基于PLC锅炉温度控制设计

摘美丽的公鸡美丽的公鸡要PROGRAMMABLE美丽的公鸡LOGIC美丽的公鸡CONTROLLER（PLC），美丽的公鸡可编程逻辑控制器，美丽的公鸡一种数字运算操作的电子系统，美丽的公鸡专为在工业环境应用而设计的。美丽的公鸡它采用一类可编程的存储器，美丽的公鸡用于其内部存储程序，美丽的公鸡执行逻辑运算，美丽的公鸡顺序控制，美丽的公鸡定时，美丽的公鸡计数与算术操作等面向用户的指令，美丽的公鸡并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。美丽的公鸡美丽的公鸡PLC是由中央处理器（CPU）和存储器,输入/输出（I/O单元，美丽的公鸡通信接口、扩展接口电源等部分组成。美丽的公鸡PLC具有可靠性高，美丽的公鸡抗干扰能力强，美丽的公鸡适用面广，美丽的公鸡通用性强，美丽的公鸡编程简单等特点。美丽的公鸡可见，美丽的公鸡在21世纪，美丽的公鸡PLC会有更大的发展，美丽的公鸡将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。美丽的公鸡本文介绍了以锅炉为被控对象，美丽的公鸡以锅炉出口水温为主被控参数，美丽的公鸡以炉膛内水温为副被控参数，美丽的公鸡以加热炉电阻丝电压为控制参数，美丽的公鸡以PLC为控制器，美丽的公鸡构成锅炉温度串级控制系统；采用PID算法，美丽的公鸡运用PLC梯形图编程语言进行编程，美丽的公鸡实现锅炉温度的自动控制。美丽的公鸡关键词电热锅炉的控制系统、温度控制、串级控制、PLC、PIDABSTRACTPROGRAMMABLE美丽的公鸡LOGIC美丽的公鸡CONTROLLER美丽的公鸡PLC，美丽的公鸡PROGRAMMABLE美丽的公鸡LOGIC美丽的公鸡CONTROLLER,美丽的公鸡A美丽的公鸡DIGITAL美丽的公鸡ELECTRONIC美丽的公鸡COMPUTING美丽的公鸡OPERATING美丽的公鸡SYSTEM,美丽的公鸡DESIGNED美丽的公鸡FOR美丽的公鸡ENVIRONMENTAL美丽的公鸡APPLICATIONS美丽的公鸡IN美丽的公鸡THE美丽的公鸡INDUSTRIAL美丽的公鸡DESIGN美丽的公鸡IT美丽的公鸡USES美丽的公鸡A美丽的公鸡PROGRAMMABLE美丽的公鸡MEMORY,美丽的公鸡USED美丽的公鸡IN美丽的公鸡ITS美丽的公鸡INTERNAL美丽的公鸡STORAGE美丽的公鸡PROCEDURES,美丽的公鸡THE美丽的公鸡IMPLEMENTATION美丽的公鸡OF美丽的公鸡LOGICAL,美丽的公鸡SEQUENTIAL美丽的公鸡CONTROL,美丽的公鸡TIMING,美丽的公鸡COUNTING美丽的公鸡AND美丽的公鸡ARITHMETIC美丽的公鸡OPERATIONS美丽的公鸡SUCH美丽的公鸡AS美丽的公鸡USERORIENTED美丽的公鸡INSTRUCTIONS,美丽的公鸡AND美丽的公鸡INPUT美丽的公鸡/美丽的公鸡OUTPUT美丽的公鸡CONTROL美丽的公鸡MACHINERY美丽的公鸡OR美丽的公鸡PRODUCTION美丽的公鸡PROCESS美丽的公鸡OF美丽的公鸡VARIOUS美丽的公鸡TYPES美丽的公鸡THROUGH美丽的公鸡DIGITAL美丽的公鸡OR美丽的公鸡ANALOG美丽的公鸡PLC美丽的公鸡IS美丽的公鸡COMPOSED美丽的公鸡OF