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基于PLC 的远程温度控制系统的调研报告 一．课题的背景和意义 许多领域都需要对温度的监控,如工厂的生产设备、化工领域、航空航天、 农作物的种植和储存、实验室等等. 有很多领域的温度可能较高或较 ,人无法 靠近或现场无需人力来监控,我们可以用远程监控,坐在办公室里就可以对现场 进行监控,又方便又节省人力。 随着电子技术的发展, 可编程序控制器(PLC)已经由原来简单的逻辑量控制, 逐步具有了计算机控制系统的功能。在现代工业控制中,PLC 占有了很重要的地 位, 它可以和计算机一起组成控制功能完善的控制系统。在许多行业的工业控制 系统中, 温度控制都是要解决的问题之一。如塑料挤出机大都采用简单的温控仪 表和温控电路进行控制, 存在控制精度低、超调量大等缺点, 很难生产出高质量 [2] 的塑料制品。在一些热处理行业都存在类似的问题 。为此, 设计较为通用的温 度控制系统具有重要意义,具体系统参数或部分器件可根据各行业的要求不同来 进行调整。 通常由位式或时间比例式温度调节仪控制的工业加热炉温度控制系统，其主 回路由接触器控制时因为不能快速反应，所以控温精度都比较低，大多在几度甚 至十几度以上。随着电力电子技术及元器件的发展，主回路用无触点的可控硅和 固态继电器代替接触器，配以PID或模糊逻辑控制的调节仪构成的温度控制系统， 其控温精度大大提高，常在±2℃以内。如加热炉是一个大惯性系统，在采用PID 调节模式时， 其参数随物料的物理特性及质量而变，参数整定需要比较高的专 [9] 业知识和经验，如果参数配置不好也难获得好的效果，所以使用比较复杂 。在 一些比较大的系统，或还有其它控制目标的场合也常采用工业控制机和PLC （可 编程逻辑控制器），加上相应的温度转换摸块构成温度控制系统，它们大多也采 用PID 或模糊逻辑控制模型。 二．国内外研究现状 （一）PT100温度传感器 word文档 可自由复制编辑 为了把温度传感器 PT100 随温度变化的电阻转换成相应的温度变化值，利用下 面的温度公式求得：T ℃= （温度数字量-0℃偏置量）/1 ℃数字量，温度数字量= 存储在 AIWx （x=0,2,4 ）中的值，0 ℃偏置量=在 0 ℃测量出的数字量，1℃数字 量=温度每升高1℃的数字量。 （二）随着电力电子技术及元器件的发展，出现了以下几种解决的方案： 1、主回路用无触点的可控硅和固态继电器代替接触器，配以PID 或模糊逻辑控 制的调节仪构成的温度控制系统，其控温精度大大提高，常在±2℃以内，优势 是采用模糊控制与 PID 控制相结合，对控制范围宽、响应快且连续可调系统有 巨大的优越性[6 。 2、采用单片机温度控制系统。用单线数字温度传感器采集温度数据,打破了传统 的热电阻、热电偶再通过A/D 转换采集温度的思路。用单片机对数字进行处理 和控制，通过RS - 232 串口传到PC 机对温度进行监视与报警，设置温度的上限 和下限。其优势是结构简单，编程不需要用专用的编程器，只需点击电脑鼠标就 可以把编好的程序写到单片机中，很方便且调试、修改和升级很容易[7 。 3、 ARM(Advanced RISC Machine)嵌入式系统模糊温度控制。利用ARM 处理器 的强大功能，通过读取温度传感器数据，并与设定值进行比较，然后对温度进行 控制。通过内嵌的操作系统μCLinux 获得极好的实时性，并且通过TCP/IP 协议 能与 PC 机很快的通讯[8 。其优势不只是温度控制精度高，而且能够通过现场 跟远程两种方式来设定控制温度。 这三种温度控制系统分别有各自的不足，第一种灵活性不足，当生产工艺改 进或调整的时候对整个线路系统的更改比较麻烦，甚至需要重新排线建立一个系 统，工程浩大。 （二）CPM2AH-20/30/40/60CDR-A 属于小型应用PLC 。 与CPM1A 相比，有如下特点: 1、高速计数器能方便地测量高速运动的加工件。 2、扩展能力增强，最大到12ch 的模拟量。 3、带高速扫描和高速中断的高速处理。 word 文档 可自由复制编辑 4、可方便地与OMRON 的可编程程序终端（PT）相连接，为机器操作提供一个 可视化界面。 5、A/D，D