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毕业论文-于基西门子plc的温度控制系统的设计.doc
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安 徽 大 学
机械与电气工程学院
毕业设计(论文)
课 题: 基于 s7-200 PLC 的温度控制系统设计
专 业: 自 动 化
安 徽 建 筑 大 学 机 械 与 电 气 工 程 学 院
二○一三年六月
安徽建筑大学 毕业设计(论文)
摘要
随着科学技术不断进步和社会飞速发展,热水器成为人民日常生活息息相关
的电器产品;。设计方法也开始多种多样,从而使全自动热水机显得更加智能化
。可编程控制器(PLC)以微处理器为核心,普遍采用依据继电接触器控制系统电
气原理图编制的梯形图语言进行程序设计,编程容易,功能扩展方便,修改灵活
而且结构简单,抗干扰能力强。
S7-200 系列可编程控制器指令丰富,可以接各种输出、输入扩充设备,有丰
富的特殊扩设备,其中的模拟输入设备和通信设备更是符合全自动洗衣机控制系
统的要求与特点。
本设计选择 S7-200 为核心部件,着重进行硬件接口设计,利用梯形图和指令
表进行编程,实现了水的加热控制系统的自动化。在整个设计程序以及程序结束
的处理操作过程中,更快捷。总之,整体梯形图的设计简练,有很强的可读性及
操作性。
关键字:PLC、继电接触器、可编程控制器、自动化
Model
Along with the constant progress of science and technology and the social rapid
development, the water heater become People's Daily life is closely linked
Electrical products; . Design method are also beginning to varied, so that the automatic
hot water machine appear more intelligent. Programmable controller (PLC) in the
microprocessor as the core, the widely used electrical principle diagram based on relay
contactor control system establishment of ladder diagram programming language,
programming easy, convenient function extension and modification flexible and simple
structure, strong anti-jamming capability.
S7-200 series programmable controller instruction is rich, can meet various output
and input expansion equipment, has a lot of special equipment, and the analog input
equipment and communication equipment is in accordance with the requirements and
features of fully automatic washing machine control system.
This design choose S7-200 as the core part, emphatically carries on the hardware
interface design and programming using ladder diagram and instruction list, automate
the water heating control system. Throughout the design process, in the process of the
processing operations by the end of the program and more quickly. In a word, the whole
ladder diagram design concise, has the very strong readability and operability.
Key words: PLC, relay contactor, PLC, automation
安徽建筑大学 毕业设计(论文)
1 绪论.............................................................................................................................1
2 系统的介绍................................................................................................................3
2.1 系统的描述.......................................................................................................3
2.2 系统的功能.......................................................................................................3
2.3 系统的流程图..................................................................................................4
3 硬件设计....................................................................................................................5
3.1 温度变送器......................................................................................................5
3.3PLC 的简介 .....................................................................................................10
3.3.1 PLC 主机的选型 ..................................................................................10
3.3.2 PLC 的输入和输出模块的选型 .......................................................11
3.4 PID ..................................................................................................................12
3.4.1 PID 在 PLC 中的回路指令...............................................................14
3.4.2 回路输入输出变量的数值转换方法................................................15
3.4.3 实数归一化处理..................................................................................15
3.4.4 PID 参数整定 ....................................................................................15
3.5 可控硅.............................................................................................................16
4 软件设计..................................................................................................................17
4.1 软件的设计...................................................................................................17
4.2 程序的编写....................................................................................................18
致 谢..........................................................................................................................23
参考文献......................................................................................................................24
附录1..........................................................................................................................25
附录 2...........................................................................................................................28
1 外文文献............................................................................................................28
安徽建筑大学 毕业设计(论文)
1
1 绪论
温度及湿度的测量和控制对人类日常生活、工业生产、气象预报、物资仓储
等都起着极其重要的作用。在许多场合,及时准确获得目标的温度、湿度信息是
十分重要的,近年来,温湿度测控领域发展迅速,并且随着数字技术的发展,温
湿度的测控芯片也相应的登上历史的舞台,能够在工业、农业等各领域中广泛使
用。
自 70 年代以来,由于工业过程控制的需要,特别是在微电子技术和计算机
技术的迅猛发展以及自动控制理论和设计方法发展的推动下,国内外温度控制系
统发展迅速,并在职能化、自适应、参数自整定等方面取得成果,在这方面,一
日本、美国、德国、瑞典等国技术领先,都产生了一批商品化的、性能优异的温
度控制器及仪器仪表,并在各行各业广泛应用。
其中 PLC 的快速发展使得各种控制系统更加的简洁,效率更高,而且系统稳
定可靠。
S7-200 是西门子公司开发的一种可编程控制器。PLC(Programmable Logic
Controller)可编程逻辑控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环
境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑
运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟
式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。
S7-200 系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从
替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛,覆盖所有与
自动检测,自动化控制有关的工业及民用领域,包括各种机床、机械、电力设施
、民用设施、环境保护设备等等。如:冲压机床,磨床,印刷机械,橡胶化工机
械,中央空调,电梯控制,运动系统。
温度控制系统在国内各行各业的应用虽然十分广泛,但从国内生产的温度
控制器来讲,总体发展水平仍然不高,同日本、美国、德国等先进国家相比仍然
有着较大的差距。目前,我国在这方面总体水平处于 20 实际 80 年代中后期水平
,成熟产品主要以“点位”控制及常规的 PID 控制器为主,它只能适应一般温度
系统控制,难于控制滞后、复杂、时变温度系统控制。而适应于较高控制场合的
安徽建筑大学 毕业设计(论文)
2
智能化、自适应控制仪表,国内技术还不十分成熟。形成商品化并在仪表控制系
统参数的自整定方面,还没开发性能可靠的自整定软件。参数大多靠人工经验及
我国现场调试来确定。
随着科学技术的不断发展,人们对温度控制系统的要求越来越高,因此,高
精度、智能化、人性化的温度控制系统是国内外必然发展趋势。
本次设计即是利用温度控制硬件设备、计算机与 PLC 相结合,实现对水箱温
度自行控制的测量。
本装置主要由电源、S7-200 PLC,模拟量输入模块,模拟量输出模块,计算机,
温度传感器及变送器,电力调整器、水箱构成。本次设计设计以上各个部分。本
论文主要完成温度的采集,温度的调节以及水加热系统的设计。
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