[信息与通信]基于S7-200温度控制系统设计.doc

题 目: 基于S7-200温度控制系统设计 姓 名: 学 院: 专 业: 班 级: 学 号: 指导教师: 职称:  目 录 摘要 １ 关键字 １ Abstract. １ Key words １ 1 绪论 ２ 1.1 课题研究的背景及意义 ２ 1.2 国内外研究概况 ２ 1.2.1 控制理论的发展状况 ２ 1.2.2 温度控制发展现状 ３ 1.3 PID控制与智能控制 ３ 1.3.1 传统PID控制 ３ 1.3.2 智能控制 ３ 1.4 论文的总体结构 ４ 2 温度控制系统的理论分析与研究 ４ 2.1 温度对象控制特点 ４ 2.2 温度控制的数学模型 ４ 2.2.1 温度控制的简化数学模型 ４ 2.2.2 温度控制各动态参数的确定 ５ 2.3 PID算法介绍 ５ 2.3.1 模拟PID控制介绍 ５ 2.3.2 数字PID控制介绍 ７ 2.4 PID参数整定 ８ 2.4.1 经验法 ８ 2.4.2 Z-N法 ８ 2.5 PID参数自整定 ９ 3 温度控制系统的软硬件设计 ９ 3.1 温度控制系统的硬件设计 ９ 3.1.1 总体设计 ９ 3.1.2 温度传感器 １０ 3.1.3 西门子S7-200PLC介绍 １０ 3.1.3.1 可编程逻辑控制器介绍 １０ 3.1.3.2 西门子S7-200型PLC １０ 3.1.4 模拟量输入模块EM231 １０ 3.1.5 电气原理图与接线实物图 １０ 3.2 系统的软件程序设计 １３ 3.2.1 PLC 的程序设计语言 １３ 3.2.2 STEP7 Micro/WIN32 V4.0软件介绍 １３ 3.2.3 控制算法描述 １３ 3.2.4 PLC编程 １４ 3.3 组态软件设计 ２０ 3.3.1 组态软件概述 ２１ 3.3.2 MCGS组态软件介绍 ２１ 3.3.3 组态软件的具体设计 ２１ 4 系统的调试 ２４ 4.1 系统调试的总体过程 ２４ 4.2 电阻炉的实验过程 ２５ 4.2.1 对温度传感器进行标定 ２５ 4.2.2 测量控对象飞升曲线 ２５ 4.2.3 开关型温度控制 ２５ 4.2.4 确定PID的参数 ２５ 4.2.5 实验调整PID参数 ２５ 4.3 水壶的实验过程 ２６ 4.3.1 水壶的飞升曲线 ２６ 4.3.2 开关型温度控制 ２６ 4.3.3 确定PID的参数 ２７ 4.3.4 实验调整PID参数 ２７ 5 结果分析与结论 ２９ 致谢 ３０ 参考文献 ３０ 基于S7-200温度控制系统设计 机械设计制造及其自动化专业学生 任 航 指导教师 杨 勇 摘要：温度控制被广泛地应用在工业生产和生活中，温度控制效果也直接影响到生产效率和产品质量，因而对温度控制系统的控制要求很高。但是温度具有升温单向性、非线性、大惯性、大滞后时变性等特点。热量的传递是需要一定时间的，温度上升的快慢与热容量的大小有关，而产生滞后则与热量的传递过程有关，再者测温元件也有一定的惯性，这些都会产生滞后现象。temperature control system design based on S7-200 Student majoring in Mechanical Design, Manufacturing and Automation Ren Hang Tutor Yang Yong Abstract：Temperature control is widely used in industrial production and life, temperature control results have a direct impact on production efficiency and products quality, and Thus the control of the temperature control system requirements are high. But the temperature is warming, nonlinear, large inert