plc的高温烘烤机控制系统设计(附件)【字数：6419】
工业的生产过程中对温度控制有单向性、滞留性、大惯性及时变性的特色，所以要想完成温度控制的快速性及准确性，关于更进步提升产品质量具有很重要的事实意义。随着微机测量和管制技术的迅速发展与普遍运用，以PLC为中心的温度采集与控制体系的研发与应用在很大程度上提高了日常中对温度的控制程度。因此本文采取PLC对高温烘烤机进行简要设计，通过PLC的简单处置后发出相应的控制信号，进而将温度精准的控制在设定容许的范围之内，从而基本实现恒温控制高温烘烤的目的。
目录
一、 引言 1
（一） 研究的目的和要求 1
（二） 基本设计思路 1
二、 PID控制程序算法 2
（一） PID算法简介 2
（二） PID控制作用 2
三、 恒温控制的高温烘烤机系统硬件设计 3
（一） PLC的概述及选择 3
（二） PLC的选型 3
（三） 温度传感器 4
（四） 加热控制电路 7
（五） 报警电路 7
四、 恒温控制的高温烘烤机系统软件设计 9
（一） 程序功能顺序设计 9
（二） 自动程序设计 10
结论 13
参考文献 14
致谢 15
引言
自工业革命以来，全球大力发展工业技术。各国竞争力度的加大催动工业生产加工技术领域越来越趋于成熟。为了提升竞争力，节省劳动力，提高生产效率，生产精度PLC应运而生。PLC控制技术被广泛应用于机械加工等领域，在机械加工中有这不可替代的作用。因PLC控制技术具有线路简洁，便于操作，PLC控制器本身极地的故障率等优点。PLC控制技术以达到了举足轻重的地位。至今为止难以被超越。
研究的目的和要求
目的：通过完成恒温控制的高温烘烤机系统的制作，能够实现很高的功能要求，具备控制便利、简略和机动性大、减少费用、控制本钱等优点，并且能够很大程度增高被测温度的技术目标，进而可以很有效的提升产品的品质和数目，这样可以进一步的有效提升效率。
人们想更多的了解温度传感器，所以通过认真的研究，从而发现其使用方法和用处。为此，此次使用西门子PLC与温度传 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
感器相互联合从而制作了恒温控制的高温烘烤机系统的设计。该设计使用的领域比较大，即能够对工业方面的锅炉进行温度的控制还可以用于很多关于温度控制方面的控制系统。本次研究温度控制是为了实现对其恒温的一个控制，使用PLC完成温度在规定范围内能够达到恒温的目的同时要具备操作简单，控制灵敏的特点。
基本要求：在PLC的基础上设计一个基于恒温控制的高温烘烤机系统的高温烘烤机，能够使用PID控制算法进行温度的一个精准控制，选定合适的驱动器和控制器实现相应的制冷、加热功能，保证温度差值±2。基本实现温度显示和设置功能。通过PLC实时地将系统装置内的温度传感器所搜集到的温度值和预先设定的恒温值完成比较和处理，从而对加热器以及制冷器等装置进行控制，进而保证系统能的温度恒定不变。
（1）知道温度传感器的特点和它的使用范围，并通过恒温控制的高温烘烤机系统进行适当的选型；
（2）能够了解知道控制器PLC的相关知识，能够完成其各个程序的编程；
（3）对PLC的各个程序要了解并且重点掌握其接口技术；
基本设计思路
根据整个系统的要求可知，此系统对温度控制的要求比较高，为此思考可以用PID控制来控制此次系统的温度，而电热器件的控制可以利用PWM波来完成控制的准确程度。温度数据可以用温度传感器来传回，从PLC对数据的处理而且能够有相应的动作发出，由此可以使温度能够有保障的控制在范围之内。
PID控制程序算法
PID算法简介
在用PID进行控制的过程中，可以按偏差的比例（P）、积分（I）和微分（D）进行控制的PID控制器（亦称PID调节器）是应用最为广泛的一种自动控制器。它具有原理简单，易于实现，适用面广，控制参数相互独立，参数的选定比较简单等优点； PID调节规律是连续系统动态品质校正的一种有效方法，它的参数整定方式简便，结构改变灵活（PI、PD、）。PID控制系统原理框图如图21所示。系统由PID控制器和被控对象组成。
