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基于西门子plc系统超高精度温度检测方法及控制方法的研究生大学学位论文.doc
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基于西门子plc系统超高精度温度检测方法及控制方法的研究生大学学位论文.doc
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毕业设计(论文)说明书
系 名 信息工程系
专 业 自动化
年 级 2011 级
姓 名 XXXX
指导教师 XXXX
2015 年 5 月 8 日
本科生毕业论文任务书
题目:基于西门子 PLC 系统超高精度温度检测方法及控制方
法的研究
学生姓名 XXXX
系 名 信息工程系
专 业 自动化
学 号 6011202381
指导教师 XXXX
职 称 高级工程师
天津大学仁爱学院本科生毕业设计(论文)开题报告
课题名称
基于西门子 PLC 系统超高精度温度检测方法及控制方法
的研究
系 名
信息工程系
专 业
自动化
学生姓名
XXX
指导教师
XXX
一、高精度温控的来源及意义
温度的测量和控制可以优化人们的日常生活。在工业生产中经常需要高稳定
度的恒温环境,在生产实践和科学研究的诸多领域中,温度控制占有非常重要的
地位。尤其是在食品、工业、冶金、建材、温室、机械、石油等工农业生产中具
有举足轻重的作用。而温度控制是需要 PLC 来实现的。可编程控制
( Programmable Logic Controller,PLC) 作为一种工业控制计算机,具有模块
化结构、配置灵活、高速的处理速度、精确的数据处理能力、多种控制功能、网
络技术和优越的性价比等优点,是目前广泛应用的控制装置之一。PLC 对温度的
检测也具有十分良好的性能,利用其对数字的精确转换功能,即可得到较高精度
的温度值。随着电子及计算机技术的发展,PLC 在温度控制系统中得到了大量广
泛的运用。
二、温度控制的发展现状
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,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。
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。
三、研究目标
1.恒温槽控制系统的整体设计,包括控制原理、加热\制冷执行机构的选型;
2.恒温槽控制器硬件电路和温度测量电路的原理设计与实现;
3.恒温槽控制算法的选择与改进;
4.控制系统相关的软件设计与编制,包括测温驱动程序、控制程序、通信程
序、人机界面设计等。
四、研究内容
恒温槽系统的整体结构如图 1 所示,主要包括快速降温装置、快速加热器、
微调加热器、半导体制冷片、温度测量装置以及搅拌装置。
图 1 系统结构示意图
程序中设定了手动操作和自动控制选择开关,在任意阶段都能够实现两
者间的切换,实现了温度、压力的手、自动选择控制。程序中有人工阶段选择开
关,可以在任意阶段间跳转,从而避免了因操作人员操作偶尔失误而无法实现后
继程序正常运行的情况。
图 2 温度控制过程程序流程图
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