毕业论文-基于单片机的加热炉温度控制系统设计

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1、摘　　要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，电焊机的温度控制系统等。加热炉温度控制在许多领域中得到广泛的应用。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。加热炉温度是一个大惯性系统，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

2、利用西门子S7-200PLC控制加热炉温度的控制系统。首先介绍了温度控制系统的工作原理和系统的组成，然后介绍了西门子S7-200PLC和系统硬件及软件的具体设计过程。关键词：温度控制；PID；温度传感器；可控硅电压调整器IVAbstractTemperaturecontrolsystemhasbeenwidelyusedintheindustrycontrolledfield，asthetemperaturecontrolsystemofboilersandweldingmachinesinsteelworks、c

3、hemicalplant、heat-engineplantetc.Heating-stovetemperaturecontrolhasalsobeenappliedwidelyinallkindsoffields.TheapplicationofthisaspectisbasedonSCMwhichismakingthePIDcontrol,yetthehardwareandsoftwaredesignofDDCsystemcontrolledbySCMissomewhatcomplicated,it’snotan

4、advantageespeciallyrelatedtologiccontrol,howeveritisacceptedasthebestchoicewhenmentionedtoPLC.Thefurnacetemperatureofheating-stoveisalargeinertiasystem，sogenerallyusingPIDadjustingtocontrol.WiththeexpandingofPLCfunction,thecontrolfunctioninmanyPLCcontrollersha

5、sbeenexpanded.ThereforeitismorereasonabletoapplyPLCcontrollingintheapplicablefieldswherelogicalcontrolandPIDcontrolblendtogether.ThedesignhasutilizedthecontrolsystemwithwhichSiemensS7-200PLCcontrolthetemperatureheating-stove.Inthefirstplacethispaperpresentsthe

6、workingprinciplesofthetemperaturecontrolsystemandtheelementsofthissystem.ThenitintroducesSiemensS7-200PLCandthespecificdesignproceduresofthehardwareandthesoftware.KeywordsTemperaturecontrolPIDtemperaturepickupSCRVoltageConverter目　　录摘要IAbstractII第1章绪论11.1课题背景及意

7、义11.2研究的主要内容11.3系统的设计目标及技术要求11.4控制系统的设计原理21.5技术综述2第2章硬件设计42.1西门子S7-200PLC42.1.1西门子S7-200主要功能模块介绍4IV2.1.2开关量I/O模块介绍52.2温度传感器52.2.1热电偶62.2.2热电阻62.3模拟量输入模块82.3.1EM231模拟量输入模块82.3.2EM232模拟量输出模块102.4可控硅电压调整器112.4.1可控硅电压调整器简介112.4.2可控硅电压调整器的主要性能指标122.4.3双向可控硅交流调压原理12

8、2.4.4可控硅电压调整器在加热炉中的应用132.5本章小结14第3章炉温PID控制算法153.1PID控制器基本概念153.2PID控制算法数字化处理163.3PID在PLC中的回路指令193.4模拟量采集的数字滤波算法213.5采样周期的选择233.6PID参数整定243.7本章小结27第4章软件设计284.1STEP7编程软件简介284.2方案设计思路