美丽的公鸡A美丽的公鸡CENTRAL美丽的公鸡PROCESSING美丽的公鸡UNIT美丽的公鸡CPU美丽的公鸡AND美丽的公鸡MEMORY,美丽的公鸡INPUT美丽的公鸡/美丽的公鸡OUTPUT美丽的公鸡I/O美丽的公鸡UNIT,美丽的公鸡COMMUNICATION美丽的公鸡INTERFACE,美丽的公鸡INTERFACE美丽的公鸡POWER美丽的公鸡COMPONENTS美丽的公鸡THE美丽的公鸡PLC美丽的公鸡HAS美丽的公鸡HIGH美丽的公鸡RELIABILITY,美丽的公鸡STRONG美丽的公鸡ANTIINTERFERENCE美丽的公鸡ABILITY,美丽的公鸡WIDE美丽的公鸡APPLICATION美丽的公鸡RANGE,美丽的公鸡STRONG美丽的公鸡UNIVERSALITY,美丽的公鸡FEATURES美丽的公鸡SIMPLE美丽的公鸡VISIBLE,美丽的公鸡IN美丽的公鸡TWENTYFIRST美丽的公鸡CENTURY,美丽的公鸡PLC美丽的公鸡WILL美丽的公鸡HAVE美丽的公鸡GREATER美丽的公鸡DEVELOPMENT美丽的公鸡WILL美丽的公鸡BE美丽的公鸡MANY美丽的公鸡OUTSIDE美丽的公鸡THE美丽的公鸡INDUSTRY美丽的公鸡AND美丽的公鸡INDUSTRY美丽的公鸡PLAY美丽的公鸡A美丽的公鸡MORE美丽的公鸡AND美丽的公鸡MORE美丽的公鸡IMPORTANT美丽的公鸡ROLETHIS美丽的公鸡PAPER美丽的公鸡INTRODUCES美丽的公鸡THE美丽的公鸡BOILER美丽的公鸡AS美丽的公鸡THE美丽的公鸡CHARGED美丽的公鸡OBJECT美丽的公鸡TO美丽的公鸡THE美丽的公鸡BOILER美丽的公鸡WATER美丽的公鸡TEMPERATURE美丽的公鸡OF美丽的公鸡THE美丽的公鸡MAIN美丽的公鸡ACCUSED美丽的公鸡OF美丽的公鸡THE美丽的公鸡EXPORT美丽的公鸡PARAMETERS美丽的公鸡TO美丽的公鸡FURNACE美丽的公鸡TEMPERATURE美丽的公鸡AS美丽的公鸡DEPUTY美丽的公鸡ACCUSED美丽的公鸡OF美丽的公鸡PARAMETERS美丽的公鸡TO美丽的公鸡CONTROL美丽的公鸡THE美丽的公鸡HEATING美丽的公鸡RESISTANCE美丽的公鸡WIRE美丽的公鸡VOLTAGE美丽的公鸡PARAMETERS美丽的公鸡TO美丽的公鸡PLC,美丽的公鸡CONTROLLER,美丽的公鸡CONSTITUTES美丽的公鸡A美丽的公鸡SERIES美丽的公鸡OF美丽的公鸡BOILER美丽的公鸡TEMPERATURE美丽的公鸡LEVEL美丽的公鸡CONTROL美丽的公鸡SYSTEM美丽的公鸡USING美丽的公鸡PID美丽的公鸡ALGORITHM,美丽的公鸡THE美丽的公鸡USE美丽的公鸡OF美丽的公鸡PLC美丽的公鸡LADDER美丽的公鸡PROGRAMMING美丽的公鸡LANGUAGE,美丽的公鸡PROGRAMMING,美丽的公鸡BOILER美丽的公鸡TEMPERATURE美丽的公鸡CONTROLKEY美丽的公鸡WORDSHEATING美丽的公鸡BOILER美丽的公鸡CONTROL美丽的公鸡SYSTEM美丽的公鸡美丽的公鸡TEMPERATURE美丽的公鸡CONTROL美丽的公鸡美丽的公鸡CASCADE美丽的公鸡CONTROL美丽的公鸡PLC美