PLC课程设计--温度PID控制

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1、课程设计任务书分院信息科学与工程学院专业自动化学生姓名刘丙录学号0903010229设计题目温度PID控制1、设计内容及要求：欲使受热体维持一定的温度，则需要降温工具不断给其降温。这就需要同时有一加热器以不同加热量给受热体加热，这样才能保证受热体温度恒定。本系统的给定值（目标值）可以预先设定后直接输入到回路中；过程标量由在受热体中的Pt100测温并进过温度变送器给出，为单极性电源模拟量；输出值是送至加热器的电源，其允许变化范围为最大的0%至100%。需设计不同的PID系数，去调试系统，使之可以稳定、快速、准确的达到要求值；

2、2、设计环境：个人计算机、STEP7-Micro/WIN32、温度控制单元等3、进度及安排：第1、2天：复习课本，查找资料，了解S7-200PLC的相关知识；第3、4天：进行整体的设计，编写系统程序；第5、6天：进行调试，完善设计程序；第7、8天：初步整理课程设计；第9、10天：完成课程设计，得出心得体会。指导教师（签字）：年月日分院院长（签字）：年月日I摘要从上世纪80年代到90年代中期，PLC得到了快速的发展，在这时期，PLC在处理模拟量能力，数字运算能力，人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐步进入过程控制领

3、域，在某些应用上取代了在过程控制领域上处于统治地位的DCS系统。PLC具有通用性强，使用方便，适用面广，可靠性高，抗干扰能力强，易于编程等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。随着现代工业的发展，在工业生产中，温度,流量，压力和液位是最常见的四种过程变量。其中温度是一个重要的变量。例如在冶金工业，化工工业和电力工业等诸多领域，都需要对加热炉，热处理炉和锅炉等的温度进行控制。本次试验模拟工业控制中对温度的控制。本次PLC课程设计为温度PID控制，顾名思义就是用PID的算法去控制温度

4、，使之快速、稳定、准确的达到要求的温度值。在硬件方面主要用到温度控制单元、计算机、S7-200PLC；而软件方面则通STEP7-Micro/WIN32编程软件对PLC的PID指令进行操作。实验需要在温度控制单元上进行连线，应用PLC的扩展模块——模拟量输入模块和模拟量输出模块对反馈回来的值进行处理,然后再送往PLC的CPU。可以用软件进行监控，观察系统达到稳定的时间，然后不断改变PID系数，使系统达到最佳。关键字：PLC；PID；受热体；加热器；温度控制目录摘要2一、概述11.1PLC简述11.2PLC工作原理1二、硬件设

5、计22.1控制要求22.2选择PLC型号和硬件22.2.1PLC型号选择22.2.2硬件选择22.3S7-200PLC的PID功能指令32.4系统设计流程图42.5I/O分配表52.6I/O接线图6三、软件设计73.1软件梯形图73.2语句表11四、程序调试13结束语14参考文献15一、概述1.1PLC简述可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController，PLC），它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出

6、控制各种类型的机械或生产过程。1.2PLC工作原理PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的，即在PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器的程序。按指令序号（或地址号）做周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直到程序结束。然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和输出状态的刷新等工作。PLC的扫描一个周期必须输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。PLC在输入采样阶段：首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端

7、子的通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应的输入状态寄存器中，即刷新输入。随即关闭输入端口，进行程序执行阶段。PLC在程序执行阶段：按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令，经相应的运算和处理后，其结果在写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。此课程设计使用S7-200实现温度PID控制。15二、硬件设计2.1控制要求欲使受热体维持一定的温度，则需要降温工具不断给其降温。这就需要同时有一加热器以不同加热量给受热体加热，这样才能保证受热体温度恒定。本系统的给定值（目标值）可以预先设定后直接

8、输入到回路中；过程标量由在受热体中的Pt100测温并进过温度变送器给出，为单极性电源模拟量；输出值是送至加热器的电源，其允许变化范围为最大的0%至100%。2.2选择PLC型号和硬件2.2.1PLC型号选择本温度控制系统采用德国西门子S7—200PLC。S7-200是一种小型的可编程序控制器，适用于各行