[汇总]余红PLC与温控制

[汇总]余红PLC与温控制 PLC在温控系统中的应用 摘要:介绍了如何应用PLC使温度测控系统中的测量和控制智能化。本系统的核心部件是PLC。首先建立控温模型，通过硬件的合理配置及用软件选择合适的加热模式，使控制满足模型中不同阶段的 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 。系统的采集模块采用了热敏电阻PT100作为测温组件，而控制模块则采用光隔通过控制可控硅的导通与截止，从而控制加热电压的通与断，使控制具有灵敏、可靠、抗干扰能力强等优点。本文重点阐述了系统的硬件构成、各部分的主要作用及系统软件的设计过程。 关键词: PLC; 模型曲线;加热模式; 光隔; PT100 目录 引言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 第一章:PLC„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 1.1 :PLC的理论„„„„„„„„„„„„„„„„„4 1.2 :PLC的优势„„„„„„„„„„„„„„„„„5 1.3 :PLC的特点„„„„„„„„„„„„„„„„„8 第二章:模型曲线与控温参量的确定„„„„„„„„„„11 2.1 :模型曲线的建立„„„„„„„„„„„„„„11 2.2 :模型曲线控制参量的确定„„„„„„„„„12 第三章:系统硬件的组成„„„„„„„„„„„„„„„„13 第四章:软件设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„14 第五章:结论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„17 第六章:参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18 谢辞„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„19 引言 PLC在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多的电子产品中也用到了温度检测和温度控制。随着温度控制器应用范围的日益广泛和多样性，各种适用于不同场合的智能温度控制器应运而生。在科研、生产中，常常需要对某些系统进行温度的监测和控制。需检测和控制的温度系统一旦确定，其热惯性大小和散热等各项硬件条件就确定了。这时，影响系统热平衡的因素主要有:系统温度T、设定温度Ta、系统周围的环境温度Ts 以及加热方式和调节方法。目前已有的实现温控的方法有很多种，如:油浴恒温法、比例式、积分式及其组合的调节方法等等，其中有的方法达到热平衡需要的时间很长，但是其控温精度很高，而有的是达到热平衡的时间短，但其控温精度却不够高。本文介绍如何用“PLC模型法”来实现系统温度的自动控制。用这种方法控温，使整个系统灵活、可靠性高，系统达到热平衡较快，而且精度也比较高，融合了前面列举方法的优点，而且更加简单方便。“PLC模型法”是根据设计需要建立模型曲线，再根据模型曲线各阶段的特 点，选择相应的加热模式，然后通过软件设计实现温度的自动调节。 一、PLC 1.1(PLC理论 PLC 是以微处理机为基础，综合了计算器与自动化技术而开发的工业控制装置，这种控制器按照 IEC 国际标准的定义是可程序逻辑控制器又称为PC 或PLC。这种装置，内部储存预先编写相应的程序， 待输入输出连接完成之后，PLC 运行这个程序，便可自动完成预定的操作，属于一种程序记忆型的电子控制装置，亦可视为一般的继电器或定时器、计数器等集合体。 PLC 之操作模式乃藉监测按键、感应器及开关等等输入之信号，假如这些输入的信号被侦测到改变，控制系统就会透过使用者所已经加载的程序作动作，产生相对应的输出信号。 一般PLC 有以下的功能规格，使用者可根据该规格，评估该PLC 是否符合所需之应用。 1. 输入点数:该PLC 能处理的信号点数。 2. 输出点数:该PLC 能控制的输出点数。 3. 定时器数量:该PLC 内部仿真的定时器数量。 4. 计数器数量:该PLC 内部仿真的计数器数量。 5. PLC 支持指令:该PLC 所能处理及涵盖的指令范围。 6. 执行速度:PLC 执行每个指令的执行度，这关系到整个系统的扫描时间 (Scan-time)。 7. 使用者的程序空间:即PLC 程序所占有的最大空间。 8. 程序输入的方式:由专有的书写器输入或是由其它方式加载。 9. 系统的扩充性:该PLC 可以再作哪一方面的扩展等等。 