基于PLC的热水箱恒温控制系统设计机械设计带图纸文档
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：
编号：92357804
类型：共享资源
大小：9.79MB
格式：ZIP
上传时间：2020-08-15
上传人：QQ24****1780
认证信息
个人认证
王**（实名认证）
浙江
IP属地：浙江
15
积分
- 关 键 词：
-
基于
PLC
水箱
恒温
控制系统
设计
机械设计
图纸
文档
- 资源描述：
-
基于PLC的热水箱恒温控制系统设计机械设计带图纸文档,基于,PLC,水箱,恒温,控制系统,设计,机械设计,图纸,文档
- 内容简介：
-
南昌工程学院课程设计论文南 昌 工 程 学 院课 程 设 计 （论 文）电 气 与 电 子 工 程系 自 动 化 专业课程设计（论文）题目 基于PLC的恒温控制学生姓名 赖 知 渊 专 业 自 动 化 学 号 2006100511 指导教师 马 永 力 完成日期2009年6月21日南 昌 工 程 学 院课程设计（论文）任务书I、课程设计(论文)题目：基于PLC的恒温控制II、课程设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：1.根据要求设定水箱的恒温控制，启动水泵向恒温水箱进水，当水位上升到预定液位后，启动搅拌电机2.测量水箱水温并与设定值60比较，若温度小于5，要采用PID调节加热。水温高于5，采用进水与风扇冷却同时进行降温控制3.对温度、流量、加热的电功率进行实测并显示；若进水时无流量或加热冷却时水温无变化时应报警。III、课程设计(论文)工作内容及完成时间：6.8-6.10硬件设计6.11-6.14软件设计6.15-6.19系统调试6.21撰写报告及答辩 主 要参考资料：1.许谬，王淑英 电气控制与PLC控制技术 机械工业出版社20062.方承远，张振国 工厂电气控制技术 机械工业出版社20073. 江秀汉 可编程序控制器原理与应用 西安电子科技大学出版社 电气与电子工程系 自 动 化 专业类 班学生：赖 知 渊日期： 自 2009年 06 月 8 日至2009 年06 月21 日指导教师：马 永 力助理指导教师(并指出所负责的部分)：教研室主任：附注:任务书应该附在已完成的课程设计说明书首页。目 录第一章 绪 论111引言112 PLC在温度控制方面的应用1第二章 课 题 分 析22.1确定系统功能与性能22.2系统硬件电路分析22.3系统软件分析3第三章 硬 件 设 计33.1 PLC外围电路的概述33.2 恒温水箱系统43.3系统显示电路43.4系统PID控制的实现5第四章 软 件 设 计64.1软件设计要求64.2系统资源分配6输出口的分配情况64.3程序设计流程图7第五章 设计心得1010南昌工程学院课程设计论文第一章 绪 论11引言可编程序控制器(Programmable Controller，简称PLC)是以微处理器为基础，综合了计算机技术、控制技术、通讯技术等高新技术的工业装置。现代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系统。在工农业生产中，常用闭环控制方式控制温度、压力、流量等连续变化的模拟量，PID控制是常见的一种控制方式。由于其不需要求出控制系统的数学模型，算法简单、鲁棒性好、可靠性高，在使用模拟量控制器的模拟控制系统和使用计算机(包括PLC)的数字控制系统中得到了广泛的应用。本文针对恒温水箱温控系统的要求，以PLC为温度控制系统的核心，利用PID控制算法实现水箱的恒温控制。12 PLC在温度控制方面的应用这几年PLC的嵌入式系统发展很快，随着超大规模集成电路技术的的进一步发展，PLC的体积越来越小、功能越来越强、性价比越来越高。PLC在温度控制的应用越来越广泛，采用PLC做主控单元，无触点控制，可实现对温度的采集和控制的要求。现在PLC控温技术广泛应用于步进控制、工业现场控制、机器人、工业集散控制、楼宇自动化技术等诸多领域。该技术的应用使得温控产品朝着小型化、智能化方向发展，既提高了产品的功能和质量，又降低了成本，简化了设计，减少了资源的浪费。PLC的温控技术在嵌入式系统的开发到一定阶段以后，可应用于工业现场总线（FCS）控制。现在PLC采用复合编程编程，功能更加强大了。鉴于PLC温控技术在工业现场的广泛应用，该技术可构成FCS的现场总线控制台，再通过现场总线向控制台传送控制信息。作为现场总线控制的智能化控制模块，PLC温控技术在工业现场的温度采集和实现温度控制的实时性方面在经济性上有着其他技术无可比拟的优点。第二章 课 题 分 析2.1确定系统功能与性能 此PLC恒温控制系统要实现水箱的恒温控制，通过PLC的模拟输入模块对水箱的温度变送器、水位变送器、功率变送器、流量变送器的模拟量进行处理。然后通过PLC的模拟输出模块和PID控制模块对水箱的温度进行控制，以实现对水箱的恒温控制。