基于数字pid的电阻炉温度控制系统设计_课程设计任务书

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1、课程设计任务书学院专业学生姓名班级学号课程设计题目基于数字PID的电阻炉温度控制系统设计实践教学要求与任务:构成数字PID的电阻炉温度控制系统硬软件设计实验调试THFCS-1现场总线控制系统实验撰写实验报告工作计划与进度安排:第1～2天，查阅文献，构成数字PID的电阻炉温度控制系统第3～4天，硬软件设计第5～6天，实验调试第7～9天，THFCS-1现场总线控制系统实验第10天，撰写实验报告指导教师：201年月日专业负责人：201年月日学院教学副院长：201年月日IV摘要温度是工业生产对象中主要的被控参数之一，本文通过设计温度控制系

2、统，体现PLC在模拟量信号检测与控制中应用的优越性。本文中被控对象是电炉，在炉温自动控制系统中，炉温经过热电偶检测和温度变送器的转换，变为相应的电压信号，送往PLC控制器，再经过模拟量输入/输出模块（A/D）转换为数字量，并由程序将给定的温度值与测量值比较，然后根据偏差大小按比例调节规律，计算出校正量。通过模拟量输入/输出模块的输出控制作用，消除炉温的偏差，从而使炉温达到并稳定在给定的数值关键字PLC；温度控制；比例调节IVAbstractTemperatureisoneofthemainobjectofindustrialpro

3、ductioncontrolledparameters,thispaperdesigntemperaturecontrolsystem,andreflectthesuperiorityofthePLCanalogsignaldetectionandcontrolapplications.Controlledobjectinthisarticleistheelectricfurnace,thefurnacetemperatureautomaticcontrolsystem,thefurnacetemperatureafterther

4、mocoupledetectionandtemperaturetransmittersconvertintoacorrespondingvoltagesignalsenttothePLCcontroller,andthenaftertheanaloginput/outputthemodule(a/D)conversiontodigital,byprogramagiventemperaturevalueandthemeasuredvalue,andthenaccordingtothedeviationsizeproportional

5、lyregulatingrule,thecalculatedcorrectionamount.Theoutputoftheanaloginput/outputmodulescontrolroleinremovingthefurnacetemperaturedeviation,sothatthefurnacetemperaturereachedandstabilizedatagivenvalueKeywordPLC;temperaturecontrol;ratioadjustmentIV目录1绪论11.1课题背景及研究目的和意义11

6、.2国内外研究现状11.3项目研究内容22可编程控制器（PLC）概况32.1可编程控制器的概述32.2PLC的基本组成及各部分作用32.2.1中央处理单元(CPU)32.2.2存储器42.2.3I/0单元42.2.4电源部分52.2.5扩展接口52.2.6通信接口53模块方案的选择与论证63.1总体方案的选择63.2各独立模块方案论证73.2.1温度检测模块73.2.2主控模块PLC73.2.3功率输出电路及其控制原理的分析93.2.4温度调节模块94系统软件设计104.1主要的工作流程104.2数字PID的数学建模105.系统介

7、绍135.1现场总线控制系统（FCS）介绍135.1.1系统简介13IV5.1.2系统组成135.1.3系统特点155.1.4系统软件165.1.5装置的安全保护体165.2组态软件WINCC介绍176单容水箱特性测试186.2系统工作原理分析186.3控制系统流程图206.4实验内容与步骤216.5结果分析236.6实验曲线所得的结果26结论27参考文献28IV基于数字PID的电阻炉温度控制系统设计1绪论1.1课题背景及研究目的和意义电阻炉的应用领域相当广泛，电阻炉的性能优劣决定了产品的质量好坏。目前电阻炉的控制系统大都采用以微

8、处理器为核心的计算机控制技术，既提高设备的自动化程度又提高设备的控制精度。PLC的快速发展发生在上世纪80年代至90年代中期。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到了很大的提高和发展。PLC逐渐进入过程控制领域，