PLC 有效消除了许多传统上需要以继电器为主之系统的线路连接问题，它可以很简便地根据生产线的需要重新规划控制线路，给予一个非常经济并且改变制造环境的弹性空间很大。 1.2、PLC优势: 在工业自动化领域，可编程控制器(PLC)作为自动控制的三大技术支柱(PLC、机器人、CAD/CAM)之一，成为大多数自动化系统的设备基础。由于综合了计算机和自动化技术，使它发展日新月异，大大超过其出现时的技术水平。它不但可以很容易地完成逻辑、顺序、定时、计数、数字运算、数据处理等功能，而且可以通过输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系，从而实现生产过程的自动控制。特别是超大规模集成电路的迅速发展以及信息、网络时代的到来，扩展了PLC的功能，使它具有很强的联网通讯能力，从而更广泛地应 用于众多行业。其主要应用的技术领域有: 1(顺序控制 顺序控制是PLC最基本、应用最广泛的领域。由于它具有编程设计灵活、速度快、可靠性高、成本低、便于维护等优点，所以在实现单机控制、多机群控制、生产流程控制中可以完全取代传统的继电器接触器控制系统。 用于顺序控制的PLC编程语言既不同于高级语言，也不同于汇编语言，它是面向现场、面向问题、面向用户的简单直观的程序控制语言。它可分为逻辑型和动作型两大类。前者可由传统的继电器电路变换而来，如梯形图;后者由机械设备动作变换而来，如流程图。梯型图同继电器电路相似，易于掌握，便于维修。在顺序控制中应用的较为广泛。即使不经过特殊的培训，一般工程技术人员也能很快掌握。 2(过程控制 以往对于过程控制的模拟量均采用硬件电路构成的PID模拟调节器来实现开、闭环控制。而现在完全可以采用PLC控制系统，选用模拟量控制模块，其功能由软件完成，系统的精度由位数决定，不受元件影响，因而可靠性更高，容易实现复杂的控制和先进的控制方法，可以同时控制多个控制回路和多个控制 参数 转速和进给参数表a氧化沟运行参数高温蒸汽处理医疗废物pid参数自整定算法口腔医院集中消毒供应 。 3(位置控制 PLC可以支持数控机床的控制和管理，它的功能是接受输入装置输入的加工信息，经处理与计算，发出相应的脉冲给驱动装置，通过步进电机或伺服电机，使机床按预定的轨道运动，以完成多轴伺服电机的 自控。 4(生产过程的监控和管理 PLC可以通过通迅接口与显示终端和打印机等外设相连。显示器作为人机界面(HMI)是一种内含微处理芯片的智能化设备，它与PLC相结合可取代电控柜上众多的控制按钮、选择开关、信号指示灯，及生产流程模拟屏和电控柜内大量的中间继电器和端子排。所有操作都可以在显示屏上的操作元件上进行。PLC可以方便、快捷地对生产过程中的数据进行采集、处理，并可对要显示的参数以二进制、十进制、十六进制、ASCII字符等方式进行显示。在显示画面上，通过图标的颜色变化反应现场设备的运行状态，如阀门的开与关，电机的启动与停止，位置开关的状态等。PID回路控制用数据、棒图等综合方法反映生产过程中量的变化，操作人员通过参数设定可进行参数调整，通过数据查询可查找任一时刻的数据 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 ，通过打印可保存相关的生产数据，为今后的生产管理和工艺参数的分析带来便利。 5(网络特性 PLC可以实现多台PLC之间或多台PLC与一台计算机之间的通讯联网要求，从而组成多级分布式控制系统，构成工厂自动化网络。 (1) 通过通讯模块、上位机以及相应的软件来实现对控制系统的远距离监控。 (2) 通过调制解调器和公用电话网与远程客户端计算机相连，从而使管理者可通过电话线对控制系统进行远距离监控。如图2所示。 6(融合现场总线技术 现场总线技术是当前工业自动化的热点之一。PLC采用现场总线后具有以下优点: (1) 互操作性 不同厂家的多个设备可以工作在同一个系统中，并实现信息交换，从而使用户可以自由选择不同厂商所提供的设备来集成系统。 (2) 通过调制解调器和公用电话网与远程客户端计算机相连，从而使管理者可通过电话线对控制系统进行远距离监控。 7( 融合现场总线技术 现场总线技术是当前工业自动化的热点之一。PLC采用现场总线后具有以下优点: (1) 互操作性 不同厂家的多个设备可以工作在同一个系统中，并实现信息交换，从而使用户可以自由选择不同厂商所提供的设备来集成系统。 (2) 控制的可靠性提高 把控制功能转移到现场，由于现场总线设备的智能化、数字化，使控制更快、更准确。 (3) 降低安装费用 采用现场总线连接多个设备，大大减少了电缆、接线端子、电缆桥架的用量。从而减少了设计、施工的工作量。 (4) 控制系统便于维护 现场总线设备本身具有自诊断能力，并通过数字通讯将有关诊断维护信息传送到控制室，设备维护人员可以查询整个生产设备的运行、维护、诊断信息，以便快速查找和消除故障 1.3. PLC的特点 PLC的主要特点 1、高可靠性 (1)所有的I/O接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离。 (2)各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为10~20ms. (3)各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。 (4)采用性能优良的开关电源。 (5)对采用的器件进行严格的筛选。 (6)良好的自诊断功能，一旦电源或其他软，硬件发生异常情况，CPU立即采用有效措施，以防止故障扩大。 (7)大型PLC还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 决系统,使可靠性更进一步提高。 2、丰富的I/O接口模块 PLC针对不同的工业现场信号，如:交流或直流;开关量或模拟量;电压或电流;脉冲或电位; 强电或弱电等。有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备，如:按钮;行程开关;接近开关;传感器及变送器;电磁线圈;控制阀等直接连接。 另外为了提高操作性能，它还有多种人-机对话的接口模块; 为了组成工业局部，它还有多种通讯联网的接口模块，等等。 3、采用模块化结构 为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型PLC以外，绝大 多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件，包括CPU，电源，I/O等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。 4、编程简单易学 PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说，不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。 5、安装简单，维修方便 PLC不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行。使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接，即可投入运行。各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。 由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速恢复运行。 PLC的功能 1、逻辑控制 2、定时控制 3、计数控制 4、步进(顺序)控制 5、PID控制 6、数据控制:PLC具有数据处理能力。 7、通信和联网 8、其它:PLC还有许多特殊功能模块，适用于各种特殊控制的要求，如:定位控制模块，CRT模块。 在工业控制中，可编程控制器(PLC)使用非常广泛。然而在设备控制中经常使用到不少现场控制仪表，这些仪表通过与PLC交换数据，在设备控制中发挥着各种各样的作用，而且他们与PLC的通讯方式也是多种多样的。 二、模型曲线及控温参量的确定 2.1 模型曲线的建立 图1为控温模型曲线。图中T为系统温度，Ta为设定温度。控温过程共分为三个阶段:快速加热、温度调节和恒温保持。其中第一阶段只有简单的快速升温过程，而其余阶段均由升温和降温过程即温度调节过程组成。根据设计需要针对各阶段要求如下:在快速加热阶段即在达到点Tr之前，加热速度要快，使系统温度T以尽量短的时间达到设定温度Ta。当T达到设定温度Ta时即停止加热，在停止加热后由于热惯性，T将继续升高，使得T会超过Ta而达到最大值A点。在温度调节阶段，以T1、T2点为分界点降温与升温过程重复出现。进入恒温保持阶段，要求系统温度T能稳定在设定温度Ta的附近，并保持够设定的时间直到系统进入到下一个设定的任务为止。曲线上A、B、C•••为极大值点，D、E、F•••为极小值点;它们的绝对 值随时间增加都在逐渐减小，进入恒温保持阶段后在允许误差范围内趋于稳定. 2.2 模型曲线控制参量的确定 模型曲线中的控制参量是在反复多次的实验的基础上最终确定下来的。图中的Ta是每个任务预设的温度值，Tr和T2点是系统停止加热的起始点，而T1点则是系统开始加热的起始点。?T1,T1,Ta,，2?、 ?T2,T2,Ta,,2?是系统加热和调节过程中的两个门坎值，而Tr是系统的一个重要的分界点，具体说明如下: 在快速加热的过程中，当系统温度第一次达到预置的某个阶段的设定温度即达到Tr点时，系统就立即停止加热，之后系统由于热惯性会继续升温到最大值A点，而后开始降温;在降温过程中，T到达T1点即T,Ta,2?