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基于PLC的PID温度控制系统设计（附程序代码）

摘要

自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用，温度控制是

控制系统中最为常见的控制类型之一。随着PLC技术的飞速发展，通过PLC对被控

对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向。温度控制系统广泛

应用于工业控制领域，如钢铁厂、化工厂、火电厂等锅炉的温度控制系统。而温度

控制在许多领域中也有广泛的应用。这方面的应用大多是基于单片机进行PID控

制,然而单片机控制的DDC系统软硬件设计较为复杂,特别是涉及到逻辑控制方

面更不是其长处,然而PLC在这方面却是公认的最佳选择。根据大滞后、大惯

性、时变性的特点，一般采用PID调节进行控制。随着PLC功能的扩充，在许多

PLC控制器中都扩充了PID控制功能,因此在逻辑控制与PID控制混合的应用场

所中采用PLC控制是较为合理的。

本设计是利用西门子S7-200PLC来控制温度系统。首先研究了温度的PID调节

控制，提出了PID的模糊自整定的设计方案，结合MCGS监控软件控制得以实现控

制温度目的。

关键词:PLC;PID;温度控制

沈阳理工大学课程设计论文

目录

1引

言

1

1.1温度控制系统的意

义

1

1.2温度控制系统背

景

11.3研究技术介

绍

1

1.3.1传感技

术

1

1.3.2

PLC

2

上位

机

1.3.33

1.3.4组态软

件

31.4本文研究对

象

4

2温度PID控制硬件设

计

5

2.1控制要

求

52.2系统整体设计方

案

52.3硬件配

置

6

2.3.1西门子S7-200

CUP224

6

2.3.2传感

器

6

2.3.3EM235模拟量输入模

块

7

2.3.4温度检测和控制模

块

82.4I/O分配

表

82.5I/O接线

图

8

3控制算法设

计

9

3.1P-I-D控

制

93.2PID回路指

令

11

3.2.1PID算

法

11

3.2.2PID回路指

令

14

3.2.3回路输入输出变量的数值转

换16

3.2.4PID参数整

定

17

4程序设

计

19

4.1程序流程

图

194.2梯形

图

19

I

沈阳理工大学课程设计论文

5调

试

23

5.1程序调

试

23

5.2硬件调

试

23

结束

语

24附录程序代

码

25参考文

献

27

II

沈阳理工大学课程设计论文

1引言

1.1温度控制系统的意义

温度及湿度的测量和控制对人类日常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等

都起着极其重要的作用。在许多场合，及时准确获得目标的温度、湿度信息是十分

重要的，近年来，温湿度测控领域发展迅速，并且随着数字技术的发展，温湿度的

测控芯片也相应的登上历史的舞台，能够在工业、农业等各领域中广泛使用。

1.2温度控制系统背景

自70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在微电子技术和计算机技

术的迅猛发展以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国内外温度控制系统发

展迅速，并在职能化、自适应、参数自整定等方面取得成果，在这方面，一日本、

美国、德国、瑞典等国技术领先，都产生了一批商品化的、性能优异的温度控制器

及仪器仪表，并在各行各业广泛应用。

温度控制系统在国内各行各业的应用虽然十分广泛，但从国内生产的温度控制

器来讲，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比仍然有着较

大的差距。目前，我国在这方面总体水平处于20实际80年代中后期水平，成熟产

品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主，它只能适应一般温度系统控制，

难于控制滞后、复杂、时变温度系统控制。而适应于较高控制场合的智能化、自适

应控制仪表，国内技术还不十分成熟。形成商品化并在仪表控制系统参数的自整定

方面，还没开发性能可靠的自