同时，六位LED显示器直接跟踪显示被控对象的温度值、进水阀的流量、水箱的加热功率，PPLC控制的LED显示准确度高，显示清晰，稳定可靠。根据课题要求：在PLC程序中设定水箱的恒温值，在启动PLC控制后启动水泵向恒温水箱进水，当水位上升到预定液位后启动搅拌电机，测量水箱水温并与设定值60比较，若温度小于5，要采用PID调节加热。水温高于5，采用进水与风扇冷却同时进行降温控制，若进水时无流量或加热冷却时水温无变化时应报警。要实现设计要求，对于PLC的选型至关重要。鉴于系统要实现的功能，需要有优良的PID控制器、模拟量输入/输出及要有足够的辅助输出元件，所以选择三菱公司的FX2N-80MR-001型PLC。系统的报警装置利用PLC输出继电器直接驱动报警器装置进行报警。2.2系统硬件电路分析系统硬件电路主要包括，报警电路、加热电路、PLC外围设备接线。通过PLC的程序控制端口的输出电平，达到控制相关外围电路的目的。加热电路控制中要用到光电隔离技术。光电隔离电路的作用是在电隔离的情况下,以光为煤介传送信号,对输入和输出电路可以进行隔离.因而能有效地抑制系统噪声，消除接地回路的干扰，有响应速度较快、寿命长、体积小耐冲击等好处，使其在强-弱电接口，特别是在微机系统的前向和后向通道中获得广泛应用。2.3系统软件分析系统软件分析主要涉及到在系统实现恒温控制中所需用到的相关指令和功能指令，在以硬件对应的软件中需用到BCD码转换指令，PID控制指令，区间对比指令，报警器置位指令，七段译码指令等。第三章 硬 件 设 计3.1 PLC外围电路的概述PLC外围电路主要包括模拟输入/输出量，PLC电源电路，光电隔离控制电路。PLC输入/输出电路模块是PLC与现场输入设备：限位开关、操作按钮、选择开关、行程开关、模拟输入变送接口，输出设备：驱动电磁阀、接触器、电机、光电隔离。通过输入/输出模块PLC既可以检测到所需的过程信息，又可以将处理后的结果送给外部过程。PLC的模拟输入模块输入的数据已经转换成二进制数，无需再进行A/D转换。本系统的外部电路如图所示：3.2 恒温水箱系统恒温水箱是系统实现控制的关键，外围中有许多的模拟变送检测器和相关的控制器。系统图如下所示：3.3系统显示电路显示电路是实现控制更加直观的关键所在，在本系统中用六块DCD_HEX_DIG_RED七段显示管，在PLC输出的BCD码直接显示水箱温度值、进水阀的流量、水箱的加热功率，电路图如下： 3.4系统PID控制的实现用PLC对模拟量进行PID控制主要有3种方法，分别是使用PID过程控制模块、使用PID功能指令和自编程序实现。PID过程控制模块价格较高，一般用于大型复杂的控制系统，而自编程序比较复杂，基于此，系统采用PID功能指令进行PID闭环控制，实现温度的智能控制PLC的PID控制器的设计是以连续系统的PID控制规律为基础，将其数字化写成离散形式的PID控制方程，再跟据离散方程进行控制程序设计。基于PLC的闭环控制系统如图所示，图中虚线框部分在PLC内。在连续系统中，PID控制的输入输出关系式为：式中；M( t)为控制器的输出量，Mo为输出的初始值；P(t )为给定值与被控变量的误差信号；K。比例系数 积分时间常数To微分时间常数。第四章 软 件 设 计4.1软件设计要求此恒温控系统要实现控制功能，软件部分要达到以下几个功能：数据处理功能，温度流量、功率数据的送显功能，报警功能，判断温度是否恒定，PID控制功能的实现。4.2系统资源分配（1）输入口的分配如下表：输入口的分配情况输出口 功 能 X0 启 动 按 钮 SB1X1 液 面 检 测 KA1X2 温 度 变 送 器 KA2X3 流 量 变 送 器 KA3X4 功 率 变 送 器 KA4（2）输出口的分配如下表：输出口的分配情况 输出口 功 能 Y1 进 水 阀 YA1Y2 搅 拌 电 机 YA2Y3 风 扇 YA3Y4 加 热 炉 YA4Y5 报 警 器 YA5Y10Y177 段 数 码 温 度 显 示 器Y20Y277 段 数 码 流 量 显 示 器Y30Y377 段 数 码 功 率 显 示 器4.3程序设计流程图系统的程序设计要实现系统恒温控制的要求，要用到多个功能指令。区间比较指令（FNC11 ZCP）,BCD转换指令（FNC18 BCD）,报警置位/置位指令（FNC46 ANS/FNC47 ANR）,读/写特殊功能指令（FNC78 FROM/FNC79 TO）,BCD七段显示译码指令（FNC74 SEGL）,PID运算指令(FNC88 PID）。程序设计流程图如下： 程序如右： 梯形图如下所示： 第五章 设计心得为期两周的PLC课程设计结束了，两周期间收获很多。对PLC的应用有了一个较系统的认识。在接到任务书的时候没点头绪，甚至有点怀疑自己能不能完成设计，经过马永力老师的耐心讲解和分析信心又回来了。在设计的过程中增强
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号