PLC定型机温度控制系统

1、辽辽 宁宁 工工 业业 大大 学学 plcplc技术及应用技术及应用 课程设计（论文）课程设计（论文） 题目：题目： plcplc控制的定型机温度检测系统控制的定型机温度检测系统 院（系）：院（系）： 电气工程学院电气工程学院 专业班级：专业班级： 自动化自动化083083 学学 号：号： 080302063080302063 学生姓名：学生姓名： 张文嵩张文嵩 指导教师：指导教师： （签字） 起止时间：起止时间： 2011.12.192011.12.19至至2011.12.302011.12.30 课程设计（论文）任务及评语课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电气工程学院 教研室： 注：成

2、绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算 学 号080302063学生姓名张文嵩专业班级自动化083 课程设计 题目 plc控制的定型机温度检测系统 课程设计（论文）任务 课题完成的功能、设计任务及要求、技术参数 实现功能： 以印染定型机烘房温度检测为对象，设计一个 plc 控制的定型机温度检测系统。 该系统实现的功能如下： 1、系统每隔 30s 采集一次烘房温温，以中断方式读取； 2、当温度达到 180时，红色指示灯常亮，低于 100时, 红色指示灯闪烁， 温度在 100180之间，绿色指示灯亮。 3、正常情况下，系统循环显示采集的温度值，显示器由 3 位 led 显示器构成

3、。 设计任务及要求：设计任务及要求： 1、根据系统功能，确定总体控制方案（包括设计系统组成框图，分析各 部分的作用） 2、分析系统的功能与任务，确定输入输出信号和类型，选择 plc 型号和扩展模块。 2、建立 i/o 分配表，完成 plc 与输入/输出信号的的外部接线； 3、按系统的控制要求，用梯形图设计程序； 4、上机调试、完善程序； 5、按学校规定格式，撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在 4000 字以上。 技术参数：技术参数： 温度范围 0+200；检测精度为1。显示精度1。 进度计划 1、 布置任务，查阅资料，确定系统的组成（2 天） 2、 建立 i/o 分配，完成外部接线设计（

4、1 天） 3、 按系统的控制要求，完成梯形图设计（2 天） 4、 上机调试、修改程序（2 天） 5、 撰写、打印设计说明书（2 天） 6、答辩（1天） 指导教师评语及成绩 平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日 摘 要 plc 是一类可编程逻辑控制器，这一系列产品可以满足多种多样的自动化控 制需要。由于具有紧凑的设计、良好的扩展性、低廉的价格及强大的指令，使得 s7-200 可以近乎完美地满足小规模的控制要求。此外，丰富的 cpu 类型和电压 等级使其在解决用户的工业自动化问题时，具有很强的适应性。 在以 plc 控制为核心，印染定型机为被控对象，温度传感器为检测器，

5、实现 系统每隔 30s 采集一次烘房温温，以中断方式读取；当温度达到 180时，红色 指示灯常亮，低于 100时, 红色指示灯闪烁，温度在 100180之间，绿色 指示灯亮；系统循环显示采集的温度值，显示在 3 位 led 显示器上。 文章介绍了基于 s7-200 温度检测系统实现以上要求。 关键字；plc; 西门子；梯形图 目 录 第 1 章 绪论 .1 第 2 章 课程设计的方案 .2 2.1 概述 .2 2.2 系统组成总体结构 .2 第 3 章 硬件设计 .3 3.1 i/o 分配 .3 3.2 模块编址 .4 3.3 plc 的选择 .5 3.4 温度传感器的选择 .5 3.5 定型

6、机温度检测系统硬件电路原理图设计 .6 第 4 章 软件设计 .7 4.1 plc 设计流程图 .7 4.1 程序流程图.7 4.2 plc程序梯形图.8 4.3 中断程序图 .10 第 5 章 课程设计总结 .11 参考文献 .12 第 1 章 绪论 plc 是早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(programmable logic controller,plc)，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这 种采用的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种 装置称作可编程控制器，简称 pc。但是为了避免与个人计算机(personal computer)的简

