課程設計（論文）PLC在溫度監(jiān)測與控制系統(tǒng)中的應用

1、plc在溫度監(jiān)測與控制系統(tǒng)中的應用目錄1 選題意義12 設計任務23 工藝分析34 溫度監(jiān)測控制系統(tǒng)控制功能及工作過程44.1 溫度監(jiān)測操作盤44.2 plc控制裝置45 溫度監(jiān)測控制系統(tǒng)plc硬件設計及工作過程分析65.1 plc硬件接線圖65.2 溫度監(jiān)測控制系統(tǒng)i/o表65.3 plc軟件設計梯形圖76 總結127 參考文獻13131 選題意義 溫度是工業(yè)生產(chǎn)中最常見最基本的工藝參數(shù)之一，對工件的處理溫度要求嚴格控制。目前，火電廠溫度監(jiān)測有ccd圖像處理法、溫度傳感器監(jiān)測等方法本文采用溫度傳感器監(jiān)測溫度控制系統(tǒng)進行設計。 過去溫度控制系統(tǒng)一般采用溫度一儀表等儀表來直接控制，存在測溫的延遲

2、現(xiàn)象，同時受耐高溫材料的限制，不能應用于很高的溫度測量。本設計采用最先進的plc技術實現(xiàn)溫度監(jiān)測控制系統(tǒng)設計。 通過本次設計既能是我們掌握plc的工程設計方法，又能深入了解溫度監(jiān)測控制系統(tǒng)的構成，為我們將來工作奠定了良好基礎。 2 設計任務在本設計中依據(jù)溫度監(jiān)測控制系統(tǒng)的功能要求主要完成以下設計： 完成溫度監(jiān)測控制系統(tǒng)功能框圖設計 完成溫度監(jiān)測控制系統(tǒng)的硬件設計 完成溫度監(jiān)測控制系統(tǒng)的plc配置及功能設計 完成溫度監(jiān)測控制系統(tǒng)的plc軟件程序設計 3 工藝分析在啟動過程中要求：將系統(tǒng)的溫度控制在5060之間，當溫度低于50或高于60時，應能自動進行調(diào)整，當調(diào)整3分鐘后仍不能脫離不正常狀態(tài)，則應

3、采取聲光報警，以提醒操作人員注意排除故障。系統(tǒng)要求溫度控制在5060范圍內(nèi)，為了控制方便，設定一個溫度較佳值（本例設為55），并以此作為被控溫度的基準值。另外，還需要設定輸出控制信號時的調(diào)節(jié)基準量，但實際的控制構成中，溫度的變化范圍經(jīng)常會出現(xiàn)低于50或高于60的情況，如圖3.1所示：圖3.1 實際溫度變化曲線系統(tǒng)設計一個啟動按鈕來啟動控制程序，設計綠、紅、黃3個指 示燈來指示溫度狀態(tài)。被控溫度在 要求范圍內(nèi)，綠燈亮，表示系統(tǒng)運行正常。當被控溫度超過上限或低于下限時，經(jīng)調(diào)整3分鐘后尚不能回到正常范圍，則紅燈或黃燈亮，并有聲音報警，表示溫度超過上限或低于下限。本例介紹了如圖3.1溫度變化曲線對應的

4、控制系統(tǒng)控制功能，如圖3.2所示：圖3.2 控制系統(tǒng)的控制功能4 溫度監(jiān)測控制系統(tǒng)控制功能及工作過程本設計采用模擬盤進行操作，采用plc進行控制，應用溫度變送器進行周期性溫度采樣監(jiān)測，系統(tǒng)的基本構成如圖4.1所示：圖4.1 控制系統(tǒng)的基本構成4.1 溫度監(jiān)測操作盤本設計中溫度監(jiān)測操作盤上布置有控制系統(tǒng)的啟/停按鈕，紅、黃、綠三盞預警指示燈,一個報警喇叭及l(fā)ed顯示器。4.2 plc控制裝置由plc完成爐內(nèi)溫度按比例調(diào)節(jié)器（p）的自動調(diào)節(jié)，控制過程如圖4.2所示： 1、plc投入運行時，通過sm0.0產(chǎn)生的初始化脈沖進行初始化，包括將溫度較佳值和基準調(diào)節(jié)量存入有關數(shù)據(jù)寄存器，使計時用的兩個計數(shù)器