时，系统开始预加热，即缓冲系统温度持续下降的幅度;在升温过程中，当达到T2点即T,Ta,,2?时，停止加热，即防止由于热惯性导致温度的极大值过大。由此可见Tr、T1及T2点 的温度值是软件设计中需要参考的重要参量。 三、系统的硬件组成 本系统可以通过键盘输入可以预先设置多个需要控制的温度值，然后由系统自动完成预置的任务，同时系统的显示模块可以实时显示系统当前的温度。其中PLC是整个温控系统的核心部件，温度传感器PT100置于被加热系统中。温度信号通过采集电路转换成电压信号输入，由PLC内置的12位A/D转换器实现模数转换然后完成处理。本系统通过软件和硬件同时对传感器信号进行抗干扰滤波和非线性补偿处理，最终大大提高了控制质量和自动化水平。LED显示模块实时显示当前的温度值以及相关的其它信息。CPU根据整个系统的当前温度T、设定温度Ta以及环境温度Ts等参数对温度执行机构进行宏观调控。温度执行机构主要是由光隔控制可控硅的通与断来控制加热电源的通与断。用可控硅代替继电器等机械开关，可使控制具有灵敏、可靠、抗干扰能力强等优点。图2是系统硬件组成框图 四、软件设计 本智能温度控制系统是通过控制加热电源的通断来控制温度和改变加热升温速度。加热过程需要考虑的因素主要有:被加热对象的热容量的大小、系统向外界扩散热量的多少以及系统热扩散的速度。快速升温时间t应由t1和t2两部分组成，即 t,t1，t2 其中:t1为为了补偿系统向环境散热而需要加热的时间;t2为系统温度与设定温度有差额时需加热的时间。 在温度调节阶段，降温和升温过程交替出现，程序通过图1中的分界点Tr、T1、T2来调节温度的升降，最终使系统达到相对稳定进入恒温保持阶段。根据模型曲线不同阶段的要求，可以通过软件自动控制它的加热模式。图3为对一个任务而言，温度加热、调节及恒温保持阶段软件设计流程图。本系统是个多步智能温度控制器，它可以完成预先设置的若干个任务，即每个步骤的温度值及恒温需要保持的 时间。每步都重复图3的程序流程。 五、结论 本文介绍的多步温度监控系统，可以方便用户远程控制和监视设备的工作，并具有测温、控温精度高、显示直观、运行可靠、成本低廉、扩展方便、使用简单等优点。本系统测温及控温范围为0?,400?，测温误差不超过?2?，控温误差在达到温度平衡后也不超过?2?，在温度调节阶段达到平衡温度时间相对较短。在现场的测试及应用中，很好的满足了用户的要求，收到了相当好的效果。 六、参考文献 [1] 《PLC可编程控制原理应用与实例解析》 晃阳 胡军、熊伟编著 北京清华大学出版社 2007-11 [2] 《PLC行业应用实践》 李方园编著 北京:中国电力出版社 2007 [3] 《PLC原理与编程实例》 程子华 刘小明编著 北京国防工业出版社2007-10。 [4] PLC电气控制与可编程序控制器 张培志编著 北京化学工业出版社 2007-9 [5] 《PLC可编程序控制器原理、应用与实训》王兆明。 第六章 谢辞 经过几个月的查资料、整理 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 、写作论文，今天终于可以顺利的完成设计的最后的谢辞了，想了很久，要写下这一段谢词，表示可以进行毕业答辩了，自己想想求学期间的点点滴历历涌上心头，时光匆匆飞逝，三年多的努力与付出，随着论文的完成，终于让学生在大学的生活，得以划下了完美的句点。 论文得以完成，要感谢的人实在太多了，首先要感王俊娜老师，因为设计是在王老师的悉心指导下完成的。王老师的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。本设计从选题到完成，每一步都是在王老师的指导下完成的，倾注了王老师大量的心血。 王老师指引我的设计的写作的方向和架构，并对本设计初稿进行逐字批阅，指正出其中误谬之处，使我有了思考的方向，她的循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪，她的严谨细致、一丝不苟的作风，将一直是我工作、学习中的榜样。王老师要指导很多同学的设计，加上本来就有的教学任务，工作量之大可想而知，但在一次次的回稿中，精确到每一个字的的批改给了我深刻的印象，使我在设计之外明白了做学问所应有的态度。在此，谨向王老师表示崇高的敬意和衷心的感谢～谢谢王老师在我设计过程中给与我的极大地帮助。 同时，论文的顺利完成，离不开其它各位老师、同学和朋友的关心和帮助。在整个的毕业设计中，各位老师、同学和朋友积极的帮助我查资料和提供有利于论文写作的建议和意见，在他们的帮助下，设计得以不断的完善，最终帮助我完整的写完了整个设计。