/
图21 PID控制系统原理框图
对于此次我们温度控制系统的设计，能够使用到PID控制算法，其具体算法如下：
e（i）=t测t设
u(k)=u(k1)+KP×[e(k)e(k1)]+KI×e(k)+Kd×[e(k)2e(k1)+e(k2)]（31）
其算法中，u（i）为当时的功率输出。T为采样时间，E为误差积累，KP为比例常数，Ti为积分常数，Td为微分常数。根据实际系统，调节这三个常数，可以达到很好的效果。
大多数的温度控制系统可以看作一阶纯滞后环节，由于本系统纯滞后时间较小，故可采用PID（比例、积分、微分）控制算法实施控制。
PID控制作用
PID是比例（P）、积分（I）和微分（D）3个控制作用的组合。连续系统PID控制器的微分方程为：y（t）= KPP[e（t）+] （32）
式中 y（t）为控制器的输出；e（t）为控制器的输入；KP比例放大系数；TI为控制器的积分时间常数；TD为控制器的微分时间常数。
显然，KP越大，控制器的控制作用越强；只要e（t）不为0，积分项会因积分而使控制器的输出变化；只要e（t）有变化的趋势，控制器就会在微分作用下，在偏差出现且偏差不大时提前给输出一个较强的控制作用。
恒温控制的高温烘烤机系统硬件设计
该硬件设计部分主要包括PLC最小系统电路、温度传感电路、键盘及液晶显示电路设计、加热控制电路以及报警电路设计部分。下面我们将对这些电路进行详细的说明。
PLC的概述及选择
PLC实质是类似于一台微型计算机。PLC的主要由CPU、I/O接口、存储器组成。几乎所有的PLC硬件组成结构都相同，在PLC中数据的传送和指令的传送都是通过输入/输出端进行传送的，编程器则为用户提供编辑控制程序而被作为PLC的外部设备
PLC的运行过程大致可描述为：首先，外部输入信号经PLC输入端，进入PLC内部的存储器，存储器对这些信号的数据和状态进行收集和锁存；再由CPU按生产的实际要求对这些信号进行处理和运算；最后，将处理结果传送到输出端，使执行机构产生动作，完成对现场设备的控制。
PLC的特点主要包括：
目录
一、 引言 1
（一） 研究的目的和要求 1
（二） 基本设计思路 1
二、 PID控制程序算法 2
（一） PID算法简介 2
（二） PID控制作用 2
三、 恒温控制的高温烘烤机系统硬件设计 3
（一） PLC的概述及选择 3
（二） PLC的选型 3
（三） 温度传感器 4
（四） 加热控制电路 7
（五） 报警电路 7
四、 恒温控制的高温烘烤机系统软件设计 9
（一） 程序功能顺序设计 9
（二） 自动程序设计 10
结论 13
参考文献 14
致谢 15
引言
自工业革命以来，全球大力发展工业技术。各国竞争力度的加大催动工业生产加工技术领域越来越趋于成熟。为了提升竞争力，节省劳动力，提高生产效率，生产精度PLC应运而生。PLC控制技术被广泛应用于机械加工等领域，在机械加工中有这不可替代的作用。因PLC控制技术具有线路简洁，便于操作，PLC控制器本身极地的故障率等优点。PLC控制技术以达到了举足轻重的地位。至今为止难以被超越。
研究的目的和要求
目的：通过完成恒温控制的高温烘烤机系统的制作，能够实现很高的功能要求，具备控制便利、简略和机动性大、减少费用、控制本钱等优点，并且能够很大程度增高被测温度的技术目标，进而可以很有效的提升产品的品质和数目，这样可以进一步的有效提升效率。
人们想更多的了解温度传感器，所以通过认真的研究，从而发现其使用方法和用处。为此，此次使用西门子PLC与温度传 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
感器相互联合从而制作了恒温控制的高温烘烤机系统的设计。该设计使用的领域比较大，即能够对工业方面的锅炉进行温度的控制还可以用于很多关于温度控制方面的控制系统。本次研究温度控制是为了实现对其恒温的一个控制，使用PLC完成温度在规定范围内能够达到恒温的目的同时要具备操作简单，控制灵敏的特点。
