基于PLC的温度控制系统的设计样本.doc

1引言1.1设计目温度测量和控制对人类寻常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要作用。在许多场合，及时精确获得目的温度、湿度信息是十分重要。近年来，温湿度测控领域发展迅速，并且随着数字技术发展，温湿度测控芯片也相应登上历史舞台，可以在工业、农业等各领域中广泛使用。1.2设计内容重要是运用PLCS7-200作为可编程控制器，系统采用PID控制算法，手动整定或自整定PID参数，实时计算控制量，控制加热装置，使加热炉温度为为一定值，并能实现手动启动和停止，运营批示灯监控实时控制系统运营，实时显示当前温度值。1.3设计目的通过对温度控制设计，提高在电子工程设计和实际操作方面综合能力，初步培养在完毕工程项目中所应具备基本素质和规定。培养团队精神，科学、实事求是工作办法，提高查阅资料、语言表达和理论联系实际技能。2系统总体方案设计2.1系统硬件配备及构成原理2.1.1PLC型号选取本温度控制系统采用德国西门子S7-200PLC。S7-200是一种小型可编程序控制器，合用于各行各业，各种场合中检测、监测及控制自动化。S7-200系列强大功能使其无论在独立运营中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因而S7-200系列具备极高性能/价格比。2.1.2PLCCPU选取S7-200系列PLC有CPU221、CPU222、CPU224、CPU226等类型。。S7-200PLC硬件系统构成采用整体式加积木式，即主机中涉及定数量I/O端口，同步还可以扩展各种功能模块。S7-200PLC由基本单元（S7-200CPU模块）、扩展单元、个人计算机（PC）或编程器，STEP7-Micro/WIN编程软件及通信电缆等构成。表2.1S7-200系列PLC中CPU22X基本单元型号输入点输出点扩展模块数量S7-200CPU221640S7-200CPU222862S7-200CPU22424107S7-200CPU224XP24167S7-200CPU22624167本设计采用是CUP226。它具备24输入/16输出共40个数字量I/O点。可连接7个扩展模块，最大扩展至248路数字量I/O点或35路模仿量I/O点。26K字节程序和数据存储空间。6个独立30kHz高速计数器，2路独立20kHz高速脉冲输出，具备PID控制器。2个RS485通讯/编程口，具备PPI通讯合同、MPI通讯合同和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。用于较高规定控制系统，具备更多输入/输出点，更强模块扩展能力，更快运营速度和功能更强内部集成特殊功能。可完全适应于某些复杂中小型控制系统。CPU226模块I/O配备及四肢分派主机模块0模块1模块2模块3CPU2268IN4IN/4OUT4AI/1AQ4AI/1AQI0.0-I2.7/Q0.0-Q1,.7I3.0-I3.7I4.0/Q2.0AIW0/AQW0AIW8/AQW4I4.1/Q2.1AIW2AIW10I4.2/Q2.3AIW4AIW12I4.3/Q2.3AIW6AIW142.1.3EM235模仿量输入/输出模块在温度控制系统中，传感器将检测到温度转换成4-20mA电流信号，系统需要配备模仿量输入模块把电流信号转换成数字信号再送入PLC中进行解决。在这里咱们选取西门子EM235模仿量输入/输出模块。EM235模块具备4路模仿量输入/一路模仿量输出。它容许S7-200连接微小模仿量信号，±80mV范畴。顾客必要用DIP开关来选取热电偶类型，断线检查，测量单位，冷端补偿和开路故障方向：SW1～SW3用于选取热电偶类型，SW4没有使用，SW5用于选取断线检测方向，SW6用于选取与否进行断线检测，SW7用于选取测量方向，SW8用于选取与否进行冷端补偿。所有连到模块上热电偶必要是相似类型。2.1.4传感器热电偶是一种感温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号。惯用热电偶可分为原则热电偶和非原则热电偶两大类。所调用原则热电偶是指国标规定了其热电势与温度关系、应答误差、并有统一原则分度表热电偶，它有与其配套显示仪表可供选用。非原则化热电偶在使用范畴或数量级上均不及原则化热电偶，普通也没有统一分度表，重要用于某些特殊场合测量。原则化热电偶国内从1988年1月1日起，热电偶和热电阻所有按IEC国际原则生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种原则化热电偶为国内统一设计型热电偶。本论文采用是K型热电阻。2.1.5可控硅加热装置对于规定保持恒温控制而不要温度记录电阻炉采用带PID调节数字式温度显示调节仪显示和调节温度，输出0～10mA作为直流信号输入控制可控硅电压调节器或触发板变化可控硅管导通角大小来调节输出功率，完全可以满足规定，投入成本低，操作以便直观并且容易维护。温度测量与控制是热电偶采集信号通过PID温度调节器测量和输