《基于PLC的溫度控制系統(tǒng)的設計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《基于PLC的溫度控制系統(tǒng)的設計（5頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
基于 PLC的溫度控制系統(tǒng)的設計
1
2020 年 4 月 19 日
文檔僅供參考
1 引言
1.1 設計目的
溫度的測量和控制對人類日
2、常生活、工業(yè)生產(chǎn)、氣象預報、物資倉儲等都起著極其重要的作用。在許多場合，及時準確獲得目標的溫度、濕度信息是十分重要的。近年來，溫濕度測控領域發(fā)展迅速，而且隨著數(shù)字技術的發(fā)展，溫濕度的測控芯片也相應的登上歷史的舞臺，能夠在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各領域中廣泛使用。
1.2 設計內(nèi)容
主要是利用 PLC S7-200 作為可編程控制器，系統(tǒng)采用 PID 制算法，手動整定或自整定 PID 參數(shù)，實時計算控制量，控制加熱裝置，使加熱爐溫度為為一定值，并能實現(xiàn)手動啟動和停止，運行指示燈監(jiān)控實時控制系統(tǒng)的運行，實時顯示當前溫度值。
3、
控
1.3 設計目標
經(jīng)過對溫度控制的設計，提高在電子工程設計和實際操作方面
的綜合能力，初步培養(yǎng)在完成工程項目中所應具備的基本素質(zhì)和
要求。培養(yǎng)團隊精神，科學的、實事求是的工作方法，提高查閱
資料、語言表示和理論聯(lián)系實際的技能。
2
2020 年 4 月 19 日
文檔僅供參考
2 系統(tǒng)總體方案設
4、計
2.1 系統(tǒng)硬件配置及組成原理
2.1.1 PLC型號的選擇
本溫度控制系統(tǒng)采用德國西門子 S7-200 PLC。 S7-200 是一種
小型的可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、
監(jiān)測及控制的自動化。 S7-200 系列的強大功能使其無論在獨立運
行中，或相連成網(wǎng)絡皆能實現(xiàn)復雜控制功能。因此 S7-200 系列具
有極高的性能 / 價格比。
2.1.2 PLC CPU的選擇
S7-200 系列的 PLC有 CPU221、CPU222、 CPU224、CPU226等
類型。。
5、 S7-200PLC硬件系統(tǒng)的組成采用整體式加積木式，即主機
中包括定數(shù)量的 I/O 端口，同時還能夠擴展各種功能模塊。 S7-
200PLC 由基本單元（ S7-200 CPU 模塊）、擴展單元、個人計算機
（ PC）或編程器，
STEP 7-Micro/WIN
編程軟件及通信電纜等組
3
2020 年 4 月 19
日
文檔僅供參考
成。
表 2.1
S7-200 系列 PLC中 CPU22X的基本單元
型號
輸入點
輸出點
擴展模塊數(shù)量
S7
6、-200CPU221
6
4
0
S7-200CPU222
8
6
2
S7-200CPU224
24
10
7
S7-200CPU224XP
24
16
7
S7-200CPU226
24
16
7
本設計采用的是
CUP226。它具有
24 輸入 /16
輸出共
40 個數(shù)
字量
I/O
點?？蛇B接
7 個擴展模塊，最大擴展至
248 路數(shù)字量
I/O
點或
7、 35 路模擬量 I/O 點。 26K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。 6 個獨立的 30kHz 高速計數(shù)器， 2 路獨立的 20kHz 高速脈沖輸出，具有 PID 控制器。 2 個 RS485通訊 / 編程口，具有 PPI 通訊協(xié)議、 MPI 通
訊協(xié)議和自由方式通訊能力。 I/O 端子排可很容易地整體拆卸。用
于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入 / 輸出點，更強的模塊擴
展能力，更快的運行速度和功能更強的內(nèi)部集成特殊功能。可完
全適應于一些復雜的中小型控制系統(tǒng)。
CPU226模塊的 I/O 配置及四肢分配
主機
模塊 0
模塊 1
8、模塊 2
模塊 3
CPU226
8IN
4IN/4OUT
4AI/1AQ
4AI/1AQ
I4.0/Q2.0
AIW0/AQW0
AIW8/AQW4
I0.0-I2.7/
I3.0-I3.7
I4.1/Q2.1
AIW2
AIW10
Q0.0-Q1,.7
I4.2/Q2.3
AIW4
AIW12
I4.3/Q2.3
AIW6
AIW14
2.1.3 EM235 模擬量輸入 / 輸出模塊
4
2020 年 4 月 19 日
文檔僅供參考
在溫度控制系統(tǒng)中，傳感器將檢測到的溫度轉(zhuǎn)換成 4-20
9、mA
的電流信號，系統(tǒng)需要配置模擬量的輸入模塊把電流信號轉(zhuǎn)換成
數(shù)字信號再送入 PLC 中進行處理。在這里我們選擇西門子的
EM235 模擬量輸入 / 輸出模塊。 EM235 模塊具有 4 路模擬量輸入 /
一路模擬量的輸出。它允許 S7-200 連接微小的模擬量信號，
80mV 范圍。用戶必須用 DIP 開關來選擇熱電偶的類型，斷線檢
查，測量單位，冷端補償和開路故障方向： SW1～SW3 用于選擇
熱電偶的類型， SW4 沒有使用， SW5 用于選擇斷線檢測方向，
SW6 用于選擇是否進行斷線檢測， SW7 用
10、于選擇測量方向， SW8
用于選擇是否進行冷端補償。所有連到模塊上的熱電偶必須是相
同類型。
2.1.4 傳感器
熱電偶是一種感溫元件，它直接測量溫度，并把溫度信號轉(zhuǎn)
換成熱電動勢信號。常見熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電
偶兩大類。所調(diào)用標準熱電偶是指國家標準規(guī)定了其熱電勢與溫
度的關系、應答誤差、并有統(tǒng)一的標準分度表的熱電偶，它有與
其配套的顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶在使用范圍或數(shù)量
級上均不及標準化熱電偶，一般也沒有統(tǒng)一的分度表，主要用于
某些特殊場合的測量。標準化熱電偶中國從
1988
年
1 月
1 日起，
熱電偶和熱電阻全部按
IEC
國際標準生產(chǎn)，并指定
S、B、E、K、
R、 J、 T 七種標準化熱電偶為中國統(tǒng)一設計型熱電偶。本論文采用
的是 K 型熱電阻。
5
2020 年 4 月 19 日
基于PLC的溫度控制系統(tǒng)的設計
