基于plc的电阻炉温度控制系统论文

基于plc的电阻炉温度控制系统论文内容摘要：

的试验电压可取直流 10〜 100V，任意值。 b．热响应时间：在温度阶跃变化发生时，改变热阻等于变化步骤，热响应叫的所需要的时间和τ 图的 50％。 c．精度：177。 %或 ℃的最大值。 基于 PLC 的电阻炉温度控制系统 9 d．温度系数：177。 %/℃。 e．分辨率： 1/4096。 f．测量范围： 200～ 850℃。 A/D 模块的选择 A / D 和 D/ A 插件是第一个出现在 PLC 的模拟和数字转换控制插件， 几乎所有的PLC 产品都配备了这种类型的插件。 经过适当的转换电路测量温度，压力，流量，速度传感器信号，可进入 A/ D 型插头， A / D 插件，将其转换为对应的 PLC 控制系统 0 和4000 之间的值。 与 FP0 配接的 A/D 混合模块的型号为 A21，在实际应用中往往需要通过模拟量所采集的值，对执行机构进行控制。 与 FP0 配接的 A/D 模块有两个模拟输入通道，其所占用的 I/O 口分别为： CH0 WX2（ X20～ X2F） CH1 WX3（ X30～ X3F） 其技术指标见表 2 表 2： A21 模块模拟输入 信号范围 模拟量 输入范围 电压 0～ 5V 电流 0～ 20mA A21 的输出数据是十进制的，那么说 DT0 中的数据也是十进制的，所以必须将温度转换为相应的十进制数据才可以进行比较，即数据转换的问题。 可通过以下计算思路，得出温度与相对应的十进制值的关系。 温度传感器的数据转换：当温度传感器的输出信号显示为 0～ 20mA 的电流值时，则对应于 0 度～ 800 度的温度，并且温度与电流是线性的，则有： y1 = 40 x1 其中 y1 代表温度值， x1 代表电流值。 数据转换模块 A21： A21 模块输出信号为 K0〜 K4000，对应于 0〜 20mA 输入电流，温度和电流是线性的，则有： k2 = 200 x2 其中 k2 代表十进制， x2 代表电流值。 温度与十进制的数据转换：当 x1 = x2 是可以得出温度与十进制的转换关系。 河北工程大学毕业设计 10 y1 / 40 = k2 / 200 其中 y1 代表温度值， k2 代表相应的十进制。 当温度值为 500℃时，对应的十进制是 K2500。 基于以上分析，我们可以计算出模拟输出之间的关系可以处理二进制和十进制任何机构，以便与计算机和物理数据通道交互。 在这篇文章中，由 PLC 模拟单元进行数据转换的应用和传输，实现实时的模拟值和 需求值不断比较，直到操作应该执行的需求值。 因此在所写的程序中将 K2500 与 DT1中的数据进行比较：用 CMP 指令或者基本比较指令得以实现，同时产生一个数据标志。 在这个系统中 DT0， DT2，分别存储 DT4 是实时温度 、设定的温度、设定的温度上限； DT DT DT5 中分别存储的是实时温度所对应的十进制，设定的温度所对应的十进制，设定的温度上限所对应的十进制。 本系统分为全速加热和定时保温两个阶段。 第一个阶段加热器需要持续加热，一旦加热温度超过设定值就进入第二阶段。 当加热器的第二阶段不要求在比目前的价格设定的 加热温度被设置为高和低的电流更高的温度下连续加热，热能热加热开始。 之所以出现这种程序分为因为热两部分组成第二阶段一再要求就业状况的变化。 若共用一段程序，然后，当第二阶段中，在加热的低温下，停止高就的加热温度。 加热器工作状态改变太频繁，大大缩短了工作寿命。 因此，程序的第二个段落收集每分钟一次，然后比较温度，减少改变加热器的工作状态的频率，延长了加热器的使用寿命。 设计要求 a PLC 可以监视炉的温度。 b 按下触摸屏上的按钮，在“盖”，盖会自动打开电梯炉自动升起。 