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统，体现PLC

2、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AbstractTemperatureisoneofthemainobjectofindustrialproductioncontrol

3、ledparameters,thispaperdesigntemperaturecontrolsystem,andreflectthesuperiorityofthePLCanalogsignaldetectionandcontrolapplications.Controlledobjectinthisarticleistheelectricfurnace,thefurnacetemperatureautomaticcontrolsystem,thefurnacetemperatureafterthermocoupledetectionan

4、dtemperaturetransmittersconvertintoacorrespondingvoltagesignalsenttothePLCcontroller,andthenaftertheanaloginput/outputthemodule(a/D)conversiontodigital,byprogramagiventemperaturevalueandthemeasuredvalue,andthenaccordingtothedeviationsizeproportionallyregulatingrule,thecalc

5、ulatedcorrectionamount.Theoutputoftheanaloginput/outputmodulescontrolroleinremovingthefurnacetemperaturedeviation,sothatthefurnacetemperaturereachedandstabilizedatagivenvalueKeywordPLC;temperaturecontrol;ratioadjustment目录1绪论11.1课题背景及研究目的和意义11.2国内外研究现状11.3项目研究内容22可编程控制器（PLC

6、）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.系统介绍135.1现场总线控制系统（FCS）介绍135.1.1系统简介135.

7、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281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

8、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，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。