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡PID美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡目美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡录第一章绪论1第一节PLC对锅炉温度的控制的概述1第二节系统总体设计1第二章PLC控制系统的硬件设计2第一节美丽的公鸡PLC控制系统设计的基本原则和步骤2第二节PLC的选型和硬件配置3第三节美丽的公鸡系统整体设计方案和电气连接图4第四节PLC控制器的设计4第五节美丽的公鸡控制系统数学模型的建立4第六节美丽的公鸡元器件清单5第七节I/O地址分配表5第三章美丽的公鸡PLC控制系统的软件设计7第一节PLC程序设计的方法7第二节美丽的公鸡美丽的公鸡编程软件STEP7MICRO/WIN概述7第三节美丽的公鸡程序设计7结束语9谢美丽的公鸡美丽的公鸡辞10参考文献111第一章绪论第一节PLC对锅炉温度的控制的概述以锅炉为被控对象，美丽的公鸡以锅炉出口水温为主被控参数，美丽的公鸡以炉膛内水温为副被控参数，美丽的公鸡以加热炉电阻丝电压为控制参数，美丽的公鸡以PLC为控制器，美丽的公鸡构成锅炉温度串级控制系统；采用PID算法，美丽的公鸡运用PLC梯形图编程语言进行编程，美丽的公鸡实现锅炉温度的自动控制。美丽的公鸡可编程逻辑控制器（PLC是集计算机技术、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动控制装置。美丽的公鸡PLC技术在温度监控系统上的应用从整体上分析和研究了控制系统的硬件配置、电路图的设计、程序设计，美丽的公鸡控制对象数学模型的建立、控制算法的选择和参数的整定、人机界面的设计等。美丽的公鸡论文通过对德国西门子公司的S7200系列PLC控制器，美丽的公鸡温度传感器将检测到的实际炉温转化为电压信号，美丽的公鸡经过模拟量输入模块转换成数字信号送到PLC中进行PID调节，美丽的公鸡PID控制器输出转化为010MA的电流信号输入控制可控硅电压调整器或触发板改变可控硅管导通角的大小来调节输出功率。美丽的公鸡对于监控画面，美丽的公鸡利用亚控公司的组态软件“组态王“串级系统是由调节器串联起来工作，美丽的公鸡其中一个调节器的输出作为另一个调节器的给定值的系统。美丽的公鸡整个系统包括两个控制回路，美丽的公鸡主回路和副回路。美丽的公鸡副回路由副变量检测变送、副调节器、调节阀和副过程构成；主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过程构成。美丽的公鸡一次扰动作用在主被控过程上的，美丽的公鸡而不包括在副回路范围内的扰动。美丽的公鸡二次扰动作用在副被控过程上的，美丽的公鸡即包括在副回路范围内的扰动。美丽的公鸡在串级控制系统中，美丽的公鸡由于引入了一个副回路，美丽的公鸡不仅能及早克服进入副回路的扰动，美丽的公鸡而且又能改善过程特性。美丽的公鸡副调节器具有“粗调”的作用，美丽的公鸡主调节器具有“细调”的作用，美丽的公鸡从而使其控制品质得到进一步提高。