c 按上炉内的电梯触摸屏按钮，在“关”自动 下降，马上就当盖子自动关闭底部 d“回火”按钮触摸屏上之后， LED 灯闪烁 10 秒，同时开始全加热，当温度达到设定值时，绝缘进普通相位，时间和半小时停止加热。 e 每炉温分钟内检测一次，并显示在触摸屏上。 f 定时孵育时间后，蜂鸣器鸣叫 10 秒告知治疗结束。 g 当加热温度超过上限会报警，报警 LED 闪烁的现象蜂鸣器的声音。 基于 PLC 的电阻炉温度控制系统 11 第 4 章 硬件设计 的介绍 的介绍 PLC 是一种工业控制计算机，英文名：可编程控制器，和用于个人计算机（ PC）来区分，一般简称 PLC。 可编程逻辑控制器（ PLC）是一种计算机应用继承理论，自动控制技术和通信技术作为一种新型的自动装置集成。 其优异的性能，已广泛应用于工业控制的各个领域。 PLC 的快速发展经历了四个更换。 表 41。 表 41 可编程控制器功能表 代次 器件 功能 第一代 1位处理器 逻辑控制功能 第二代 8位处理器及存储器 产品系列化 第三代 高性能 8位微处理器及位片式微处理器 处理速度提高，向多功能及联网通信 第四代 16位、 32位微处理器及高性能位片式微处理器 逻辑、运动、数据处理、联网功能的多功能 PLC 的基本组成 组成 模块 PLC 一般分为模块 CPU 模块 PLC 模块 I / O 模块，内存模块，电源模块，背板或架子。 原理图设计，采用 PLC 模块，它是创造了一个类型的总线结构属于的。 C P U存 储 器电 源 部 分输入接口单元输出接口单元编 程 设 备按 钮行 程开 关接 触 器电 磁阀指 示 灯 河北工程大学毕业设计 12 图 41 PLC结构框图 EM 235 模块由传感器如通过施加信号电流成模拟信号输入的模块结构的电压转换成一个 1〜 5V系统模块检测到的输入的模拟的温度，然后经处理的数字中的应用程序的PLC，所以我们选择了西门子 EM2354TC 模拟量输入模块。 四个输入 一个输出点。 不用的输入点进行短接。 如硬件连线图中 B+和 B、 C+和 C、 D+和 D。 西门子 s7200 S7200 系列 PLC 有四个不同的基本单元和扩展单元提供七种型号。 其系统配置包括基本单元，扩展单元，编程，存储卡，作家，文本显示。 PLC 使用 CPU226。 它有 24个输入和 16 路输出。 如表 42所示 S7200 系列。 表 42 S7200 系列 PLC 中 CPU22X 的基本单元 型 号 数字量输入点 数字量输出点 可带扩展模块数 模拟量 I/O 数字量输入特性 PPI、 MPI/波特率 S7200CPU221 6 4 0 无 24V DC， 4mA 、 、 S7200CPU222 8 6 2个扩展模块 无 24V DC， 4mA 、 、 S7200CPU224 14 10 7个扩展模块 无 24V DC， 4mA 、 、 S7200CPU224XP 24 16 7个扩展模块 2/1 24V DC， 4mA 、 、 S7200CPU226 24 16 7个扩展 模块 无 24V DC， 4mA 、 、 基于 PLC 的电阻炉温度控制系统 13 传感器 设计时采用 的 K 型热电偶传感器，属于热电偶温度传感元件，温度信号可转换成热电动势信号。 热电偶传感器工作的基本原理：两个不同的导体或半导体材料 A 和 B 焊接在一起以形成闭合电路。 当两个连接 1和 2与差之间的温度下会产生一定量的导体 A和 B 之间的强度，这将凝聚塑造电流环路小的，这种现象被有效地称为暖现象。 利用这一效果与热电偶工作。 我们通常可以编程热电偶分为两类，热电偶标准热电偶不是另一种标准。 它指的是一个标准的温暖能量热 电偶标准温度和容量，热电偶分度表之间的关系，它有与其配套的显示仪表可供选择。 