plc應用技術課程設計（**）
題目： 基於plc的溫度控制系統設計
院（系）： 電氣工程學院
專業班級： 測控092班
學號學生姓名
指導教師
起止時間： 2012.6.20～2012.7.3
摘要可程式設計控制器(plc)作為傳統繼電器控制裝置的替代產品已廣泛應用工業控制的各個領域，由於它可通過軟體來改變控制過程，而且具有體積小，組裝靈活，程式設計簡單抗干擾能力強及可靠性高等特點，因此它非常適合於在惡劣的工業環境下使用。本次硬體設計採用工業控制計算機和ge fanuc 90-30 plc並配合pt100溫度感測器對控制現場的溫度取樣，溫度取樣後處理資料採用proficy machine edition 6.0編制梯形圖程式，並採用mcgs組態軟體設計溫度控制的實時操控介面，即在組態軟體mcgs的控制介面上實時顯示通道溫度值，並可通過控制介面對程式所設定的通道溫度上下限值進行改變，實現了對檢測現場溫度的實時監控。
關鍵詞： plc , pt100溫度感測器，溫度控制，mcgs組態軟體，
溫度測量和控制對人類日常生活、工業生產、氣象預報、物資倉儲等都起著極其重要的作用。在許多場合，及時準確獲得目標的溫度資訊是十分重要的，近年來，溫度測控領域發展迅速，並且隨著數字技術的發展，溫度的測控晶元也相應的登上歷史的舞台，能夠在工業、農業等各領域中廣泛使用。
隨著現代工業的逐步發展，在工業生產中，溫度、壓力、流量和液位是四種最常見的過程變數。其中，溫度是乙個非常重要的過程變數。例如：
在冶金工業、化工工業、電力工業、機械加工和食品加工等許多領域，都需要對各種加熱爐、熱處理爐、反應爐和鍋爐的溫度進行控制。對於不同生產情況和工藝要求下的溫度控制，所採用的加熱方式，燃料，控制方案也有所不同。例如冶金、機械、食品、化工等各類工業生產中廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應爐等；燃料有煤氣、天然氣、油、電等。
溫度控制系統的工藝過程複雜多變，具有不確定性，因此對系統要求更為先進的控制技術和控制理論。
這方面的應用大多是基於微控制器進行pid控制，然而微控制器控制的ddc系統軟硬體設計較為複雜,特別是涉及到邏輯控制方面更不是其長處，plc在這方面卻是公認的最佳選擇。
通過採用plc來對它們進行控制不僅具有控制方便、簡單和靈活性大的優點，而且可以大幅度提高被測溫度的技術指標，從而能夠大大提高產品的質量和數量。因此，plc對溫度的控制問題是乙個工業生產中經常會遇到的控制問題。隨著科學技術的不斷發展，人們對溫度控制系統的要求越來越高，因此，高精度、智慧型化、人性化的溫度控制系統是國內外必然發展趨勢。
這也正是本課題所重點研究的內容。
溫度控制系統在工業生產中獲得了廣泛的應用，在工農業生產、國防、科研以及日常生活等領域占有重要的地位。溫度控制系統是人類供熱、取暖的主要裝置的驅動**，它的出現迄今已有兩百餘年的歷史。期間，從低階到高階，從簡單到複雜，隨著生產力的發展和對溫度控制精度要求的不斷提高，溫度控制系統的控制技術得到迅速發展。
當前比較流行的溫度控制系統有基於微控制器的溫度控制系統，基於plc 的溫度控制系統，基於工控機（ipc）的溫度控制系統，集散型溫度控制系統（dcs），現場匯流排控制系統（fcs）等。
微控制器的發展歷史雖不長，但它憑著體積小，成本低，功能強大和可靠性高等特點，已經在許多領域得到了廣泛的應用。微控制器已經由開始的4位機發展到32位機，其效能進一步得到改善。基於微控制器的溫度控制系統執行穩定，工作精度高。
但相對其他溫度系統而言，微控制器響應速度慢、中斷源少，不利於在複雜的，高要求的系統中使用。
國外溫度控制系統發展迅速，並在智慧型化、自適應、引數自整定等方面取得成果。日本、美國、德國、瑞典等技術領先的國家，都生產出了一批商品化的、效能優異的溫度控制器及儀器儀表，並在各行業廣泛應用。目前，國外溫度控制系統及儀表正朝著高精度、智慧型化、小型化等方面快速發展。
工控機（ipc）即工業用個人計算機。ipc的效能可靠、軟體豐富、**低廉，應用日趨廣泛。它能夠適應多種工業惡劣環境，抗振動、抗高溫、防灰塵，防電磁輻射。
