基于PLC控制的加熱爐溫度控制系統設計

基于PLC控制的加熱爐溫度控制系統設計

摘要

溫度控制系統廣泛應用于工業控制領域，如鋼鐵廠、化工廠、火電廠等鍋爐的溫度控制系統，電焊機的溫度控制系統等。加熱爐溫度控制在許多領域中得到廣泛的應用。這方面的應用大多是基于單片機進行PID 控制, 然而單片機控制的DDC 系統軟硬件設計較為復雜, 特別是涉及到邏輯控制方面更不是其長處, 然而PLC 在這方面卻是公認的最佳選擇。加熱爐溫度是一個大慣性系統，一般采用PID調節進行控制。隨著PLC功能的擴充在許多PLC 控制器中都擴充了PID 控制功能, 因此在邏輯控制與PID控制混合的應用場所中采用PLC控制是較為合理的。本設計是利用西門子S7-300PLC控制加熱爐溫度的控制系統。首先介紹了溫度控制系統的工作原理和系統的組成，然后介紹了西門子S7-300PLC和系統硬件及軟件的具體設計過程。

關鍵詞：西門子S7-300PLC，PID，溫度傳感器，固態繼電器

The application of Siemens S7-300 in temperature control

Abstract

....

Key words：Siemens S7-300 PLC，PID，temperature pickup, solid state relay 

目錄

摘要I

AbstractII

第一章  引言1

1.1系統設計背景1

1.2系統工作原理1

1.3系統設計目標及技術要求2

1.4技術綜述2

第二章 系統設計4

2.1控制原理與數學模型4

2.1.1PID控制原理4

2.1.2掌握S7-300PLC的PID指令及應用方法8

2.1.3PID指令的使用注意事項13

2.2采樣信號和控制量分析14

2.3系統組成15

第三章   硬件設計16

3.1 PLC的基本概念16

3.1.1模塊式PLC的基本結構16

3.1.2 PLC的特點18

3.1.3PLC的應用領域19

3.2 PLC的工作原理22

3.2.1邏輯運算22

3.2.2 PLC的循環處理過程23

3.2.3用戶程序的執行過程25

3.3 S7-300簡介25

3.3.1數字量輸入模塊26

3.3.2 數字量輸出模塊26

3.3.3數字量輸入/輸出模塊27

3.3.4模擬量輸入模塊28

3.3.5模擬量輸出模塊30

3.3.6 S7-300的其他模塊31

3.4溫度傳感器32

3.5固態繼電器34

第四章 軟件設計38

4.1STEP7編程軟件簡介38

4.1.1STEP7概述38

4.1.2STEP 7的硬件接口38

4.1.3 STEP 7的編程功能38

4.1.4 STEP 7的硬件組態與診斷功能39

4.2 STEP7項目的創建40

4.2.1使用向導創建項目40

4.2.2直接創建項目42

4.2.3硬件組態與參數設置43

4.3用變量表調試程序51

4.3.1系統調試的基本步驟51

4.3.2 變量表的基本功能52

4.3.3變量表的生成53

4.3.4 變量表的使用54

4.4 S7-300的編程語言55

4.4.1PLC編程語言的國際標準55

4.4.2STEP7中的編程技術56

結束語61

參考文獻62

附錄63

致謝65