美丽的公鸡第二节美丽的公鸡美丽的公鸡系统总体设计通过编程装置（电脑和USB数据线）将PLC程序传送到PLC存储器里面以及将组态通过PLC的通信下载到触摸屏上，美丽的公鸡将PLC设置到RUN状态等待程序命令的执行，美丽的公鸡通过人机界面（触摸屏）的操作，美丽的公鸡实现PLC美丽的公鸡IO口输入/输出信号的传递以及每个变量与程序的通信，美丽的公鸡当输入/输出有电信号后，美丽的公鸡电平转换模块就马上转换电信号传递给步进电机驱动器和电磁阀开关去控制相应的电机的指示灯，美丽的公鸡当动作到位后通过定点位置传感器传递到电平转换模块，美丽的公鸡再传递给PLC，美丽的公鸡完成2整个流程，美丽的公鸡实现机械手控制系统。美丽的公鸡3第二章PLC控制系统的硬件设计第一节美丽的公鸡PLC控制系统设计的基本原则和步骤（1）PLC控制系统设计的一般步骤设计PLC应用系统时，美丽的公鸡首先是进行PLC应用系统的功能设计，美丽的公鸡即根据被控对象的功能和工艺要求，美丽的公鸡明确系统必须要做的工作和因此必备的条件。美丽的公鸡然后是进行PLC应用系统的功能分析，美丽的公鸡即通过分析系统功能，美丽的公鸡提出PLC控制系统的结构形式，美丽的公鸡控制信号的种类、数量，美丽的公鸡系统的规模、布局。美丽的公鸡最后根据系统分析的结果，美丽的公鸡具体的确定PLC的机型和系统的具体配置。美丽的公鸡PLC控制系统设计可以按以下步骤进行1熟悉被控对象美丽的公鸡制定控制方案,分析被控对象的工艺过程及工作特点，美丽的公鸡了解被控对象之间的配合，美丽的公鸡确定被控对象对美丽的公鸡PLC控制系统的控制要求。美丽的公鸡2确定IO设备美丽的公鸡根据系统的控制要求，美丽的公鸡确定用户所需的输入如按钮、行程开关、选择开关等和输出设备如接触器、电磁阀、信号指示灯等由此确定PLC的IO点数。美丽的公鸡3选择PLC美丽的公鸡选择时主要包括PLC机型、容量、IO模块、电源的选择。美丽的公鸡4分配PLC的IO地址美丽的公鸡美丽的公鸡根据生产设备现场需要，美丽的公鸡确定控制按钮，美丽的公鸡选择开关、接触器、电磁阀、信号指示灯等各种输入输出设备的型号、规格、数量；根据所选的PLC的型号列出输入输出设备与PLC输入输出端子的对照表，美丽的公鸡以便绘制PLC外部IO接线图和编制程序。美丽的公鸡5设计软件及硬件进行PLC程序设计，美丽的公鸡进行控制柜（台）等硬件的设计及现场施工。美丽的公鸡由于程序与硬件设计可同时进行，美丽的公鸡因此，美丽的公鸡PLC控制系统的设计周期可大大缩短，美丽的公鸡而对于继电器系统必须先设计出全部的电气控制线路后才能进行施工设计。美丽的公鸡6联机调试美丽的公鸡联机调试是指将模拟调试通过的程序进行在线统调。美丽的公鸡（2）PLC程序设计的一般步骤1绘制系统的功能图，美丽的公鸡如图21。美丽的公鸡2设计梯形图程序。美丽的公鸡3根据梯形图编写指令表程序。美丽的公鸡4对程序进行模拟调试及修改，美丽的公鸡直到满足控制要求为止。美丽的公鸡调试过程中，美丽的公鸡可采用分段调试的方法，美丽的公鸡并利用编程器的监控功能。美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡美丽的公鸡4图21美丽的公鸡美丽的公鸡PLC控制系统的设计步骤第二节PLC的选型和硬件配置（1）PLC型号的选择本温度控制系统采用德国西门子S7200美丽的公鸡PLC。美丽的公鸡S7200美丽的公鸡是一种小型的可编程序控制器，美丽的公鸡适用于各行各业，美丽的公鸡各种场合中的检测、监测及控制的自动化。美丽的公鸡S7200系列的强大功能使其无论在独立运行中，美丽的公鸡或相连成网络皆能实现复杂控制功能。美丽的公鸡因此S7200系列具有极高的性能/价格比。