過去工業鍋爐大多用人工結合常規儀表監控，一般較難達到滿意的結果，原因是工業鍋爐的燃燒系統是乙個多變數輸入的複雜系統。影響燃燒的因素十分複雜，較正確的數學模型不易建立，以經典的pid為基礎的常規儀表控制，已很難達到最佳狀態。而計算機提供了諸如數字濾波，積分分離pid，選擇性pid。
引數自整定等各種靈活演算法，以及「模糊判斷」功能，是常規儀表和人力難以實現或無法實現的。在工業鍋爐溫度檢測控制系統中採用控機工可大大改善了對鍋爐的監控品質，提高了平均熱效率。但如果單獨採用工控機作為控制系統，又有易干擾和可靠性差的缺點。
本設計的主要流程為使用工控機作為上位機，以ge fanuc 90-30 plc作為下位機，上位機通過序列記憶體狀態，下位機通過程式控制溫度物件。
本設計的主要內容有：
（1）根據plc外圍硬體電路，繪製硬體接線圖；
（2）選擇plc型號，繪製主程式流程圖，列i/o分配表；
（3）用組態軟體mcgs編制基於plc的溫度控制系統組態介面，並編制部分程式；
（4）最後進行執行程式的除錯，實現溫度控制系統的溫度採集與控制加熱器輸出。
感測技術、通訊技術和計算機技術是現代資訊科技的三大基礎技術。
中華人民共和國國家標準gb7665-1987對感測器的定義是：「能感受規定的被測量並按照一定規律轉換成可用輸出訊號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成。其中，敏感元件是指直接感受或響應被測量的部分；轉換元件是指感測器中能將敏感元件或響應的被測量轉換成適於感測器或被測量的電訊號部分。
」對生產過程的監控首先離不開採集裝置工作資訊，因此選用合適的感測器至關重要，如果把計算機看作是自動化系統的「大腦」，通道看作是「神經網路」的話，那麼感測器就是自動化系統的「五官」。無法對現場資料進行準確、可靠、實時測量，監控也就無從談起了。
可程式設計控制器（plc）可程式設計控制器是一種工業控制計算機，是繼承計算機、自動控制技術和通訊技術為一體的新型自動裝置。它具有抗干擾能力強，**便宜，可靠性強，程式設計簡單，易學易用等特點，在工業領域中深受工程操作人員的喜歡，因此plc已在工業控制的各個領域中被廣泛地使用。
plc本質上是一台用於控制的專用計算機，因此它與一般的控制機在結構上有很大的相似性。plc的主要特點是能力，也就是說，它的基本結構主要是圍繞著適宜於過程控制的要求來進行設計的。按結構形式的不同，plc可分為整體式和組合式兩類。
整體式plc是將**處理單元(cpu)、儲存器、輸入單元、輸出單元、電源、通訊介面等組裝成一體，構成主機。另外還有獨立的i/o擴充套件單元與主機配合使用。主機中，cpu是plc的核心，i/o單元是連線cpu與現場裝置之間的介面電路，通訊介面用於plc與程式設計器和上位機等外部裝置的連線。
如下圖2.1所示：
圖2.1
組合式plc將cpu單元、輸入單元、輸出單元、智慧型i/o單元、通訊單元等分別做成相應的電路板或模組，各模組插在底板上，模組之間通過底板上的匯流排相互聯絡。裝有cpu單元的底板稱為cpu底板，其它稱為擴充套件底板。cpu底板與擴充套件底板之間通過電纜連線，距離一般不超過10m。
基於PLC電梯的控制系統設計
江南大學 本科畢業 設計 電梯plc控制系統設計 所在學院 專業名稱自動化 申請學士學位所屬學科工學 年級學生姓名 學號 指導教師姓名 職稱 完成日期 摘要 本 闡述了seimens可程式設計控制器plc在電梯控制系統中的應用，介紹了3層樓電梯的plc控制系統的總體設計方案 設計過程 組成，列出了具...
基於船閘的PLC控制系統設計
anyang institute of technology 本科畢業 基於plc的船閘控制系統設計 the design of lock control system based on plc 系 院 名稱 電子資訊與電氣工程學院 專業班級07級自動化1班 學生姓名王旭 學號20070201002...
基於PLC的廣告燈控制系統設計正文
蘇州資訊職業技術學院 實訓報告 系別專業 班級學生姓名 學生學號 實訓課程 指導教師 日期蘇州資訊職業技術學院 畢業設計 成績評定表 蘇州資訊職業技術學院 畢業設計 任務書 學生 簽名 王新 2013年 9月9 日 指導教師 簽名 張偉 2013 年9 月 9 日 教研室主任 簽名2013年 9月 ...