《基于PLC的溫度系統(tǒng)設(shè)計(jì)開題報(bào)告（含提綱）》

PAGEPAGE2一、選題的理論意義與實(shí)際意義理論意義溫度測(cè)控和人類生活以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都有密切的關(guān)聯(lián)，它涉及到很多行業(yè)對(duì)溫度精確地測(cè)量和控制，是生產(chǎn)高品質(zhì)、高安全性能、低功耗的產(chǎn)品十分重要的環(huán)節(jié)。在我們生活中也到處可見(jiàn)溫度控制的產(chǎn)品，比如電磁爐、電熱壺、電飯鍋、電冰箱等等，由此可見(jiàn)溫度控制應(yīng)用的廣泛性和多樣性。所以提高溫度控制的精度和穩(wěn)定性也變得越來(lái)越重要，對(duì)溫度測(cè)控系統(tǒng)的研究是很有必要的。實(shí)際意義由于被控對(duì)象的越來(lái)越復(fù)雜，這也導(dǎo)致了高效的溫度控制系統(tǒng)更加難以設(shè)計(jì)。由于可控硅具有體積小、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)等特點(diǎn)，該器件被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備和電子產(chǎn)品中，多用來(lái)作可控整流、逆變、變頻、調(diào)壓、無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)等。傳統(tǒng)的開關(guān)控制方式需要人工操作，且控制方式粗糙，無(wú)法隨時(shí)跟蹤溫度的變化，使得控制不精確、超調(diào)大、系統(tǒng)不穩(wěn)定。選擇PID進(jìn)行控制時(shí)，由于其參數(shù)恒定，可以很好的控制確定系統(tǒng)的溫度，對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)中的溫度控制效果、提高控制產(chǎn)業(yè)的科技水平、節(jié)約生產(chǎn)資金、減少工作強(qiáng)度以及增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益等，具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。二、論文綜述（綜述國(guó)內(nèi)外有關(guān)選題的研究動(dòng)態(tài)）本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主題是基于PLC可控硅的溫度閉環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要是基于可控硅晶閘管的基礎(chǔ)上，利用PLC控制程序完成對(duì)溫度系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)?？煽毓?，是可控硅整流元件的簡(jiǎn)稱，是一種具有三個(gè)PN結(jié)的四層結(jié)構(gòu)的大功率半導(dǎo)體器件，亦稱為晶閘管。具有體積小、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)等特點(diǎn)，是比較常用的半導(dǎo)體器件之一。該器件被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備和電子產(chǎn)品中，多用來(lái)作可控整流、逆變、變頻、調(diào)壓、無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)等。家用電器中的調(diào)光燈、調(diào)速風(fēng)扇、空調(diào)機(jī)、電視機(jī)、電冰箱、洗衣機(jī)、照相機(jī)、組合音響、聲光電路、定時(shí)控制器、玩具裝置、無(wú)線電遙控、攝像機(jī)及工業(yè)控制等都大量使用了可控硅器件。通過(guò)查閱資料，當(dāng)前學(xué)者們對(duì)于可控硅的研究或者溫度控制系統(tǒng)的研究還是比較多的，但是對(duì)于將可控硅與溫度控制系統(tǒng)結(jié)合在一起進(jìn)行研究的就比較有限了，可供參考的文獻(xiàn)資料比較缺乏。由于可控硅成本小、效率高、反應(yīng)快、功率方法倍數(shù)高，在控制系統(tǒng)應(yīng)用中具有很高價(jià)值。目前，關(guān)于可控硅與溫度控制系統(tǒng)結(jié)合的研究主要有：CWang在其對(duì)于可控硅與溫度控制的研究中討論了精確可控硅自動(dòng)溫控系統(tǒng)在實(shí)際操作中影響系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性的三個(gè)技術(shù)問(wèn)題：溫度測(cè)量熱電偶進(jìn)入的交流正常模式干擾信號(hào)的數(shù)值和波形的變化會(huì)導(dǎo)致不規(guī)則控制系統(tǒng)的低頻振蕩；在許多SCR控制系統(tǒng)的并行操作期間，同相電源之間和異相電源之間的相互干擾將導(dǎo)致系統(tǒng)的跟進(jìn)和失控；CR的擊穿短路會(huì)導(dǎo)致設(shè)備受到控制。作者提出了詳細(xì)的理論分析，并提出了解決這些問(wèn)題的有效方法，提高了精確SCR自動(dòng)溫控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。JLi，XLMeng，WLSong等提出了一種基于單片機(jī)的智能溫控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。智能溫度控制系統(tǒng)分為四個(gè)部分：監(jiān)視器，加熱器，受控過(guò)程和反饋回路。其中，溫度檢測(cè)電路通過(guò)傳感器檢測(cè)設(shè)計(jì)有水的電導(dǎo)率。