基于plc和组态王的温度控制系统设计完整毕业论文

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1、摘要可编程控制器是一种应用很广泛的自动控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点，非常适合温度控制的要求。在工业领域，随着自动化程度的迅速提高，用户对控制系统的过程监控要求越来越高，人机界面的出现正好满足了用户这一需求。人机界面可以对控制系统进行全面监控，包括过程监测、报警提示、数据记录等功能，从而使控制系统变得操作人性化、过程可视化，在自动控制领域的作用日益显著。本文主要介绍了基于西门子公司S7-200系列的

2、可编程控制器和亚控公司的组态软件组态王的炉温控制系统的设计方案。编程时调用了编程软件STEP7-MicroWIN中自带的PID控制模块，使得程序更为简洁，运行速度更为理想。利用组态软件组态王设计人机界面，实现控制系统的实时监控、数据的实时采样与处理。实验证明，此系统具有快、准、稳等优点，在工业温度控制领域能够广泛应用。关键词：温度控制可编程控制器人机界面组态王目录第一章前言11.1项目背景、意义11.2温控系统的现状21.3项目研究内容3第二章PLC和HMI基础52.1可编程控制器基础52.1.

3、1可编程控制器的产生和应用52.1.2可编程控制器的组成和工作原理52.1.3可编程控制器的分类及特点82.2人机界面基础82.2.1人机界面的定义82.2.2人机界面产品的组成及工作原理92.2.3人机界面产品的特点9第三章PLC控制系统硬件设计103.1PLC控制系统设计的基本原则和步骤103.1.1PLC控制系统设计的基本原则103.1.2PLC控制系统设计的一般步骤113.2PLC的选型与硬件配置133.2.1PLC型号的选择133.2.2S7-200CPU的选择143.2.3EM231

4、模拟量输入模块143.2.4热电式传感器163.3I/O点分配及电气连接图173.4PLC控制器的设计173.4.1控制系统数学模型的建立173.4.2PID控制及参数整定19第四章PLC控制系统软件设计224.1PLC程序设计方法224.2编程软件STEP7--Micro/WIN概述234.2.1STEP7-Micro/WIN简单介绍234.2.2梯形图语言特点244.2.3STEP7-Micro/WIN参数设置（通讯设置）254.3程序设计274.3.1设计思路274.3.2控制程序流程图2

5、74.3.3梯形图程序284.3.4PID指令向导的运用314.3.5语句表（STL）程序35第五章基于组态王的HMI设计375.1人机界面（HMI）设计375.1.1监控主界面385.1.2实时趋势曲线395.1.3历史趋势曲线405.1.4报警窗口405.1.5设定画面425.2变量设置425.3动画连接44第六章系统运行结果及分析466.1系统运行466.2运行结果分析476.2.1温度趋势曲线分析476.2.2报警信息分析49第七章总结50参考文献51致谢52第一章前言1.1项目背景、意

6、义温度控制在电子、冶金、机械等工业领域应用非常广泛。由于其具有工况复杂、参数多变、运行惯性大、控制滞后等特点，它对控制调节器要求极高。目前,仍有相当部分工业企业在用窑、炉等烘干生产线，存在着控制精度不高、炉内温度均匀性差等问题,达不到工艺要求，造成装备运行成本费用高，产出品品质低下，严重影响企业经济效益，急需技术改造。近年来，国内外对温度控制器的研究进行了广泛、深入的研究，特别是随着计算机技术的发展，温度控制器的研究取得了巨大的发展，形成了一批商品化的温度调节器，如:职能化PID、模糊控制、自适

7、应控制等，其性能、控制效果好,可广泛应用于温度控制系统及企业相关设备的技术改造服务。在工业自动化领域内,PLC（可编程控制器） 以其可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、功能强大、性价比高、体积小、能耗低等显著特点广泛应用于现代工业的自动控制之中。目前的工业控制中,常常选用PLC 作为现场的控制设备,用于数据采集与处理、逻辑判断、输出控制；而上位机则是利用HMI 软件来完成工业控制状态、流程和参数的显示,实现监控、管理、分析和存储等功能 。这种监控系统充分利用了PLC 和计算机各自的特点,得到了广泛

8、的应用。在这种方式的基础上设计了一套温度控制系统。以基于PLC 的下位机和完成HMI功能的上位机相结合,构建成分布式控制系统,实现了温度自动控制。PLC不仅具有传统继电器控制系统的控制功能，而且能扩展输入输出模块，特别是可以扩展一些智能控制模块，构成不同的控制系统，将模拟量输入输出控制和现代控制方法融为一体，实现智能控制、闭环控制、多控制功能一体的综合控制。现代PLC以集成度高、功能强、抗干扰能力强、组态灵活、工作稳定受到普遍欢迎，在传统工业的现代化改造中发挥越来越重要的作用,尤其适合温度控制的