毕业设计报告
设计题目：基于PLC锅炉温度控制系统的设计
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第一章 引言 .............................................. 4 1．可编程控制器的简介 ................................. 4 1.1可编程控制器的产生和应用 ........................ 4 1.2可编程控制器的分类及特点 ........................ 5 2．组态软件的简介 ..................................... 5 2．1组态软件的特点 ................................. 5 2．2组态软件仿真的基本方法 ......................... 6 3．触摸屏的简介 ...................................... 6 第二章 设计任务及要求 .................................... 7 2．1设计任务 ......................................... 7 2．2设计要求 ......................................... 7 第三章 系统总体设计 ...................................... 7 3．1系统结构框图设计及说明 ............................ 7 第四章 软、硬件设计 ...................................... 8 4．1 系统硬件设计 ..................................... 8 4.1.1PLC控制系统设计的基本原则和步骤 ............... 8 4.1.2 PLC的选型和硬件配置 （1）PLC型号的选择 9 4.1.3 系统整体设计方案和电气连接图 ................ 10 4.1.4 PLC控制器的设计 ............................. 10 （1）控制系统数学模型的建立 .......................... 10
控制器的设计是整个控制系统设计中最重要的一步。首先要根据受控对象的数学模型和它的各特性以及设计要求，确定控制器的结构以及和受控对象的连接方式。最后根据所要求的性能指标确定控制器的参数值。 ........... 10 4．2系统软件设计 .................................... 11 4.1.1 PLC程序设计的方法 .......................... 11 4.2.2 编程软件STEP7--Micro/WIN 概述 .............. 11 4.3.3 程序设计 ................................... 11
第五章 安装与调试 ....................................... 12 5．1安装调试过程 .................................... 12 5．2故障分析 ........................................ 12 第六章 结论 ............................................. 12
此设计运用西门子S7-200PLC、STEP7--Micro/WIN编程软件和WinCC flexible组态软件设计了一个人机监控的温度控制系统。系统采用串级PID控制，利用粗调和细调，得到一个反应比较迅速，控制精度比较高的温度控制系统。 ...... 12
WinCC flexible组态软件操作方便，有利于我们比较直观的观看控制曲线和温度的变化。其中的报表、历史曲线和报警显示都是在当今工业控制中常用的。 12
当然，本控制系统还有很多不足的地方。例如，系统的自适应能力不强，因为是利用风扇散热来降温的，所以与外界温度环境密接相关，在不同的温度环境下控制精度和控制能力是不同的。 .......................................... 12 第七章 使用仪器设备清单 ................................. 12 7.1 元器件清单 ....................................... 12 7.2 I/O地址分配表 ................................... 13 第八章 收获、体会和建议 ................................. 14 第九章 参考文献 ......................................... 14 第十章 附录 ............................................. 14
第一章 引言
从上世纪80年代至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逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。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。
本文介绍了以锅炉为被控对象，以锅炉水温和配方选择为主被控参数，以PLC为控制器，构成锅炉温度串级控制系统；采用PID算法，运用PLC梯形图编程语言进行编程，实现锅炉温度的自动控制和配方的自主控制。
电热锅炉的应用领域相当广泛，在相当多的领域里，电热锅炉的性能优劣决定了产品的质量好坏。目前电热锅炉的控制系统大都采用以微处理器为核心的计算机控制技术，既提高设备的自动化程度又提高设备的控制精度。
本文分别就电热锅炉的控制系统工作原理，温度变送器的选型、PLC配置、组态软件程序设计等几方面进行阐述。通过改造电热锅炉的控制系统具有响应快、稳定性好、可靠性高,控制精度好等特点，对工业控制有现实意义。
1．可编程控制器的简介 1.1可编程控制器的产生和应用
1969年美国数字设备公司成功研制世界第一台可编程序控制器PDP-14，并在GM公司的汽车自动装配线上首次使用并获得成功。1971年日本从美国引进这项技术，很快研制出第一台可编程序控制器DSC-18。1973年西欧国家也研制出他们的第一台可编程控制器。我国从1974年开始研制，1977年开始工业推广应用。进入20世纪70年代，随着电子技术的发展，尤其是PLC采用通讯微处理器之后，这种控制器功能得到更进一步增强。进入20世纪80年代，随着大规模和超大规模集成电路等微电子技术的迅猛发展，以16位和少数32位微处理器构成的微机化PLC，使PLC的
功能增强，工作速度快，体积减小，可靠性提高，成本下降，编程和故障检测更为灵活，方便。目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。 1.2可编程控制器的分类及特点
(一)小型PLC
小型PLC 的I/O 点数一般在128 点以下，其特点是体积小、结构紧凑，整个硬件融为一体，除了开关量I/O以外，还可以连接模拟量I/O 以及其他各种特殊功能模块。它能执行包括逻辑运算、计时、计数、算术、运算数据处理和传送通讯联网以及各种应用指令。 (二)中型PLC
中型PLC 采用模块化结构，其I/O 点数一般在256～1024 点之间，I/O 的处理方式除了采用一般PLC 通用的扫描处理方式外，还能采用直接处理方式即在扫描用户程序的过程中直接读输入刷新输出，它能联接各种特殊功能模块，通讯联网功能更强，指令系统更丰富，内存容量更大，扫描速度更快。 (三)大型PLC
一般I/O 点数在1024 点以上的称为大型PLC，大型PLC 的软硬件功能极强，具有极强的自诊断功能、通讯联网功能强，有各种通讯联网的模块可以构成三级通讯网实现工厂生产管理自动化，大型PLC 还可以采用冗余或三CPU 构成表决式系统使机器的可靠性更高
2．组态软件的简介 2．1组态软件的特点
WinCC flexible软件具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用WinCC
基于PLC锅炉温度控制系统的设计报告
