課程設(shè)計(jì)（論文）PLC在溫度監(jiān)測與控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、plc在溫度監(jiān)測與控制系統(tǒng)中的應(yīng)用目錄1 選題意義12 設(shè)計(jì)任務(wù)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)梯形圖76 總結(jié)127 參考文獻(xiàn)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(yán)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(jìn)行設(shè)計(jì)。 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(shí)受耐高溫材料的限制，不能應(yīng)用于很高的溫度測量。本設(shè)計(jì)采用最先進(jìn)的plc技術(shù)實(shí)現(xiàn)溫度監(jiān)測控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 通過本次設(shè)計(jì)既能是我們掌握plc的工程設(shè)計(jì)方法，又能深入了解溫度監(jiān)測控制系統(tǒng)的構(gòu)成，為我們將來工作奠定了良好基礎(chǔ)。 2 設(shè)計(jì)任務(wù)在本設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)： 完成溫度監(jiān)測控制系統(tǒng)功能框圖設(shè)計(jì) 完成溫度監(jiān)測控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 完成溫度監(jiān)測控制系統(tǒng)的plc配置及功能設(shè)計(jì) 完成溫度監(jiān)測控制系統(tǒng)的plc軟件程序設(shè)計(jì) 3 工藝分析在啟動(dòng)過程中要求：將系統(tǒng)的溫度控制在5060之間，當(dāng)溫度低于50或高于60時(shí)，應(yīng)能自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)調(diào)整3分鐘后仍不能脫離不正常狀態(tài)，則應(yīng)

3、采取聲光報(bào)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(shè)定一個(gè)溫度較佳值（本例設(shè)為55），并以此作為被控溫度的基準(zhǔn)值。另外，還需要設(shè)定輸出控制信號時(shí)的調(diào)節(jié)基準(zhǔn)量，但實(shí)際的控制構(gòu)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(shí)際溫度變化曲線系統(tǒng)設(shè)計(jì)一個(gè)啟動(dòng)按鈕來啟動(dòng)控制程序，設(shè)計(jì)綠、紅、黃3個(gè)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(yùn)行正常。當(dāng)被控溫度超過上限或低于下限時(shí)，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(bào)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(yīng)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(shè)計(jì)采用模擬盤進(jìn)行操作，采用plc進(jìn)行控制，應(yīng)用溫度變送器進(jìn)行周期性溫度采樣監(jiān)測，系統(tǒng)的基本構(gòu)成如圖4.1所示：圖4.1 控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成4.1 溫度監(jiān)測操作盤本設(shè)計(jì)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(yù)警指示燈,一個(gè)報(bào)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(dòng)調(diào)節(jié)，控制過程如圖4.2所示： 1、plc投入運(yùn)行時(shí)，通過sm0.0產(chǎn)生的初始化脈沖進(jìn)行初始化，包括將溫度較佳值和基準(zhǔn)調(diào)節(jié)量存入有關(guān)數(shù)據(jù)寄存器，使計(jì)時(shí)用的兩個(gè)計(jì)數(shù)器

5、復(fù)位。2、按啟動(dòng)按鈕（ka），控制系統(tǒng)投入運(yùn)行。3、采樣時(shí)間到，則將待測的采樣數(shù)據(jù)值讀入plc，然后按算術(shù)平均的辦法求出四點(diǎn)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(jìn)行上限處理：計(jì)算q與上限溫度偏差，根據(jù)偏差計(jì)算調(diào)節(jié)量（比例系數(shù)假設(shè)為2），發(fā)出調(diào)節(jié)命令，并判斷調(diào)節(jié)時(shí)間，若調(diào)節(jié)時(shí)間超過3分鐘，進(jìn)行聲光報(bào)警（紅燈亮）；若調(diào)節(jié)時(shí)間未到3分鐘，則準(zhǔn)備下次采樣及調(diào)節(jié)。6、 當(dāng)采樣溫度低于下限，即qqmin時(shí)，進(jìn)行下限處理：計(jì)算q與下限溫度偏差，計(jì)算調(diào)節(jié)量，發(fā)出調(diào)節(jié)命

6、令，并判斷調(diào)節(jié)時(shí)間，若調(diào)節(jié)時(shí)間超過3分鐘，進(jìn)行聲光報(bào)警（黃燈亮）；若調(diào)節(jié)時(shí)間未到3分鐘，則準(zhǔn)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(shè)計(jì)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(yīng)用了兩個(gè)數(shù)字量輸入 （i0.0,i0.1），四個(gè)數(shù)字量輸出(q0.0,q0.1,q0.2,q0.3)和四個(gè)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(dòng)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(shè)計(jì)梯形圖6 總結(jié) 本例以工業(yè)生產(chǎn)中常見的溫度監(jiān)測、報(bào)警與控制功能的實(shí)現(xiàn)為例，介紹了plc模擬量控制系統(tǒng)的構(gòu)成、溫度控制流程圖及程序的設(shè)計(jì)方法，給出了梯形圖設(shè)計(jì)實(shí)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(shí)際系統(tǒng)的特點(diǎn)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(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的控制算法，實(shí)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(shí)現(xiàn)對溫度參數(shù)及時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測及控制。在兩周的可設(shè)期間，搜集了大量的課題相關(guān)資料，進(jìn)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(chǔ)。整個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)以控制系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì)為重點(diǎn)，在老師耐心指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，最終圓滿結(jié)束了本次課設(shè)。最后，我要感謝學(xué)院給我們這次設(shè)計(jì)的機(jī)會，感謝我的指導(dǎo)教師，感謝我的同學(xué)！7 參考文獻(xiàn)1 王永華 主編 現(xiàn)代電器控制及plc應(yīng)用技術(shù) 北京航空航天大學(xué) 2008.22 王麗香、王琦 編著 模擬量控制系統(tǒng) 中國