毕业论文--基于PLC的PID温度控制系统设计

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1、上海开放大学毕业设计（论文、作业）毕业设计（论文、作业）题目：基于PLC的PID温度控制系统设计分校（站、点）：闵行二分校年级、专业：2012春机电一体化教育层次：专科学生姓名：金岳雷学号：128020425指导教师：费冬青完成日期：2014年12月9号目录内容摘要I一、温度控制系统简介1二、PID控制原理1三、时间比例控制2四、实验设备选型、搭建与测试3五、手工算法调节温度程序设计与测试5六、PID控制程序设计与调试8七、总结11参考文献：11致谢12内容摘要与关键词内容摘要PID控制是目前普

2、遍应用的控制方法，而温度控制也是一种典型的控制应用。本文通过手工算法与PID算法的比较，获得了温度控制的第一手的资料，达到了较理想的温度控制效果。关键词：PLCPID温度控制AbstractandKeywords12基于PLC的PID温度控制系统设计一、温度控制系统简介近年来，自动温度控制系统是比较常见和典型的过程控制系统，温度是工业生产过程中重要的被控参数之一，冶金﹑机械﹑食品﹑化工等各类工业生产过程中广泛使用的各种加热炉﹑热处理炉﹑反应炉，对工件的处理均需要对温度进行控制。因此，在工业生产和

3、家居生活过程中常需对温度进行检测和监控。由于许多实践现场对温度的影响是多方面的，使得温度的控制比较复杂，传统的加热炉电气控制系统普遍采用继电器控制技术，由于采用固定接线的硬件实现逻辑控制，使控制系统的体积增大，耗电多，效率不高且易出故障，不能保证正常的工业生产。随着计算机控制技术的发展，传统继电器控制技术必然被基于计算机技术而产生的PLC控制技术所取代。而PLC本身优异的性能使基于PLC控制的温度控制系统变的经济高效稳定且维护方便。这种温度控制系统对改造传统的继电器控制系统有普遍性意义。二、PI

4、D控制原理所谓PID控制就是比例、积分与微分调节，当一个控制值与目标值有差距时，通过PID调节可以使控制值向目标值靠近，最终的目的是使控制值快速达到目标值，并稳定在目标值。12现在以自动温度控制系统为例解释一下PID的控制原理。假设目标温度为30度，当前温度为20度，那么比列控制就相当于在温度差为10度时用一只100w的灯泡加温，但温度升高到25度时，用50w灯泡加温，依次类推。由此可见，P（比例控制）是使温度向30度靠近的主要因素；如果温度上升不能正好停在30度，那必然会超过30度，那这时就要

5、用冷却管来降温，所用冷却管的功率与加温时所用灯泡的功率类似，也是根据偏差值来调整的。根据经验所知，即使你有一堆不同功率的灯泡与冷却管，但是要使温度准确的达到30度，是不太容易也不太可能的，很可能就是超过30度，比如33度，然后降到28度，然后又到32点几度，然后又降到29度，然后到31度，周而复始，最后进过很长一段时间，也不能准确的达到并稳定在30度。为了克服这个缺陷，就加进积分控制，积分控制的意思是当温度低于30度时，你可以再放进一盏加热灯，这样温度升得更快，当温度超过30度时，你放进一根冷却

6、管，但同时还放一盏加热灯，这样温度就会尽量靠近30度，而不会跌落到28度，依此类推，虽然温度仍然会上下波动，但最终会基本上稳定在更加靠近30度的位置。现在再看一下D控制，即微分控制的作用。由前所述，不管是比例控制还是积分控制，在温度达到30度之前，都是放进加热灯，这样在加温过程中，温度不可能达到30度就停住，肯定达到30度后，还要继续上升，超过30度，比如到33度，这个超过的3度就是超调量，并不是我们希望的，我们希望温度略微超过一点，比如30.5度，然后开始下降，经过短时间内，就可以稳定在30度

7、。要达到这个目的，当温度接近30度且越升越快时，就要提前逐步的加入冷却管，这样控制温升在接近30度时慢下来，达到30度后不要过大的过冲。同样在温度往下降时，也要提前加一点加热管，不要使温度过分跌落。可以看到，D功能，实际上是加一点预先的提前量。三、时间比例控制时间-比例控制是一种高精度的脉冲宽度调制技术。采用该技术的反馈控制器能够将开关量执行器或离散量执行器作为连续执行器使用，从而产生0%至100%之间任意的控制效果。这一技术的窍门在于以一定的时间比例切换执行器的开关状态，以达到理想的控制效果。

8、　　以家用制冷系统为例。大部分恒温控制器采用“bang-bang”控制算法，该算法先将房间的实际温度与住户设定的温度作比较，如果实际温度高于设定值就让空调满额运行；如果实际温度低于设定值则完全关闭空调。这种技术会造成室内温度在设定值上下不断波动，但在大多数家庭中，已经能够满足要求了。　　恒温控制器与连续执行器结合，可以实现更严格的温度控制。其中，连续执行器可以是一个电动风阀，能够定量地将制冷空气持续送入房间。这类应用在商用供热、通风与空调系统（HVAC）领域司空见惯，但对于一般的家庭使用而言，其