基本要求：在PLC的基础上设计一个基于恒温控制的高温烘烤机系统的高温烘烤机，能够使用PID控制算法进行温度的一个精准控制，选定合适的驱动器和控制器实现相应的制冷、加热功能，保证温度差值±2。基本实现温度显示和设置功能。通过PLC实时地将系统装置内的温度传感器所搜集到的温度值和预先设定的恒温值完成比较和处理，从而对加热器以及制冷器等装置进行控制，进而保证系统能的温度恒定不变。
（1）知道温度传感器的特点和它的使用范围，并通过恒温控制的高温烘烤机系统进行适当的选型；
（2）能够了解知道控制器PLC的相关知识，能够完成其各个程序的编程；
（3）对PLC的各个程序要了解并且重点掌握其接口技术；
基本设计思路
根据整个系统的要求可知，此系统对温度控制的要求比较高，为此思考可以用PID控制来控制此次系统的温度，而电热器件的控制可以利用PWM波来完成控制的准确程度。温度数据可以用温度传感器来传回，从PLC对数据的处理而且能够有相应的动作发出，由此可以使温度能够有保障的控制在范围之内。
PID控制程序算法
PID算法简介
在用PID进行控制的过程中，可以按偏差的比例（P）、积分（I）和微分（D）进行控制的PID控制器（亦称PID调节器）是应用最为广泛的一种自动控制器。它具有原理简单，易于实现，适用面广，控制参数相互独立，参数的选定比较简单等优点； PID调节规律是连续系统动态品质校正的一种有效方法，它的参数整定方式简便，结构改变灵活（PI、PD、）。PID控制系统原理框图如图21所示。系统由PID控制器和被控对象组成。
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图21 PID控制系统原理框图
对于此次我们温度控制系统的设计，能够使用到PID控制算法，其具体算法如下：
e（i）=t测t设
u(k)=u(k1)+KP×[e(k)e(k1)]+KI×e(k)+Kd×[e(k)2e(k1)+e(k2)]（31）
其算法中，u（i）为当时的功率输出。T为采样时间，E为误差积累，KP为比例常数，Ti为积分常数，Td为微分常数。根据实际系统，调节这三个常数，可以达到很好的效果。
大多数的温度控制系统可以看作一阶纯滞后环节，由于本系统纯滞后时间较小，故可采用PID（比例、积分、微分）控制算法实施控制。
PID控制作用
PID是比例（P）、积分（I）和微分（D）3个控制作用的组合。连续系统PID控制器的微分方程为：y（t）= KPP[e（t）+] （32）
式中 y（t）为控制器的输出；e（t）为控制器的输入；KP比例放大系数；TI为控制器的积分时间常数；TD为控制器的微分时间常数。
显然，KP越大，控制器的控制作用越强；只要e（t）不为0，积分项会因积分而使控制器的输出变化；只要e（t）有变化的趋势，控制器就会在微分作用下，在偏差出现且偏差不大时提前给输出一个较强的控制作用。
恒温控制的高温烘烤机系统硬件设计
该硬件设计部分主要包括PLC最小系统电路、温度传感电路、键盘及液晶显示电路设计、加热控制电路以及报警电路设计部分。下面我们将对这些电路进行详细的说明。
PLC的概述及选择
PLC实质是类似于一台微型计算机。PLC的主要由CPU、I/O接口、存储器组成。几乎所有的PLC硬件组成结构都相同，在PLC中数据的传送和指令的传送都是通过输入/输出端进行传送的，编程器则为用户提供编辑控制程序而被作为PLC的外部设备
PLC的运行过程大致可描述为：首先，外部输入信号经PLC输入端，进入PLC内部的存储器，存储器对这些信号的数据和状态进行收集和锁存；再由CPU按生产的实际要求对这些信号进行处理和运算；最后，将处理结果传送到输出端，使执行机构产生动作，完成对现场设备的控制。
PLC的特点主要包括：
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