美丽的公鸡（2）S7200美丽的公鸡CPU的选择S7200美丽的公鸡系列的PLC有CPU221、CPU222、CPU224、CPU226等类型。美丽的公鸡此系统选用的S7200美丽的公鸡CPU224XP,CPU美丽的公鸡224XP集成24输入/16输出共40个数字量I/O美丽的公鸡点。美丽的公鸡可连接7个扩展模块，美丽的公鸡最大扩展至248路数字量I/O美丽的公鸡点或35路模拟量I/O美丽的公鸡点。美丽的公鸡13K字节程序和数据存储空间。美丽的公鸡6个独立的30KHZ高速计数器，美丽的公鸡2路独立的20KHZ高速脉冲输出，美丽的公鸡具有PID控制器。美丽的公鸡2个RS485通讯/编程口，美丽的公鸡具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。美丽的公鸡I/O端子排可很容易地整体拆卸。美丽的公鸡（3）温度传感器5温度传感器是一种将温度变化转化为电量变化的装置。美丽的公鸡在各种温度传感器中，美丽的公鸡以将温度量转换为电势和电阻的方法最为普遍。美丽的公鸡其中最为常用于测量温度的是热电偶和热电阻，美丽的公鸡热电偶是将温度转化为电势变化，美丽的公鸡而热电阻是将温度变化转化为电阻的变化。美丽的公鸡这两种温度传感器目前在工业生产中被广泛应用。美丽的公鸡该系统需要的传感器是将温度转化为电流，美丽的公鸡且水温最高是100，美丽的公鸡所以选择PT100铂热电阻传感器。美丽的公鸡P100铂热电阻，美丽的公鸡简称为PT100铂电阻，美丽的公鸡其阻值会随着温度的变化而改变。美丽的公鸡PT后的100即表示它在0时阻值为100欧姆，美丽的公鸡在100时它的阻值约为1385欧姆。美丽的公鸡它的工作原理当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，美丽的公鸡它的的阻值会随着温度上升它的阻值成匀速增长。美丽的公鸡第三节美丽的公鸡系统整体设计方案和电气连接图系统选用了PLC美丽的公鸡CPU美丽的公鸡224XP为控制器，美丽的公鸡如图22。美丽的公鸡将检测到的实际锅炉水温转化为电流信号，美丽的公鸡送到PLC中进行PID调节，美丽的公鸡PID控制器输出转化为010MA的电流信号输入控制风扇的转速，美丽的公鸡从而调节风扇降温。美丽的公鸡PLC和WINCC美丽的公鸡FLEXIBLE连接，美丽的公鸡实现了系统的实时监控。美丽的公鸡图22美丽的公鸡整体设计图第四节PLC控制器的设计控制器的设计是整个控制系统设计中最重要的一步。美丽的公鸡首先要根据受控对象的数学模型和它的各特性以及设计要求，美丽的公鸡确定控制器的结构以及和受控对象的连接方式。美丽的公鸡最后根据所要求的性能指标确定控制器的参数值。美丽的公鸡第五节美丽的公鸡控制系统数学模型的建立在本控制系统中，美丽的公鸡图美丽的公鸡23，美丽的公鸡TT1出口温度传感器将检测到的出口水温度信号转化为电流信号送入EM235模块的A路，美丽的公鸡TT2炉膛温度传感器将检测到的出口水温度信号转化为电流信号送入EM235模块的B路。美丽的公鸡两路模拟信号经过EM235转化为数字信号送入PLC，美丽的公鸡PLC再通过PID模块进行PID调节控制。