5、復位。2、按啟動按鈕（ka），控制系統(tǒng)投入運行。3、采樣時間到，則將待測的采樣數(shù)據(jù)值讀入plc，然后按算術平均的辦法求出四點溫度的平均值q。4、將q與qmax（溫度允許上限）比較，若未超過上限，將q與qmin（溫度允許下限）比較，若也為低于下限，則說明溫度正常，綠燈亮，等待下一次采樣。5、若qqmax,進行上限處理：計算q與上限溫度偏差，根據(jù)偏差計算調(diào)節(jié)量（比例系數(shù)假設為2），發(fā)出調(diào)節(jié)命令，并判斷調(diào)節(jié)時間，若調(diào)節(jié)時間超過3分鐘，進行聲光報警（紅燈亮）；若調(diào)節(jié)時間未到3分鐘，則準備下次采樣及調(diào)節(jié)。6、 當采樣溫度低于下限，即qqmin時，進行下限處理：計算q與下限溫度偏差，計算調(diào)節(jié)量，發(fā)出調(diào)節(jié)命

6、令，并判斷調(diào)節(jié)時間，若調(diào)節(jié)時間超過3分鐘，進行聲光報警（黃燈亮）；若調(diào)節(jié)時間未到3分鐘，則準備下次采樣及調(diào)節(jié)。圖4.2 控制系統(tǒng)控制流程圖5 溫度監(jiān)測控制系統(tǒng)plc硬件設計及工作過程分析5.1 plc硬件接線圖圖5.1 plc硬件接線圖5.2 溫度監(jiān)測控制系統(tǒng)i/o表 溫度監(jiān)測控制系統(tǒng)應用了兩個數(shù)字量輸入 （i0.0,i0.1），四個數(shù)字量輸出(q0.0,q0.1,q0.2,q0.3)和四個模擬量輸入(ai0.0,ai0.2,ai0.4,ai0.6)。i/o表如表5.2所示：表5.2 溫度檢測控制系統(tǒng)i/o表序號名稱符號i/o地址序號名稱符號i/o地址1啟動kai0.06喇叭sq0.32停止t

7、ai0.17溫度變送器1wb1ai0.03紅燈l1q0.08溫度變送器2wb2ai0.24綠燈l2q0.19溫度變送器3wb3ai0.45黃燈l3q0.210溫度變送器4wb4ai0.65.3 plc軟件設計梯形圖6 總結 本例以工業(yè)生產(chǎn)中常見的溫度監(jiān)測、報警與控制功能的實現(xiàn)為例，介紹了plc模擬量控制系統(tǒng)的構成、溫度控制流程圖及程序的設計方法，給出了梯形圖設計實例，可以作為同類型plc控制系統(tǒng)的參考。在溫度控制中，根據(jù)實際系統(tǒng)的特點和需要，可以采用多種控制算法來提高控制效果。此處以簡單的比例控制來編制梯形圖的，plc還可以實現(xiàn)更復雜的控制算法，實現(xiàn)更精確的控制。采用s7-200plc作為生產(chǎn)現(xiàn)場的控制器，完成溫度控制，本系統(tǒng)能實現(xiàn)對溫度參數(shù)及時準確的監(jiān)測及控制。在兩周的可設期間，搜集了大量的課題相關資料，進一步加深了對課題的理解，為我們展開下一步的工作奠定了基礎。整個設計環(huán)節(jié)以控制系統(tǒng)梯形圖設計為重點，在老師耐心指導和同學的幫助下，最終圓滿結束了本次課設。最后，我要感謝學院給我們這次設計的機會，感謝我的指導教師，感謝我的同學！7 參考文獻1 王永華 主編 現(xiàn)代電器控制及plc應用技術 北京航空航天大學 2008.22 王麗香、王琦 編著 模擬量控制系統(tǒng) 中國