PLC课程设计-PLC在温度监测与控制系统中的应用汇.doc

江西理工大学应用科学学院 西门子PLC课程设计 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 071 姓 名： 学 号： 30 设计题目：PLC在温度监测与控制系统中的应用 设计报告格式20分 设计内容60分 10分 10分 总计得分 封面 3 页面布局 5 目录格式 3 图表质量 4 间距、行距、字体 6 工艺过程分析 8 系统控制要求 8 I/O 分配 5 设备选型 5 电气原理图 系统程序设计 10 动手实践能力 10 总印象评分 10 主电路 8 控制电路 8 外围接线图 8 第一章 概述 1.1 应用背景与需求 在工业生产自动近控制中，为了生产安全或为了保证产品质量，对其温度、压力、流量、成分、速度等一些重要的被控参数，通常需要进行自动监测，并根据监测结果进行相应的控制。在自动监测系统中，常常设有上下限检查，报警及自动处理系统，以便提醒操作人员注意，必要时采取紧急措施。 温度是工业生产对象中主要的被控参数之一。本例以一个温度监测与控制系统为例，来说明PLC在模拟量信号监测与控制中的应用问题。 第二章 PLC温度监测与控制系统的设计 2.1 温度控制系统的要求 系统要求：讲被控系统的温度控制在50度~60度之间，挡温度低于50度或高于60度时，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，则应采用声光报警，以提醒操作人员注意排除故障。 系统设置一个启动按钮一启动控制程序，设置绿、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。 2.2 控制系统的I/O点及地址分配 控制系统的输入/输出信号的名称、代码及地址编号如表1-1 表1-1 输入/输出信号的名称、代码及地址编号 名称 代码 地址编码 输入信号 温度上限信号 SB1 I0.0 温度正常信号 SB2 I0.1 温度下限信号 SB3 I0.2 采样模拟量输入电压值 Up AQW0 输出信号 红灯 KM1 Q0.0 绿灯 KM2 Q0.1 黄灯 KM3 Q0.2 采样模拟量输出电压值 Vf AQW0 2.3 电气控制系统原理图 电气控制系统原理图包括主电路图、控制电路图以及PLC外围接线图。 主电路图 如图1-1所示为电控系统主电路。红、绿、黄三个灯分别为L1、L2、L3。接触器KM1、KM2、KM3分别控制L1、L2、L3的亮灭； 图1-1电控系统的主电路 2.4 控制电路图 图1-2是控制电路图。开关SB1、SB2、SB3分别控制红、绿、黄三个灯L1、L2、L3的亮灭。 图1-2电控系统的控制电路图 2.5 PLC外围接线图 图1-2为PLC及扩展模块外围接线图。 图1-2 PLC及扩展模块外围接线图 2.6 PLC系统的构成 在被控系统中设置4个温度测量点，温度信号经变送器变成0~5V 的电信号（对应温度为0~100度），送入4个模拟量输入通道。PLC读入四路温度后，再取平均值作为被控系统的实际温度值。 若被测温度超过允许范围，按控制算法运算后，通过模拟量输出通道，向背控系统送出0~10V的模拟量温度控制信号。 PLC通过输入端口连接自动按钮，通过输出端口控制绿灯的亮灭，通过输出端口控制红灯的亮灭，通过输出端口控制黄灯的亮灭。 2.7 PLC温度监测与控制梯形图的设计 系统要求温度控制在50度~60度的范围之内，为了控制方便，设定一个温度较佳值（本例设为55度），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的调节基准量，正常情况下，输出基准量时被控温度接近较佳值。本例设定的基准量相当于PLC（输出6V）。 加热炉一类的温度控制对象，其系统本身的动态特性基本上属于一阶滞后环节，在控制算法上可以采用PID控制或在林算法。由于本系统温度控制要求不高，为了简化起见，本例按P（比例）控制算法进行运算采样调节周期高为1秒。 实现温度检测懒惰控制的过程包括： （1）PLC投入运行时，通过特殊辅助继电器产生的初始化脉冲进行初始化，包括将温度较佳值和基准值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，控制系统投入运行。采样时间到，则将待测的四点温度值读入PLC，然后按算术平均的办法求出四点温度的平均值Q。将Q与Qmax（温度允许上