美丽的公鸡6图美丽的公鸡23美丽的公鸡串级控制系统框图第六节美丽的公鸡元器件清单表24元器件清单序号名称数量序号名称数量1PLCCPU224XPAC/DC/RELAY）1102控制台1113编程电缆1124通信电缆1135电源24V1146编程PC1157触摸屏1168PID模块117第七节I/O地址分配表表25PLC的I/O地址分配表横轴正限位I00横轴脉冲Q00横轴反限位I01竖轴脉冲Q01竖轴正限位I02横轴方向Q02竖轴反限位I03竖轴方向Q03旋转脉冲I04手电机正转Q04手正转限位I05手电机反转Q05输入手反转限位I06输出底座正转Q067底座正限位I07底座反转Q07底座反限位I10电磁阀动作Q10启动开关I11停止开关I128第三章美丽的公鸡PLC控制系统的软件设计第一节PLC程序设计的方法PLC程序设计常用的方法主要有经验设计法、继电器控制电路转换为梯形图法、顺序控制设计法、逻辑设计法等。美丽的公鸡1经验设计法经验设计法即在一些典型的控制电路程序的基础上，美丽的公鸡根据被控制对象的具体要求，美丽的公鸡进行选择组合，美丽的公鸡并多次反复调试和修改梯形图，美丽的公鸡有时需增加一些辅助触点和中间编程环节，美丽的公鸡才能达到控制要求。美丽的公鸡这种方法没有规律可遵循，美丽的公鸡设计所用的时间和设计质量与设计者的经验有很大的关系，美丽的公鸡故称为经验设计法。美丽的公鸡美丽的公鸡2继电器控制电路转换为梯形图法用PLC的外部硬件接线和梯形图软件来实现继电器控制系统的功能。美丽的公鸡3顺序控制设计法根据功能流程图，美丽的公鸡以步为核心，美丽的公鸡从起始步开始一步一步地设计下去，美丽的公鸡直至完成。美丽的公鸡此法的关键是画出功能流程图。美丽的公鸡4美丽的公鸡逻辑设计法通过中间量把输入和输出联系起来。美丽的公鸡实际上就找到输出和输入的关系，美丽的公鸡完成设计任务。美丽的公鸡第二节美丽的公鸡美丽的公鸡编程软件STEP7MICRO/WIN概述STEP7MICRO/WIN美丽的公鸡编程软件是基于WINDOWS的应用软件，美丽的公鸡由西门子公司专为S7200系列可编程控制器设计开发，美丽的公鸡它功能强大，美丽的公鸡主要为用户开发控制程序使用，美丽的公鸡同时也可以实时监控用户程序的执行状态。美丽的公鸡第三节美丽的公鸡程序设计PLC运行时，美丽的公鸡通过特殊继电器SM00产生初始化脉冲进行初始化，美丽的公鸡将温度设定值，美丽的公鸡PID参数值等存入数据寄存器，美丽的公鸡随后系统开始温度采样，美丽的公鸡采样周期是17秒，美丽的公鸡TT1出口水温温度传感器将采集到的出口水温度信号转换为电流信号，美丽的公鸡电流信号在通过AIW0进入PLC，美丽的公鸡作为主回路的反馈值，美丽的公鸡经过主控制器（PID0）的PI运算产生输出信号，美丽的公鸡作为副回路的给定值。美丽的公鸡TT2炉膛水温传感器将采集到的炉膛水温度信号转换为电流信号，美丽的公鸡电流信号在通过AIW2进入PLC，美丽的公鸡作为副回路的反馈值，美丽的公鸡经过副控制器（PID1）的P运算产生输出的信号,由AQW0输出，美丽的公鸡输出的420MA电流信号控制风扇转速，美丽的公鸡从而控制风扇的风力，美丽的公鸡完成对温度的控制，美丽的公鸡如图31。美丽的公鸡9图美丽的公鸡31梯形图10结束语此设计运用西门子S7200PLC、STEP7MICRO/WIN编程软件和WIN美丽的公鸡CC美丽的公鸡FLEXIBLE组态软件设计了一个人机监控的温度控制系统。美丽的公鸡系统采用串级PID控制，美丽的公鸡利用粗调和细调，美丽的公鸡得到一个反应比较迅速，美丽的公鸡控制精度比较高的温度控制系统。美丽的