固态继电器 固态继电器（缩写 SSR），是由微电子电路，分立电子元件，非接触式开关功率电子功率器件的组合物。 与隔离器件实现的控制端子和负载端子隔离。 输入固态继电器具有小的控制信号，直接驱动高电流负载。 固态继电器是无触点电子开关，在切换过程没有机械接触构件的隔离。 硬件连线图 河北工程大学毕业设计 14 图 42 硬件连线图 （ 1）西门子 S7200 系列 PLC， CPU 226 系列，当消防第五，跑灯刹车温度指示灯亮是正常的光照条件下，温度过 高（警示灯）光，热灯很可能是在炉内的情况下通过改变状态指示灯 5 集。 稳压 PID 数字转换器 Plc 的后 K型分检测炉温电阻热电偶负责，温度信号被转换成相应的电压信号，模拟。 其结果是根据加热时间和非热时间（ 10秒）的循环 PID 控制。 这样打开时传递的热量，它可以是一个电阻炉加热在加热状态停止，反之亦然。 （ 2） I/O 点地址分配如表 43所示 序号 名称 功能 1 启动按钮 2 炉门状态开关 SQ1 3 炉门状态开关 SQ2 4 炉门位置开关 SQ3 5 炉门位置开关 SQ4 6 SQ1 7 SQ2 8 SQ3 9 SQ4 10 温度传感器 ST AIW0 11 电炉丝加热 Uc 12 电机 M1 正转 13 电机 M1 反转 14 电机 M2 正转 15 电机 M2 反转 16 模拟量输出 Uc AQW0 表 43 I/O点地址分配 基于 PLC 的电阻炉温度控制系统 15 第 5 章 控制算法描述 程序流程图 在图中所示的程序流程图。 51,52,53，一个主程序，两个子程序。 运 行 P L C初 始 化 安 全 灯I 0 . 0 =。 初 始 化 运 行指 示 灯调 用 子 程 序 0调 用 子 程 序 1每 1 0 s 调 用 一 次 子 程 序 2炉 子 加 热I 0 . 0 = 0I 0 . 0 = 1 图 51主程序 该程序运行：运行 PLC，开始跑灯， PWM 技术的应用为粗调，微调，那么 PID 控制。 河北工程大学毕业设计 16 设置基于 PID 控制的结果，今后一个时期的加热时间。 将加热炉加热。 读 入 温 度 并转 换把 实 际 温 度 值 放 于 V D 3 0 中调 用 P I D 指 令时 间 寄 存 器 加 1 0 s设 定 下 一 周 期 内 的 加 热 时 间返 回 读 入 温 度 并转 换把 实 际 温 度 值 放 于 V D 3 0 中调 用 P I D 指 令时 间 寄 存 器 加 1 0 s设 定 下 一 周 期 内 的 加 热 时 间返 回 初 始 化粗 调温 度 =。 微 调温 度 在 7 4 到 9 4摄 氏 度 之 间返 回 图 52 子程序 0 应用 PWM技术进行粗调、微调 基于 PLC 的电阻炉温度控制系统 17 读 入 温 度 并转 换把 实 际 温 度 值 放 于 V D 3 0 中调 用 P I D 指 令时 间 寄 存 器 加 1 0 s设 定 下 一 周 期 内 的 加 热 时 间返 回 图 53子程序 1 根据转换为加热时间（ 010S）作为加热时间为下一个加热周期的温度差的大小采样 PID 调节器之后 STEP 7 Micro/WIN32 软件介绍 STEP7Micro/ WIN32 软件的功能强，实现的程序各式各样，界面窗口友好，方便数据的查收与运用。 易于使用的 S7200 系列 PLC 编程软件 能够很好的运营以下三种模式：LAD（梯形图）， FBD（功能块图）和 STL（语句表）。 STEP7Micro/ Win32 程序可以很好的提供在线编辑，监视和调试。 PWM 技术 脉冲宽度调制（ PWM）是通过应用微处理器的数字信号输出的用于控制模拟电路的。