PLC控制系统软件设计基于PLC和组态王的温度控制系统设计毕业论文.doc
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本科生毕业论文（设计）
参考文献
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目录
第一章 前言 1
1.1 项目背景、意义 1
1.2 温控系统的现状 2
1.3 项目研究内容 3
第二章 PLC和HMI基础 5
2.1 可编程控制器基础 5
2.1.1 可编程控制器的产生和应用 5
2.1.2 可编程控制器的组成和工作原理 5
2.1.3 可编程控制器的分类及特点 8
2.2 人机界面基础 8
2.2.1 人机界面的定义 8
2.2.2 人机界面产品的组成及工作原理 9
2.2.3 人机界面产品的特点 9
第三章 PLC控制系统硬件设计 10
3.1 PLC控制系统设计的基本原则和步骤 10
3.1.1 PLC控制系统设计的基本原则 10
3.1.2 PLC控制系统设计的一般步骤 11
3.2 PLC的选型与硬件配置 13
3.2.1 PLC型号的选择 13
3.2.2 S7-200CPU的选择 14
3.2.3 EM231模拟量输入模块 14
3.2.4 热电式传感器 16
3.3 I/O点分配及电气连接图 17
3.4 PLC控制器的设计 17
3.4.1 控制系统数学模型的建立 17
3.4.2 PID控制及参数整定 19
第四章 PLC控制系统软件设计 22
4.1 PLC程序设计方法 22
4.2 编程软件STEP7--Micro/WIN概述 23
4.2.1 STEP7-Micro/WIN简单介绍 23
4.2.2 梯形图语言特点 24
4.2.3 STEP7-Micro/WIN参数设置（通讯设置） 25
4.3 程序设计 27
4.3.1 设计思路 27
4.3.2 控制程序流程图 27
4.3.3 梯形图程序 28
4.3.4 PID指令向导的运用 31
4.3.5 语句表（STL）程序 35
第五章 基于组态王的HMI设计 37
5.1 人机界面（HMI）设计 37
5.1.1 监控主界面 38
5.1.2 实时趋势曲线 39
5.1.3 历史趋势曲线 40
5.1.4 报警窗口 40
5.1.5 设定画面 42
5.2 变量设置 42
5.3 动画连接 44
第六章 系统运行结果及分析 46
6.1 系统运行 46
6.2 运行结果分析 47
6.2.1 温度趋势曲线分析 47
6.2.2 报警信息分析 49
第七章总结 50
参考文献 51
致谢 52
附表一、毕业论文开题报告
论文（设计）题目：
基于PLC和组态王的温度控制系统设计
研究背景、意义：
在工业生产过程中，温度是最常见的过程参数之一。
在冶金、化工、电力、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。
由于其具有工况复杂、参数多变、运行惯性大、控制滞后等特点，它对控制调节器要求极高。
在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为PID控制。
可编程控制器（PLC）是一种应用非常广泛的自动控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点，非常适合温度控制的要求。
基于PLC的温度控制系统以其可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、功能强大、能耗低等优点深受许多用户的青睐，在工业温度控制场合得到了广泛的应用。
同时，人机界面的出现可以使用户对控制系统进行全面监控，包括参数监测、信息处理、在线优化、报警提示、数据记录等功能，从而使控制系统变得简单易懂、操作人性化。
研究内容：
本论文研究的是PLC技术在温度监控系统上的应用。
从整体上分析和研究了控制系统的硬件配置、电路图的设计、程序设计，控制对象数学模型的建立、控制算法的选择和参数的整定，人机界面的设计等。
设计方法：
通过西门子PLC控制器，温度传感器将检测到的实际炉温转化为电压信号，经过模拟量输入模块转换成数字量信号并送到PLC中进行PID调节，PID控制器输出量转化成占空比，通过固态继电器控制炉子加热的通断来实现对炉子温度的控制。
同时利用组态软件组态王设计一个人机界面（HMI），通过串行口与可编程控制器通信，对控制系统进行全面监控，从而使用户操作更方便。
总体上包括的技术路线：
硬件设计，软件编程，参数整定等。
相关支持条件：
西门子PLC控制器组态软件组态王
预期成果：
在西门子工控产品PLC和组态王的基础上，我们设计出反应迅速，控制精度高、抗干扰能力强、稳定可靠的温度控制系统。
结合人机界面，系统美观易懂，操作简单快捷。
设计进度：
预计5个月可完成：
第1个月：
重点学习西门子PLC和组态软件的使用方法。
第2个月：
PLC控制系统和控制器的设计。
第3个月：
人机界面的设计。
第4个月：
对整个系统进行全方位的调试及完善。
第5个月：
论文写作。
学生签名：
年月日
指导教师意见：
1、同意开题（）2、修改后开题（）3、重新开题（）
指导教师签名：
年月日
附表二、毕业论文过程检查情况记录表
指导教师分阶段检查论文的进展情况（要求过程检查记录不少于3次）：
第1次检查
学生总结：
控制系统硬件设计。
在掌握了可编程控制器（PLC）的组成、工作原理以
及充分了解被控对象的基础上，选择了西门子S7-200系列PLCCPU226为控制
器，K型热电偶作为温度检测传感器，再加上固态继电器和烤炉组成了温度控
制系统。
根据硬件连接图完成控制系统实际的硬件连接。
指导教师意见：
第2次检查
学生总结：
控制系统软件设计。
认真学习PLC的功能指令，在掌握系统硬件工作过程
的基础上画出控制程序流程图，然后利用编程软件STEP7--Micro/WIN编写了
梯形图程序。
编程时应用了编程软件自带的PID指令向导模块，使得程序结构
简单，更容易理解。
指导教师意见：
第3次检查
学生总结：
人机界面设计。
在比较了西门子公司的Wincc、罗克韦尔公司的RsView及
国产的组态王等组态软件后，发现组态王更容易操作且能达到我们的要求，所
以我们用组态王做出了控制系统监控界面，包括主界面、设定画面、实时趋势
曲线、历史趋势曲线和报警窗口等画面。
这样，整个系统操作简单，控制方便，
大大提高了系统的自动化程度和实用性。
指导教师意见：
第4次检查
学生总结：
对整个系统进行多次测试后得出结果，完成了整个论文的撰写。
指导教师意见：
学生签名：
年月日
指导教师签名：
年月日
总体
完
成
情
况
指导教师意见：
1、按计划完成，完成情况优（）
2、按计划完成，完成情况良（）
3、基本按计划完成，完成情况合格（）
4、完成情况不合格（）
指导教师签名：
年月日
附表三、毕业论文答辩情况
答辩人
专业
升级会员 