可编程控制器的概述可编程序控制器(Programmable Controller)通常也可简称为可编程控制器,英文缩写为PC或PLC,是以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。它具有体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便的一系列的优点，特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣工作环境的能力，更是得到了用户的好评，因而
12、在冶金、能源、化工、交通、电力等领域中的到了越来越广泛的应用，成为了现代工业控制的三大支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）2.2PLC的定义国际电工委员会(International Electrical Committee- IEC),1987年的第三版对PLC作了如下的定义: PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计算和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器实际上是一种工业控制计算机，它的硬件结构与一般微机控制系统相似，甚至与之
13、无异。可编程序控制器主要由CPU(中央处理单元)存储器(RAM和EPROM),输入/输出模块(简称为I/O模块)、编程器和电源五大部分组成。近年来发展极为迅速、应用面极广的工业控制装置。它按照成熟而有效的继电器控制概念和设计思想，利用不断发展的新技术、新电子器件，逐步形成了具有特色的各种系列产品。2.3PLC的特点PLC之所以越来越受到控制界人士的重视，是和它的优点分不开的: 功能齐全，它的适用性极强，几乎所有的控制要求，它均能满足； 应用灵活， 其标准的积木式硬件结构，以及模块化的软件设计，使得它不仅可以适应大小不同、功能繁复的控制要求，而且可以适应各种工艺流程变更较多的场合；操作方便，维修
14、容易，稳定可靠。尽管PLC有各种型号，但都可以适应恶劣的工业应用环境，耐热、防潮、抗震等性能也很好，一般平均无故障率可达几万小时。2.4PLC的发展1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电器控制装置的要求，并公开招标提出十项标准: 编程方便，现场可修改程序； 维修方便，采用模块化结构； 可靠性高于继电器控制装置； 体积小于继电器控制装置； 数据可直接送入管理计算机； 成本可与继电器控制装置竞争； 输入可以是交流115V； 输出为交流115V, 2A以上，能直接驱动电磁阀，接触器等；在扩展时，原系统只要很小变更； 用户程序存储器容量至少能扩展到4K。1969年，美国数字公司(DEC)研制出了第一台可编程序控制器，满足了GM公司装配线的要求。这种新型的工
