基于SMART200的温度PID控制系统设计与调试毕业设计文档格式.docx

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5.装订顺序

1)设计(论文)

2)附件:

按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订

摘 要:

温度是工业和科学实验中最常见和最重要的热工参数之一了。

现在产品对于温度控制的精度要求越来越高。

无论是在科学领域还是我们的生产实践中,温度控制都是极其重要的,特别是像冶金、化工、石油、机械、建材等大型工业中,都占有着极大的比重。

而温度控制的系统也有很多种,PLC凭借着它较高的可靠性,较强的抗干扰能力,已经成为许多用户信赖的产品,而且他的操作也较为简单。

本文介绍了西门子 S7-200smart设计硬件与Smart700IE7寸触摸屏。

PLC是数字控制型的电子计算机,他运用了可编程存储器的储存指令,具有顺序、逻辑、计数、计时等一些功能。

可以通过模拟输入、输出和数字输入输出等组件,进行控制各种程序和设备。

关 键 词 :

PLC 温 度 控 制 PID 触 摸 屏

5

Abstract

Temperatureindustrialandscientificexperiments,themostcommonandthemostimportantthermalparametersof.Nowproductsareincreasinglyhighrequirementsforprecisiontemperaturecontrol.Whetherinscienceorourproductionpractices,thetemperaturecontrolisextremelyimportant,especiallyasthemetallurgical,chemical,petroleum,machinery,buildingmaterialsandotherlargeindustry,hasplayedasignificantproportion.Thetemperaturecontrolsystemtherearemany,PLCWithitshighreliability,stronganti-jammingcapability,manyusershavebecomereliableproducts,andhisoperationisrelativelysimple.ThispaperintroducesthedesignofhardwareandSiemensS7-200smartSmart700IE7-inchtouchscreen.PLCisacomputernumericcontroltype,heusedaprogrammablememorytostoreinstructions,withorder,logic,counting,timingandsomeotherfunctions.Viaanaloginput,output,anddigitalinputandoutputcomponents,controlproceduresandequipment.

Keywords:

PLCtemperaturecontrolPIDTouchscreen

目录

1引言 1

1.1应用背景 1

1.2温度控制的技术现状 1

1.3设计方案 3

2硬件系统设计 5

2.1西门子smart200. 5

2.2触摸屏 6

2.3温度传感器 8

2.4模拟量模块 9

3软件系统设计与调试 11

3.1PID基本机理 11

3.2系统程序流程 14

3.3软件设计 18

3.4温度的控制界面及调试分析 19

结论 24

致谢 25

参考文献 26

1

1引言

1.1应用背景

据我们所了解,温度作为工业中重要的参数,基本所有的物理变化或者化学反应都和温度有所关联。

无论是在科学领域还是我们的生产实践中,温度控制都是极其重要的,特别是像冶金、化工、石油、机械、建材等大型工业中,都占有着极大的比重。

但是他们所使用的加热方法、燃料,还有控制方法都是有所差别的,毕竟它们的生产情况和精度要求都是不同的。

比如化工、冶金这类工业大都采用加热炉,或者反应炉;

而燃料则有天然气、煤气、电等。

总之,温度控制的过程很复杂而且多变,所以我们对系统要求更为先进的控制技术和理论。

可编程控制器(PLC)作为工业控制计算机的一种,是集合了计算机、自动控制技术和通信技术的优点的一种新型自动化装置。

它不仅抗干扰能力极强,而且价格更合理,更加可靠,最主要的是编程简单,易于上手。

现如今PLC已经深入到工业控制的各个领域中,并得到很高的评价。

现阶段的控制领域,电子计算机已经逐渐成为主流,像石油化工这类企业基本都是使用的分散控制系统(DCS)。

但如果从控制的策略方面考虑,PID控制仍然是龙头。

因为PID不仅结构简单,稳定性也不错,而且我们在使用的时候不用担心系统的数学模型。

虽然PID已经有60多年的历史了,但它还是这么的炙手可热。

组态软件作为数据采集和过程控制的专用软件,他们对监控层的开发环境和软件平台的创建都有着一定的作用。

在过去,我们要完成一些任务,必须通过编程才能实现,这样不仅会有很大的工作过量,而且会花费我们大量的时间,而且我们还不能保证正确度。

但现在有了组态软件之后,我们的工作就很简单了,我们只需花费比以前小十几倍的精力就可以完成了。

现如今组态软件已经在很多领域使用了。

1.2温度控制的技术现状

温度控制不仅在工业领域得到广泛使用,在农业方面、科研领域,平常的生

活中甚至国防领域都占有一定的比重。

距今为止温度控制已经发展了200多年,经历了从低级阶段到高级阶段,从简单工艺到复杂过程的发展阶段,伴随着我们对温度控制的精度要求越来越高,温度控制技术得到了极大的发展。

目前比较常见的的几种温度控制系统分别是:

基于PLC的温度控制系统、基于单片机的温度控//基于工控机的温度控制、集散型温度控制系统(DCS)和现场总线控制系统(FCS)。

(1)PLC是数字控制型的电子计算机,他运用了可编程存储器的储存指令,具有顺序、逻辑、计数、计时等一些功能。

上文已经提到过,PLC不仅抗干扰性强,有很高的可靠性,而且编程简单,容易掌握,和工控机,DCS,FCS等系统相比,

PLC更加便宜,应用更广泛。

所以PLC还是有很广阔的发展前景的。

(2)单片机虽然发展时间不长,但已经在很多领域得到了使用,因为他不仅价格低,体积小,而且有很强大的功能和很高的可靠性。

现在,单片机已经从刚开始的4位机发展成现在的32位机,这是一个巨大的进步,无论是功能还是硬件都是极大的提升。

它的温控系统还是很稳定的,工作精度也很高。

但单片机也是有缺点的,它的响应速度较慢,而且中断源较少,所以在要求很高,工程比较复杂的系统中一般不会使用。

(3)工控机(IPC)就是工业方面使用的个人计算机。

它凭借着可靠地性能、较低的成本,丰富的软件,已经在许多领域得到应用。

它具有其他温控系统所不具备的优点,它能够适应许多恶劣的工业环境,能够抗高温、抗震动,还能防灰尘和电磁辐射。

以往的锅炉一般使用人工结合的仪表进行监控,很难达到要求,因为工业锅炉的燃烧系统是多变量输入的系统。

有着极其复杂的影响因素,很难建立正确的数学模型。

而计算机可以提供比如滤波、用积分来分离PID、参数自行整定等各种算法,这些都是常规仪表难以达到的。

可以这么说,工控机大大的改善了对锅炉的监控品质,极大的提高了热效率。

(4)集散型温度控制系统(DCS),它是功能上分散,管理上集中的一种新型控制系统。

集散型温控系统最主要的还是他的通信功能,他的主要工作是为系统的各个部分提供通信网络,而数据公路作为DCS的核心部分,它的

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