基于数字PID的电阻炉温度控制毕业论文设计

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1、毕业论文基于数字PID的电阻炉温度控制-16-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上。关键词PLC，温度控制，比例调节

2、-16-目录摘要-1-1绪论-3-1.1课题背景、目的及意义-3-1.1.1课题背景-3-1.1.2课题的目的及意义-3-1.2本文结构安排-3-2可编程控制器（PLC）概况-3-2.1可编程控制器的概述-4-2.2PLC的定义-4-2.3PLC的特点-4-2.4PLC的发展-4-2.5PLC的基本组成及各部分作用-5-2.5.1中央处理单元(CPU)-5-2.5.2存储器-6-2.5.3I/0单元-6-2.5.4电源部分-7-2.5.5扩展接口-7-2.5.6通信接口-7-2.5.7编程器-7-2.6PLC的应用领域-8-3模块方案

3、的选择与论证-9-3.1总体方案的选择-9-3.2各独立模块方案论证-10-3.2.1温度检测模块-10-32.2变频调速模块-11-3.2.3主控模块PLC-12-3.2.4功率输出电路及其控制原理的分析-14-3.2.5显示电路设计-14-3.2.6按键接入-14-3.2.7报警电路设计-15-3.2.8温度调节模块-15-3.2.9硬件总框图-15-4系统软件设计-1-4.1主要的工作流程图-1-4.2PID控制器的参数整定-2-结论-1-参考文献-1--16-1绪论1.1课题背景、目的及意义1.1.1课题背景随着电子行业的飞速

4、发展，IC技术的不断提高，PLC在国民经济生产各行业发挥了重要作用。它因为集成度高，体积小，运行可靠，应用灵活，价格低，面向控制等特点得到了广大工程技术人员的好评。在温度控制方面，PLC能够代替以前常规的模拟调节器。目前，我国在这些方面的技术水平与欧美等拥有先进制造技术的国家还有一定的差距。我们波撇需要培养和训练能够设计智能化，自动化设备的工程技术人才。智能作为现在的新发明，是以后的发展发祥和趋势，他能够按照预先设定的模式在一个环境里自动运作，不需要人为的管理，可应用于各个领域。炉温控制就是其中的一个。本设计介绍了利用PLC进行炉温控

5、制系统的基本组成，工作原理，程序设计和系统的抗干扰措施。本设计结构简单，实用型强，有较高自能化，人性化特点1.1.2课题的目的及意义本次毕业设计选择“电炉温度控制的PLC控制设计”是为了更好地学习和研究PLC电气设计的相关知识，掌握电路设计的方法和技巧。学会如何将学习到的理论知识用到实际当中，怎么能够活学活用。深入的了解电子元器件的使用方法，了解各个元器件的基本用法，能够灵活敏捷的判断电路中出现的故障，学会独立设计，积累更多的设计经验，加强焊接能力和技巧，同时在实践过程中锻炼查阅，归纳质料的能力，提高理论知识联系动手能力。1.2本文结

6、构安排本设计系统以PLC为控制核心，加以温度检测电路，变频调速器，D/A转换器以及其他电路构成。系统由PLC通过对温度检测电路检测到的温度加以分析，与给定的对应所要控制的多组温度值进行比较，找出温度值所在范围，根据PLC中设置的PID参数，输出相应温度初值对应的受控对象电机的转速初值，经D/A转换为模拟电压，通过信号转为变频器的频率，控制变频调速装置，带动被控对象，并且把被控对象的转速经变换电路和D/A转换器反馈到PLC中，与输出的转速初值进行比较，其偏差被PID程序计算后重新输出，在规定的时间内循环，从而实现对温度的控制。本系统简洁

7、，灵活，可扩展性好，具有电路设计简单，精度高，控制效果好的优点2可编程控制器（PLC）概况-16-2.1可编程控制器的概述可编程序控制器(ProgrammableController)通常也可简称为可编程控制器,英文缩写为PC或PLC,是以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置。它具有体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便的一系列的优点，特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣工作环境的能力，更是得到了用户的好评，因而在冶金、能源、化工、交通、电力等领域中的到了越来越广泛的应用

8、，成为了现代工业控制的三大支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）2.2PLC的定义国际电工委员会(InternationalElectricalCommittee-IEC),1987年的第三版对PLC作了如下的定义:PL