三菱小型plc的恒温控制系统

目 录　
第一章 绪论 6
1.1课题研究背景 6
1.2恒温系统的课题研究意义 6
1.3恒温系统设计研究工作 6
第二章 恒温系统总体方案 8
2.1方案论证与选择 8
2.2恒温系统的方案设计 8
2.3恒温系统的程序设计流程图 11
第三章 恒温系统的硬件设计 12
3.1硬件组成 12
3.2PLC的选型 12
3.2.1FX2N64MR?PLC 13
3.2.2FX2N5A 特殊功能模块 13
3.3周波控制器 15
3.3.1周波控制器的用途介绍及其主要规格 15
3.3.2工作波图形 16
3.4触摸屏 17
3.4.1触摸屏的定义及组成 17
3.4.2触摸屏的工作原理及功能 17
3.5温度传感器 18
第四章 恒温系统的软件设计 19
4.1编程软件的应用 19
4.2恒温控制PID设计 20
4.2.1 PID功能指令 20
4.3 程序设计 20
4.4 恒温系统控制程序的开发 21
4.5温度设定 21
4.6 程序梯形图 22
4.6.1 目标温度给定段 22
4.6.2 PID初始设定程序段 22
4.6.3 判断PLC与模拟量模块的连接 23
4.6.4 输入/输出通道选择 24
4.6.4 储水箱中水温的测量 24
4.6.5 温度实际值的显示 24
4.6.6 检测PID调节段电路的接通与否 24
4.6.7 PID调节程序段 25
4.5.8 PID输出错误报警 25
第五章 现场的接线和调试 26
5.1恒温系统的调试 26
5.2恒温系统调试过程中发现的问题以及解决的方案 26
5.3恒温调试现场数据分析 27
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5.4对恒温控制系统性能的一些建议 28
结束语 29
致 谢 30
参考文献 31
附录A 32
附录B 33
　　绪论
1.1课题研究背景
时代的车轮滚滚前行，技术相较于以往也变得更加成熟。但是，进步的同时，竞争也随之变的激烈与残酷。??
可编程序控制器的生产和发展与继电器有很大的关系。继电器是一种用弱电信号的电磁开关，虽有上百年的历史，但在复杂的继电器控制系统中，故障的查找和排除是非常困难的，可能会花大量时间，严重地影响生产如果工艺要求发生变化，就得重新设计线路连接安装，不利于产品的更新换代。显然，需要需求一种新的控制装置来取代老式的继电器控制系统，使电气控制系统的工作更可靠、更容易维护、更能适应经常变动的工艺条件。?
在工业生产过程中，加热储水箱中液体的温度控制是十分常见的。温度控制的传统方法是人工—仪表控制。其重复性差，工艺要求难以保证，人工劳动强度大。目前大多数使用微机代替常规控制。以微机为核心控制系统虽然成本较低，但微机的可靠性和抗干扰性较差而使其硬件设计较复杂。而以PLC为核心的控制系统，虽然成本较高，但PLC本身就有很强的抗干扰性和可靠性，因而系统的硬件设计也简单得多。所以，相比较于微机控制，PLC控制在过程控制方面更具有优势。这种系统控制精度高、重复性好、自动化程度高，可以大大提高产品质量和减轻工人的劳动负担。
1.2课题研究意义
研究本次课题，能够把大学里的知识运用到工业控制上来，把理论变化成实际的东西，可以培养我们的动手操作能力，还有设计能力。研究本次课题可以让我加深对以前知识的巩固和新知识的学习，在不断的学习中提高了实践动手操作能力，不仅查阅能力的提高和思考力的上升，而且学会了一门新技能。在实践中不断的去创新和探索，找出问题解决问题。加深了对三菱PLC和模拟量控制模块技术、人机界面技术和传感器技术在现实中的应用，更加深入的了解恒温控制系统在现实生活中的应用，同时在工业生产中得到了很好的运用，减少了能源的损失和减轻人力的浪费。
1.3恒温系统设计研究工作
使用三菱PLC FX2N64MR、温度传感器、FX2N5N模拟量控制模块、西门子触摸屏、周波控制器和固态继电器等元器件对储水箱中的水进行恒温控制，以此来达到恒温控制的目的。由PLC、模拟量控制模块、周波控制器和固态继电器等来控制电加热器的工作时间，以适时加热液体，从而实现液体在环境温度以上的恒温控制。
三菱小型PLC恒温控制系统的最重要的是，温度传感器对水中的温度进行测量，然后通过温度变送器把实际水温变成420mA传给FX2N5A模拟量控制模块，FX2N5A把420mA转变成032000传给三菱PLC，经过PID的运算得到032000的输出值，再传给FX2N5A模拟量控制模块再转换成420mA，传给周波控制器，通过周波控制器PWM输出来控制固态继电器的通断时间，从而实现对加热器的控制，以此达到恒温控制的目的。
第二章 　恒温系统总体方案
2.1方案论证与选择
随着现代工业的发展，温度控制系统的运用越来越重要，如例如钢铁冶炼过程中，新鲜出炉钢，塑料或立体声式炉中的热处理，热处理炉，锅炉和最常见的一天到一天的生活遇到精确控制，需要实时监控和温度各种反应器温度，工业，医疗，环保，化工，石油等领域的物理量。它可以是在许多领域更高或更低的温度。此外，在现场变得更加复杂，有时人是无法靠近或现场无需要人力来监控，如加热炉大都采用简单的温控仪表和温控电路进行控制和监测。控制精度低，超测量等缺点存在。
方案一：三菱小型PLC恒温控制系统设计，可用三菱小型PLC的PID调节功能以及数据变换实现恒温控制，PID调节就是让温度保持在设定值中，能够持续保持在温度设定值不变。为了确保上电使用时不出故障，对PLC程序进行检查和修改，直至达到恒温系统设计要求。
方案二：使用C51单片机进行恒温控制，CPU能够在整个系统当中控制各个部分的有序的运行，当温度达到设定值时，却不能保持恒温，只能维持在设定值的
5℃范围内，在温度小于设定值5℃时加热器接通进行工作，在温度到达设定值时加热器断电停止工作。

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