《毕业论文：基于PLC和组态王的温度控制系统设计》.doc

PAGE  本 科 生 毕 业 论 文（设计） 题 目： 基于PLC和组态王的温度控制 系统设计 院 系： 信息科学与技术学院 专 业： 自动化 学生姓名： 刘文博 学 号： 指导教师： 杨智（教授） （职 称） 二〇 〇 九 年 五 月  附表一、毕业论文开题报告 论文（设计）题目：基于PLC和组态王的温度控制系统设计  研究背景、意义： 在工业生产过程中，温度是最常见的过程参数之一。在冶金、化工、电力、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。由于其具有工况复杂、参数多变、运行惯性大、控制滞后等特点，它对控制调节器要求极高。在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为PID控制。 可编程控制器(PLC)是一种应用非常广泛的自动控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点，非常适合温度控制的要求。 基于PLC 的温度控制系统以其可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、功能强大、能耗低等优点深受许多用户的青睐，在工业温度控制场合得到了广泛的应用。同时，人机界面的出现可以使用户对控制系统进行全面监控，包括参数监测、信息处理、在线优化、报警提示、数据记录等功能，从而使控制系统变得简单易懂、操作人性化。 研究内容： 本论文研究的是PLC技术在温度监控系统上的应用。从整体上分析和研究了控制系统的硬件配置、电路图的设计、程序设计，控制对象数学模型的建立、控制算法的选择和参数的整定，人机界面的设计等。 设计方法： 通过西门子PLC控制器，温度传感器将检测到的实际炉温转化为电压信号，经过模拟量输入模块转换成数字量信号并送到PLC中进行PID调节，PID控制器输出量转化成占空比，通过固态继电器控制炉子加热的通断来实现对炉子温度的控制。同时利用组态软件组态王设计一个人机界面（HMI），通过串行口与可编程控制器???信，对控制系统进行全面监控，从而使用户操作更方便。 总体上包括的技术路线：硬件设计，软件编程，参数整定等。 相关支持条件： 西门子PLC控制器 组态软件组态王 预期成果： 在西门子工控产品PLC和组态王的基础上，我们设计出反应迅速，控制精度高、抗干扰能力强、稳定可靠的温度控制系统。结合人机界面，系统美观易懂，操作简单快捷。 设计进度： 预计5个月可完成： 第1个月：重点学习西门子PLC和组态软件的使用方法。 第2个月：PLC控制系统和控制器的设计。 第3个月：人机界面的设计。 第4个月：对整个系统进行全方位的调试及完善。 第5个月：论文写作。 学生签名： 年 月 日  指导教师意见： 1、同意开题（ ） 2、修改后开题（ ） 3、重新开题（ ） 指导教师签名： 年 月 日  附表二、毕业论文过程检查情况记录表 指导教师分阶段检查论文的进展情况（要求过程检查记录不少于3次）： 第1次检查 学生总结： 控制系统硬件设计。在掌握了可编程控制器（PLC）的组成、工作原理以 及充分了解被控对象的基础上，选择了西门子S7-200系列PLC CPU226为控制 器，K型热电偶作为温度检测传感器，再加上固态继电器和烤炉组成了温度控 制系统。根据硬件连接图完成控制系统实际的硬件连接。 指导教师意见： 第2次检查 学生总结： 控制系统软件设计。认真学习PLC的功能指令，在掌握系统硬件工作过程 的基础上画出控制程序流程图，然后利用编程软件STEP7--Micro/WIN 编写了 梯形图程序。编程时应用了编程软件自带的PID指令向导模块，使得程序结构 简单，更容易理解。 指导教师意见： 第3次检查 学生总结： 人机界面设计。在比较了西门子公司的Wincc、罗克韦尔公司的RsView及 国产的组态王等组态软件后，发现组态王更容易操作且能达到我们的要求，所 以我们用组态王做出了控制系统监控界面，包括主界面、设定画面、实时趋势 曲线、历史趋势曲线和报警窗口等画面。这样，整个系统操作简单，控制方便， 大大提高了系统的自动化程度和实用性。 指导教师意见： 第4次检查 学生总结： 对整个系统进行多次测试后得出结果，