7、称混淆，所以将可编程序控制器简称 plc,plc 自 1969 年美国数据 设备公司（dec）研制出现，现行美国，日本，德国的可编程序控制器质量优良， 功能强大。 定型机是用于工业制造定型用的机器，定型机按种类可分为： 鞋面定型机 袜子定型机 面料定型机 印染工序在纺织产品生产中占有重要地位，印染定了纺织量直接决定织品的 色泽，外观，甚至还影响纺织品的生产成本。在印染工序中，影响印染的因素主 要有印染液浓度，温度，液位等，其中温度控制是重要而又复杂的控制过程。印 染过程实际上是执行由工艺人员针对不同织物的一条温度曲线，每个工艺对印染 温度，升降温过程都有严格要求，否则容易使织物产生色差，缸差，

8、条痕疵点， 造成复印染率上升，生产成本的增加。针对印染过程温度控制的复杂性，设计了 基于 plc 的印染定型机温度控制系统，实现对印染过程温度的控制，从而减少织 物疵点，提高生产效率，降低生产成本。 第 2 章 课程设计的方案 2.1 概述 温度控制系统的要求：将系统每隔 30s 采集一次烘房温温，以中断方式读取 被控系统的温度控制在 100 度-180 度之间，当温度低于 100 度或高于 180 度时， 系统设置一个启动按纽-启动控制程序，设置绿，红 2 个指示灯来指示温度状 态。被控温度在要求范围内，绿灯亮，表示系统运行正常。led 显示正常的温度 值。 按启动按钮，控制系统投入运行。采

9、样时间到，则将待测的温度值读入 plc，若温度在 100180之间，则说明温度正常，等待下一次采样。绿灯亮 若温度小于 100红灯闪烁；若温度大于 180红灯亮 设计 plc 程序完成该温度控制。 2.2 系统组成总体结构 硬件组成：s7-200（cpu224） 、模拟量输入扩展模块 em231、3 个 led 显示器、 温度传感器、2 个指示灯。 作原理：由温度传感器对系统温度进行检测，并完成信号标准化、变送功能， 由模拟量输入扩展模块将信号输入到 plc 中。plc 执行控制功能。 2.2 系统总体结构图 第 3 章 硬件设计 3.1 i/o 分配 本设计采用西门子公司推出的 s7-200

10、 plc 作为现场控制器，选用 cpu224 主机模块，主机模块集成 14 输入/10 输出，i/o 共计 24 点。系统共有开关量输 入 2 个、开关量输出 9 个；模拟量输入点 1 个。参照西门子 s7-200 产品目录及市 场实际价格，选用主机为 cpu224，再扩展一个模拟量模块 em23（4ai） 。这样 的配置是最经济的， 表 3.1i/o 分配表 模块号地址编 号 信号名 称 说明 i0.0总启动开关按钮 i0.1led 百位器按钮 i0.2led 十位器按钮 i0.3led 个位器按钮 q0.1红灯“1”有效， 高温指示灯 cpu224 q0.2绿灯“1”有效， 正常指示灯 e

11、m231 aiw0温度传 感器 1 输入 电压值 3.2 模块编址 主单元 cpu224 和模拟量单元 em231 的连接图，和 i/o 的分配图 图 3.2 模块的图 表 3.3 模块 i/o 分配图 主机 i/o模块 1 i/o qb0 q0.0 q0.1 q0.2 q0.3 q0.4 q0.5 q0.6 q0.7 i0.0 i0.1 i0.2 i0.3 i0.4 i0.5 i0.6 i0.7 i1.0 i1.1 i1.2 i1.3 i1.4 i1.5 q1.0 q1.1 aiw0 aiw2 aiw4 aiw6 3.3 plc 的选择 本设计采用德国西门子公司生产的 cpu224 小型 p