光耦合器MOC3041用于實(shí)現(xiàn)功率控制電路，其控制對(duì)象為1kW電加熱器，220V交流電源；鍵盤和顯示電路SMC1602A包括四個(gè)按鍵和LCD顯示屏，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互；基于單片機(jī)系統(tǒng)STC89C52，將傳感器信號(hào)和鍵盤設(shè)定目標(biāo)溫度自動(dòng)與功率進(jìn)行比較，以完成水溫控制。作者通過(guò)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)測(cè)試，表明了該方法為實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)采集和控制提供了有效途徑。張爭(zhēng)剛在其研究中認(rèn)為電熱毯的溫度控制對(duì)電熱毯使用的舒適性和安全性起著重要的作用,目前普通電熱毯只有高、低兩檔控制,存在高檔溫度太高,而低檔溫度太低,舒適性較差,并且存在安全隱患,作者通過(guò)對(duì)可控硅無(wú)極調(diào)溫和控制器控制兩種溫控系統(tǒng)進(jìn)行比較,控制器溫控系統(tǒng)具有使用方便、溫控效果好、易操作、安全性高等優(yōu)點(diǎn),適合在電熱毯溫控系統(tǒng)中推廣使用。劉浩在其研究中以山梨醇生產(chǎn)工藝中原料的加熱過(guò)程為參考對(duì)象，選取其原料反應(yīng)溫度為主要研究參數(shù)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)并選用西門子S7-300PLC作為主要控制器。直接用其自帶的編程語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)模糊PID控制算法的編程，完成對(duì)系統(tǒng)的控制，提高系統(tǒng)的溫度控制指標(biāo)。最終實(shí)現(xiàn)的溫度控制指標(biāo)包括超調(diào)量在2%以內(nèi)，上升時(shí)間在15min以內(nèi)，精度控制150±3℃左右。劉斌，趙丹丹研究認(rèn)為隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們需要對(duì)各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。自動(dòng)控制越來(lái)越成為人們關(guān)注的焦點(diǎn),自動(dòng)調(diào)節(jié)電阻爐溫度系統(tǒng)也備受關(guān)注。其中微機(jī)及其應(yīng)用已經(jīng)成為高、新科學(xué)技術(shù)的重要內(nèi)容和標(biāo)志之一,它在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域正在發(fā)揮著引人注目的作用。微機(jī)控制的電阻爐溫度控制系統(tǒng)實(shí)際上就是一個(gè)智能控制系統(tǒng),是一種能耗相對(duì)來(lái)說(shuō)比較低的溫度控制系統(tǒng)。采用單片機(jī)進(jìn)行控制不僅具有控制方便,簡(jiǎn)單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn),而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo),從而能夠大大的提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。三、論文提綱1引言2相關(guān)理論概述2.1可控硅2.2溫度閉環(huán)系統(tǒng)2.3PID控制原理3系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)3.1控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)3.2控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本原則3.3控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則4控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)4.1PLC選型4.2可控硅選型4.3溫度傳感器選型4.4溫度控制模塊選型4.5溫度輸出模塊選型5控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)5.1總程序設(shè)計(jì)5.2子程序設(shè)計(jì)6總結(jié)四、與選題相關(guān)的主要參考文獻(xiàn)（列出：作者、著作名稱/論文名稱、出版社/期刊名稱、出版年月/刊期），以下為參考文獻(xiàn)格式舉例。[1]CichangW,XiangchunZ.EnhancementofStabilityandReliabilityofPreciseSCRAutomaticTemperatureControlSystem[J].ActaAutomaticaSinica,2012.[2]Xian-Lin,Meng,Wen-Long,etal.IntelligentTemperatureControlSystemDesignBasedonSingle-ChipMicrocomputer[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：英文版,2014,21(3):91-94.[3]張爭(zhēng)剛.電熱毯溫度控制系統(tǒng)的研究[J].楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2016,15(2):38-39.[4]劉浩.電加熱溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[D].中國(guó)計(jì)量學(xué)院，2013.[5]劉斌,趙丹丹.基于單片機(jī)技術(shù)的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新,2015(24):122-122.[6]朱必武,朱文武.基于PID算法和89C52單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)[J].