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温控系统的PLC智能控制.doc
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温控系统的PLC智能控制.doc
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I / 33
摘 要
房间温度控制系统利用可编程控制器(简称 PLC)对房间的温度进行控制,PLC 具有控制
精度高的特点,能够把室温精确的控制在±0.1ºC 围。温度测控领域发展迅速,并且随着数字
技术的发展,温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。
设计了房间温度控制系统。该系统由西门子系列的 PLC、温度传感器、A/D 转换器、D/A
转换器、加热器等组成。该温度控制系统采用闭环控制,当室温低于 30ºC 时进行加热,超过
30ºC 时开启风扇进行降温,以保证控制温度在 30±0.1ºC,该系统具有运算简单、调整方便
的特点。并且介绍了房间温度控制系统的组成、特殊功能模块、PLC 系统控制程序、系统的调
试和安装使用时的注意事项等。
从参数整定和调试的结果来看,本文研究的温度控制系统在一定条件下能够稳定、准确
和与时地对被控量——温度进行有效地控制,达到了预期效果。
关键词: PLC;温度控制系统;PID
Abstract
Room temperature control system of the plc programmable controller (PLC ) short
of the room temperature for control, plc has high precision of the room
. . . .
II / 33
temperature control is accurately ±0.1 mm & ordm. The temperature field in developing
rapidly, and tracking control as a digital technology, the temperature of the
tracking control the chip also related to the historical stage, the industrial
and agricultural areas in wide use,in this type need to translate words.
The room temperature control system design. This system consists of Siemens
PLC of series, the temperature sensor, A/D converter, D/A converter, heater, etc.
The temperature control system adopts closed loop control, when temperature
below 30 ° C for heating, more than 30 ° C to open when, in order to ensure
that the cooling fan control temperature in 30 ± 0.1 ° C, this system has a
simple, convenient adjustment. And introduces the room temperature control
system, special function module and PLC control system, the system of debugging
and program installation use the matters needing attention.
Parameters and debugging from the results of research, the temperature
control system in given conditions to stable and accurate and timely to the
control of temperature — — an effective control and achieve the desired
effect.
Keyword: PLC;Temperature control system;PID;
目 录
摘要 I
ABSTRACT .....................................................................II
第一章绪论 1
. . . .
III / 33
1.1 引言 1
1.2 PLC 概述 2
1.3 本文的主要工作 3
第二章温度控制系统理论设计 4
2.1 模拟量闭环控制的基本概念 4
2.1.1 模拟量闭环控制系统的组成 4
2.1.2 闭环控制的主要性能指标 4
2.2 PID 原理 5
2.2.1 PID(Proportional, Integral and Derivative)简介 5
2.2.2 PID 控制算法 6
2.2.3 PID 参数的整定方法 6
2.2.4 PID 参数工程整定法 6
2.2.5 PID 各参数在系统中的作用 9
2.3 温度控制系统概述 10
2.3.1 温度控制系统工作原理 10
2.3.2 系统要求 11
2.3.3 PLC 控制系统的构成 11
第三章硬件系统设计 12
3.1 总体方案 12
3.2 硬件系统方案设计 12
3.3 控制器的选择 13
3.4 信号采集与变换 15
3.5 执行模块 17
3.5.1 固态继电器 17
3.5.2 加热器 19
第四章软件系统设计 20
4.1 S7-300 实现 PID 闭环控制的方法 20
4.2 连续 PID 控制器 20
4.2.1 设定值与过程变量的处理 20
4.2.2 控制器输出值的处理 22
4.3 系统实现与 PLC 编程 22
4.3.1 软件编程方框图 22
4.4 调试结果 25
第五章系统安装 27
第六章结束语 28
6.1 本文总结 28
6.2 展望 28
致 30
参考文献 31
. . . .
1 / 33
第一章 绪论
1.1 引言
房间温湿度状态参数对人体的热舒适性和房间物品的存放有着很大的影响。特别是对于
那些对温、湿度要求比较高的场所,传统的控制方法已不能够满足控制要求,其主要的缺点
是通用性差、灵活性差、控制精度和稳定性差,控制运算功能简单,不能实现复杂的过程控
制等。随着电子技术的发展,新型的过程控制计算机不断涌现,较为流行的有 STD 总线计算
机、可编程调节器(PSC)、集散型控制系统(DCS)。其中,可编程调节器 PSC 是在电动型仪
表的基础上采用微处理器发展起来的第四代仪表,它的功能较强,在灵活性、可靠性、控制
精度、数字通信能力等方面都是模拟仪表无法比拟的。因此,PSC 与 PLC 一样都是工业控制
装置。PSC 与 PLC 相比,PLC 以开关量控制为主,模拟量控制为辅;而 PSC 则以闭环控制为
主,开关量控制为辅。房间温度控制系统利用可编程控制器(简称 PLC)对房间的温度进行
控制,可编程控制器具有控制精度高的特点,能够把室温精确的控制在±0.1ºC 围。
图 1-1 控制监控图
图 1-1 就是温度控制系统的控制监控图。
直观的触摸屏更有效的显示了运行状态图,趋势图,具有越限报警功能,能够直接人工
控制与自动控制。在 TP270 的全程监控下使得温控更直观更精确有效。
温度与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
房 间
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