PLC基于S7-300的电炉温度PID控制系统设计+程序梯形图

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摘要：工业控制领域中温度控制已经得到广泛的应用，电炉温度控制则是常见的一种应用。PLC 在这方面是一个很不错的选择。电炉温度是一个大惯性系统，通常采用PID调节进行控制。随着PLC功能的不断发展在许多PLC 控制器中都扩充了PID 控制功能, 因此在逻辑控制与PID控制混合的应用场所中采用PLC控制是较为合理的。本设计是基于S7-300PLC控制电炉温度的控制系统。首先介绍了温度控制系统的工作原理和系统的组成，然后介绍了S7-300PLC的系统硬件及软件的具体设计过程，并进行了系统的调试。53740

毕业论文关键词： PLC；温度控制；PID

Abstract: In the field of industrial control temperature control, has been widely applied electric furnace temperature control is a common applications. PLC in this respect is a very good choice. Furnace temperature is a big inertial system, usually adopts PID adjusting control. With the continuous development of PLC function in many PLC controller of PID control function expansion in logic control, so the application of mixed with PID control using PLC control place is reasonable. The design is based on S7-300 PLC control of furnace temperature control system. Temperature control system introduces the working principle and system components at firstly. Secondly, it introduces the specific hardware and software design process of S7-300PLC. At last, it also debugs the system.

Keywords: PLC；temperature control；PID

1 前言 1

1.1 系统设计的背景 1

1.2系统的工作原理 1

1.3系统设计内容 2

2 控制算法介绍 3

2.1 PID控制算法 3

2.2闭环系统的基本特点 4

2.3 PID参数整定 4

2.4 PID控制器的主要优点 5

3 硬件设计 6

3.1 PLC的简介 6

3.2 PLC型号的选择 7

3.3 电源模块的选择 8

3.4 温度传感器的选择 8

3.5可调电位器 8

3.6 输入/输出点列表 9

4 软件设计 10

4.1 方案设计思路 10

4.2 程序流程图 10

4.3 STEP 7编程软件的简介 11

4.4 编程语言的介绍 12

4.5 硬件组态 12

4.6 编辑符号表 22

4.7 规划程序结构 22

4.8 程序梯形图 23

4.8.1 程序相关指令的介绍 23

4.8.2 程序梯形图 24

5 软件调试 27

5.1下载程序及模块信息 27

5.2 用S7-PLCSIM调试程序 27

结论 30

致谢 31

参考文献 32

1 前言

微处理器、计算机和数字通信技术随着科技的进步在不断的发展，在所有的工业领域中计算机控制已经得到广泛的应用。对市场需求做出迅速反应就是现代社会经济对制造业的要求，生产出批量小、品种多、规格多、质量的产品。为了满足这一要求，这就要求自动化生产线和生产设备的控制系统必须具备极高的可靠性和灵活性。可编程序控制器（Programmable Logic Controller）的出现正是顺应这一要求，它是基于一个共同的微处理器为基础的控制装置。从70年代以来，由于工业过程控制发展的需要，特别是随着电子技术的快速发展，以及自动控制理论和设计方法不断发展的情况下，国外温度控制系统也迅速发展，并在智能化自适应参数自整定等方面取得成果。日本、美国、德国、瑞典等国在这方面以技术领先，并且已经生产出了一批商品化的温度控制器及仪器仪表，而且性能优异，在各行业得到广泛应用。目前，国外温度控制系统及仪表正朝着高精度高智能化、小型化等方面快速发展。温度控制系统在全国所有各行各业的应用虽然已经非常广泛，但在国内生产，温度控制方面，整体发展水平还有待提高，与日本，美国，德国等先进国外，仍然有较大差距。目前，在这一领域的技术总体水平仍处于20世纪中后期。成熟的产品，以“点位”控制和常规PID控制器为基础的，它只能满足一般温度控制系统，复杂，时变延迟是难以控制的温度控制系统，适应了智能控制的高处，自适应控制国内技术手段还不是很成熟，广泛应用于商业和较少使用的控制仪表的形成。现在，我们在这一行业与国内外温度控制仪表相比，还存在一些差距。