12、lc 来实现整个系统的控制。 西门子 s7-200 系列 plc 是西门子公司 20 世纪 90 年代推出的整体式小型可编程 控制器，开始被称为 cpu21x，后被称为 cpu22x。其结构紧凑、功能强，具有 很高的性能价格比，在中小规模控制系统中应用广泛。在此设计中我们选择 s7- 200 cpu224，它具有 14 输入/10 输出，i/o 共计 24 点。存储容量大，有 7 个扩展 模块，有内置时钟，有更强的模拟量和高速计数处理能力 图 3.3 s7-200cpu224 图 3.4 温度传感器的选择 为了测量印染定型机烘房温度，以达到满意的控制效果。选择温度传感器烘 房温度测量在自动控制

13、系统中，测控结果的成败，在很大程度上取决于传感器的 选择是否合理。作为 plc 测控系统前向通道的关键部件，在选择传感器时应考虑以下 几个方面：根据测控对象与环境确定传感器的类型；传感器的灵敏度、频率响应 特性：线性范围、稳定性以及精度的选择、性能与价格。 系统的温度信号的检测采用铂电阻 pt100，pt100 是铂热电阻，它的阻值会 随着温度的变化而改变。pt 后的 100 即表示它在 0时阻值为 100 欧姆，在 100时它的阻值约为 138.5 欧姆。它的工业原理：当 pt100 在 0 摄氏度的时候 他的阻值为 100 欧姆，它的的阻值会随着温度上升它的阻值是成匀速增涨的。铂 电阻具有

14、测量精度高、性能稳定可靠的特点，在工业上广泛用于-200+500 之间的温度测量 3.5 定型机温度检测系统硬件电路原理图设计 定型机温度检测系统硬件电路 cpu224，led 显示器和指示灯连接图。 3.5 连接原理图 第 4 章 软件设计 4.1 plc 设计流程图 4.1 程序流程图 开始 接通定时器 30 秒后重新开始计时 开始脉冲 连接中断 当温度 =180 led 显示 红灯亮 绿灯亮 当温度 100 当温度 100 红灯闪 y y y 4.2 plc 程序梯形图 4.1 梯形图 4.1 梯形图（续） 4.3 中断程序图 4.2 中断程序图 第 5 章 课程设计总结 可编程控制器(

15、plc)技术是一门实践性很强的专业课，可编程控制器技术在 当今社会发展异常迅速，各生产厂家也推出了许多强大的新型 plc、各种特殊模 块和通信联网器件，使可编程控制器成为集微机技术、自动化技术、通信技术于 一体的通用工业控制装置，成为实现工业自动化的一种强有力的工具。 通过这次课程设计，我将以前上课时学到的 plc 的基本编程方法进行了实践， 对 plc 的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了 我们的工程素质，在没有做课程设计以前，我们对掌握的技能都是思想上的，对 一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序下载到 plc 中的时候，问题出现 了，不是不能运行，就是运行

16、的结果和要求的结果不相符合。通过解决一个个在 调试中出现的问题，我们对 plc 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。 通过这次课程设计，我了解了 plc 基本逻辑指令的应用，理解了区间比较指 令的应用范围，熟悉了编程的方法和技巧，知道怎样去设计一个 plc 应用程序， 也感觉得到了 plc 在控制方面的巨大优势和潜力，同时也更增强了我学好 plc 的决心和信心。 在这次课程设计的过程中，由于 plc 编程软件存在一定的局限性,从而导致 在把程序导入 word 时发生了很大的困难,我们只能通过屏幕捕捉、图形剪切，最 后才能完整的把所要求的程序写在 word 里，如果有更好的编程软件,相信我们会 把 plc 学得更好,课程设计也会做得更有质量。 在这次课程设计中，我得到了老师和同学们的许多帮助，在此对他们表示感 谢。 参考文献 1西门子公司. s7-200 可编程控制器系统手册，2002 2袁任光可编程序控制器(plc)应用技术与实列m华南理工大学出版社，2001 3胡绍