本科毕业论文----多段电阻炉温度控制系统的设计

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1、第II页多段电阻炉温度控制系统的设计摘要温度是生产实践中普遍存在的被控物理量，随着科学技术的发展，电阻炉的应用越来越广泛。因此在现代控制领域中,精密温度控制成为最重要的研究课题之一。本设计首先对电阻炉的研究现状、发展过程以及设计目的进行介绍，确定了以三段电阻炉作为控制对象；其次，根据系统的要求选择控制输出方式和控制算法，确定了采用单相交流固态继电器的控制输出方式和带有解耦控制输出的变积分PID控制算法；最后介绍了系统硬件设计思想、系统硬件的选择及硬件框图，在软件方面，采用了基于PLC程序设计，同时阐述了PLC与上位机通讯实现等问题，并在此基础上根据

2、实验室条件对系统的控制算法进行了MATLAB仿真，对单相交流调功模块进行了PLC仿真实验，以此完成了多段电阻炉温度控制系统的设计。关键词：多段电阻炉；温度控制；变速积分PID；PLC第II页THEDESIGNOFMULTI-SEGMENTRESISTANCEFURNANCESYSTEMAbstractTemperatureisprevalentinthecontrolofthephysicalparametersinthepractice,Alongwiththedevelopmentofscienceandtechnology,resistanc

3、efurnacewasapplicatedmoreandmoreextensive,thereforeinthemoderncontrollingfield,ThisdesignfirstintroducesthecurrentsituationofElectricresistancefurnaceresearch,thedevelopingprocessaswellasthedesigngoal.,determinationofthethreeoftheresistancefurnaceasthecontrolobject.Thenaccordi

4、ngtorequirementsofthesystemtochoosetheoutputwayandthealgorithm,determinesthesinglephaseACsolidstaterelaycontroloutputwayandspeedchangeintegralPIDcontrolalgorithm.Finally,thisarticleelaboratedthesystemhardwaredesignmentality,thesystemdesigncomponentshapingandthehardwarediagram,

5、InthefieldofsoftwareHaveadoptedowingtoPLCprogrammingaswellasintroducedThesoftwaredesignsofthePLCcommunicationtothehigherpositionmachine’srealizationquestionandsoon.Meanwhile,underlaboratoryconditionstosimulateonMATLABandsimulationsingle-phaseACpowercontrolmoduleonPLCinthelibra

6、ry,tothat,themultistageresistancefurnacecontrolsystemdesignhasbeencompleted.Keywords：multi－segmentresistancefurnace;temperaturecontroloffurnace;variableintegralPIDcontrol;PLC第3页目录摘要IAbstractII1绪论11.1毕业设计的选题背景11.2多段电阻炉的研究状况及成果11.3多段电阻炉控制的发展过程21.3.1炉温的自动控制方式21.4本设计研究的主要内容32多段电阻炉

7、温度控制的方案42.1炉温控制方法的选择42.1.1交流调功的介绍42.2炉温控制算法的选择72.2.1变速积分PID控制算法72.2.2变速积分PID与普通PID仿真比较82.2.3解耦控制输出算法103多段电阻炉温度控制硬件部分设计113.1硬件设计方法介绍113.2硬件器件的选择123.2.1单相交流继电器介绍133.2.2西门子S7-200系列PLC概述143.2.2EM231TC/EM235模块参数及接线153.3炉温控制系统的硬件框图164多段电阻炉温度控制的程序设计184.1PLC程序运行环境184.2系统程序设计概述184.2.1温

8、度采集程序设计194.2.2变速积分PID程序194.2.3控制输出程序204.3主程序流程图及地址分配214.4PLC与