课程设计论文PLC在温度监测与控制系统中的应用.doc

PLC在温度监测与控制系统中的应用目录1 选题意义12 设计任务23 工艺分析34 温度监测控制系统控制功能及工作过程44.1 温度监测操作盘44.2 PLC控制装置45 温度监测控制系统PLC硬件设计及工作过程分析65.1 PLC硬件接线图65.2 温度监测控制系统I/O表65.3 PLC软件设计梯形图76 总结127 参考文献13131 选题意义 温度是工业生产中最常见最基本的工艺参数之一，对工件的处理温度要求严格控制。目前，火电厂温度监测有CCD图像处理法、温度传感器监测等方法本文采用温度传感器监测温度控制系统进行设计。 过去温度控制系统一般采用温度一仪表等仪表来直接控制，存在测温的延迟现象，同时受耐高温材料的限制，不能应用于很高的温度测量。本设计采用最先进的plc技术实现温度监测控制系统设计。 通过本次设计既能是我们掌握plc的工程设计方法，又能深入了解温度监测控制系统的构成，为我们将来工作奠定了良好基础。 2 设计任务在本设计中依据温度监测控制系统的功能要求主要完成以下设计： 完成温度监测控制系统功能框图设计 完成温度监测控制系统的硬件设计 完成温度监测控制系统的plc配置及功能设计 完成温度监测控制系统的plc软件程序设计 3 工艺分析在启动过程中要求：将系统的温度控制在5060之间，当温度低于50或高于60时，应能自动进行调整，当调整3分钟后仍不能脱离不正常状态，则应采取声光报警，以提醒操作人员注意排除故障。系统要求温度控制在5060范围内，为了控制方便，设定一个温度较佳值（本例设为55），并以此作为被控温度的基准值。另外，还需要设定输出控制信号时的调节基准量，但实际的控制构成中，温度的变化范围经常会出现低于50或高于60的情况，如图3.1所示：图3.1 实际温度变化曲线系统设计一个启动按钮来启动控制程序，设计绿、红、黄3个指 示灯来指示温度状态。被控温度在 要求范围内，绿灯亮，表示系统运行正常。当被控温度超过上限或低于下限时，经调整3分钟后尚不能回到正常范围，则红灯或黄灯亮，并有声音报警，表示温度超过上限或低于下限。本例介绍了如图3.1温度变化曲线对应的控制系统控制功能，如图3.2所示：图3.2 控制系统的控制功能4 温度监测控制系统控制功能及工作过程本设计采用模拟盘进行操作，采用PLC进行控制，应用温度变送器进行周期性温度采样监测，系统的基本构成如图4.1所示：图4.1 控制系统的基本构成4.1 温度监测操作盘本设计中温度监测操作盘上布置有控制系统的启/停按钮，红、黄、绿三盏预警指示灯,一个报警喇叭及LED显示器。4.2 PLC控制装置由PLC完成炉内温度按比例调节器（P）的自动调节，控制过程如图4.2所示： 1、PLC投入运行时，通过SM0.0产生的初始化脉冲进行初始化，包括将温度较佳值和基准调节量存入有关数据寄存器，使计时用的两个计数器复位。2、按启动按钮（KA），控制系统投入运行。3、采样时间到，则将待测的采样数据值读入PLC，然后按算术平均的办法求出四点温度的平均值Q。4、将Q与Qmax（温度允许上限）比较，若未超过上限，将Q与Qmin（温度允许下限）比较，若也为低于下限，则说明温度正常，绿灯亮，等待下一次采样。5、若QQmax,进行上限处理：计算Q与上限温度偏差，根据偏差计算调节量（比例系数假设为2），发出调节命令，并判断调节时间，若调节时间超过3分钟，进行声光报警（红灯亮）；若调节时间未到3分钟，则准备下次采样及调节。6、 当采样温度低于下限，即QQmin时，进行下限处理：计算Q与下限温度偏差，计算调节量，发出调节命令，并判断调节时间，若调节时间超过3分钟，进行声光报警（黄灯亮）；若调节时间未到3分钟，则准备下次采样及调节。图4.2 控制系统控制流程图5 温度监测控制系统PLC硬件设计及工作过程分析5.1 PLC硬件接线图图5.1 PLC硬件接线图5.2 温度监测控制系统I/O表 温度监测控制系统应用了两个数字量输入 （I0.0,I0.1），四个数字量输出(Q0.0,Q0.1,Q0.2,Q0.3)和四个模拟量输入(AI0.0,AI0.2,AI0.4,AI0.6)。I/O表如表5.2所示：表5.2 温度检测控制系统I/O表序号名称符号I/O地址序号名称符号I/O地址1启动KAI0.06喇叭SQ0.32停止TAI0.17温度变送器1WB1AI0.03红灯L1Q0.08温度变送器2WB2AI0.24绿灯L2Q0.19温度变送器3WB3AI0.45黄灯L3Q0.210温度变送器4WB4AI0.65.3 PLC软件设计梯形图6 总结 本例以工业生产中常见的温度监测、报警与控制功能的实现为例，介绍了PLC模拟量控制系统的构成、温度控制流程图及程序的设计方法，给出了梯形图设计实例，可以作为同类型PLC控制系统的参考。在温度控制中，根据实际系统的特点和需要，可以采用多种控制算法来提高控制效果。此处以简单的比例控制来编制梯形图的，PLC还可以实现更复杂的控制算法，实现更精确的控制。采用S7-200PLC作为生产现场的控制器，完成温度控制，本系统能实现对温度参数及时准确的监测及控制。在两周的可设期间，搜集了大量的课题相关资料，进一步加深了对课题的理解，为我们展开下一步的工作奠定了基础。整个设计环节以控制系统梯形图设计为重点，在老师耐心指导和同学的帮助下，最终圆满结束了本次课设。最后，我要感谢学院给我们这次设计的机会，感谢我的指导教师，感谢我的同学！7 参考文献1 王永华 主编 现代电器控制及PLC应用技术 北京航空航天大学 2008.22 王丽香、王琦 编著 模拟量控制系统 中国电力出版社 2006.43 范建东 编著 可编程控制器原理及应用 华南理工大学出版社 2004.54 王伟 主编 可编程控制器的使用和维护 化工工业出版社 2005.25 陈远琦等 编著 FX2N可编程控制器温度检测与控制系统的设计 2005.6