苏ICP备112451047180号-6
恒温控制的PLC控制系统设计
本文设计的是PLC在恒温中的应用。利用传感器对容器的液位﹑温度进行检测，经过PLC逻辑运算处理后对相应的执行器进行控制。主要包括PLC和主要元器件的选择，PLC外部电路设计、温度控制电路设计、主程序设计、温度控制算法设计。
系统主要由FX2N-64MR、FX2N-4AD-PT热电阻模块、FX2N-2LC过程控制模块模块、温度控制电路、LED显示电路等组成。利用液位传感器把恒温水箱中的液位满信号和液位空信号，经过PLC收集和处理，对接入容器的各个泵，控制其电动机的启停，以控制液位及温度的变化。由于需要对温度进行设置。因此，通过加热装置对恒温水箱中的水加热至其预置温度。而怎样在装置中实现对温度的控制，是系统一个非常重要的部分。系统采用热电阻作为温度传感器，通过扩展PLC的FX2N-4AD-PT热电阻模块对采集到温度数据进行处理，对采集到的温度值与给定值比较，再通过PID运算控制，对触发电路进行功率调节，以控制温度的上升和下降。
考虑到现实生产中里面包含着一系列的不稳定因素，会影响正常的反应温度。对温度进行实时监测并进行超温报警。温度的显示采用CD4511数码显示驱动芯片进行4位LED温度显示。报警是电气自动控制中必不可缺少的重要环节，本系统采用了标准的声光报警的功能，有利于于对化学反应做出及时的调整。系统中还设计了通过设置两片BCD拨码盘来预置化学反应所需的温度，以满足恒温控制的要求。而BCD拨码盘在电子技术中经常被应用于数值的设定，它具有占用的输入接口较少、方便调整和观察比较直观、安装和使用方便的特点。此外，系统的软件部分，包括了数码显示程序、PID控制程序等，以完成基本的控制要求。
当然，系统有所优点，也有所缺点，并不是完善的。本设计只是一些基本功能的体现，当然还有更高的控制功能。例如，人机介面（GOT）方面、可编程控制器与上位机的通信方面等。因此，未来温度控制系统为了符合社会的需要，其科技程度将往高度自动化和智能化方面发展并延伸，具备很强的通信方面能力。
一、选题简介、意义
温度是各大产业控制对象主要被控参数之一，在有些工业过程，温度控制不好直接影响产品的质量，在生物实验室中，必须要用恒温箱来培育优良品种。因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。PLC具有灵活性高，控制功能完善，控制精度高等特点，由于各行业要求不同，所以可以采用PLC来设计温度控制系统。
二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）
1.主要研究内容
以PLC为控制中心，用PID控制算法来控制温度，使得控制系统灵活多变，能够应用于多种场合。
2.主要解决的问题
如果要进行可靠的温度测量，首先就需要选择正确的温度仪表，也就是温度传感器。电阻丝温度高，所以不能用一般热敏电阻来感温，而是用热电偶来测温。但是，热电偶的电压和温度间是非线性关系，温度由于电压和温度是非线性关系，因此需要为参考温度作第二次测量，并利用测试设备软件或硬件在仪器内部处理电压-温度变换，以最终获得热偶温度(Tx)。Agilent34970A和34980A数据采集器均有内置的测量了运算能力。
3.计划实施步骤
1.首先设计整体方案，绘制大概的电路图。
2.机械加工制作。
3.外购电气元件，和部分机械标准件。
4.编写PLC控制程序。
5.调试。
三、设计（论文）体系、结构（大纲）
一．绪论
1.1 恒温控制系统的背景及意义
1.2 PLC的发展及意义
1.3 国内外恒温控制系统的现状
二．恒温控制系统的总体设计
2.1恒温控制系统的整体设计思路
2.2恒温控制系统的组成
三．系统的硬件设计
3.1温度传感器的选用与计算
3.2 PLC以及扩展模块的选择
3.3电路控制系统的设计
四．系统的软件设计
4.1数码显示程序设计
4.2数码显示电路
4.3 PLC程序设计
五．毕业小结及致谢
参考文献：
[1] 李道霖，电气控制与PLC 原理及应用[M].电子工业出版社，2006．
[2] 陈伯时，陈敏逊编著.交流调速系统.[M] 北京：机械工业出版社，1998.4
[3] 叶安丽.电梯技术基础(第1版)[M].北京: 中国电力出版社,2004.
[4] 顾战松，陈铁年编著.可编程控制器原理与应用.[M] 北京：国防工业出版社，1996
[5] 周良全权主编；傅恩锡等编.模拟电子技术基础.[M] 北京：高等教育出版社，1993.10
[6] 吴中俊等编著.可编程序控制器原理及应用.北京:机械工业出版社.2004
[7] 肖军,孟令军编著.可编程序控制器原理及应用.北京:清华大学出版社.2008
本文设计的是PLC在恒温中的应用。利用传感器对容器的液位﹑温度进行检测，经过PLC逻辑运算处理后对相应的执行器进行控制。主要包括PLC和主要元器件的选择，PLC外部电路设计、温度控制电路设计、主程序设计、温度控制算法设计。
系统主要由FX2N-64MR、FX2N-4AD-PT热电阻模块、FX2N-2LC过程控制模块模块、温度控制电路、LED显示电路等组成。利用液位传感器把恒温水箱中的液位满信号和液位空信号，经过PLC收集和处理，对接入容器的各个泵，控制其电动机的启停，以控制液位及温度的变化。由于需要对温度进行设置。因此，通过加热装置对恒温水箱中的水加热至其预置温度。而怎样在装置中实现对温度的控制，是系统一个非常重要的部分。系统采用热电阻作为温度传感器，通过扩展PLC的FX2N-4AD-PT热电阻模块对采集到温度数据进行处理，对采集到的温度值与给定值比较，再通过PID运算控制，对触发电路进行功率调节，以控制温度的上升和下降。
考虑到现实生产中里面包含着一系列的不稳定因素，会影响正常的反应温度。对温度进行实时监测并进行超温报警。温度的显示采用CD4511数码显示驱动芯片进行4位LED温度显示。报警是电气自动控制中必不可缺少的重要环节，本系统采用了标准的声光报警的功能，有利于于对化学反应做出及时的调整。系统中还设计了通过设置两片BCD拨码盘来预置化学反应所需的温度，以满足恒温控制的要求。而BCD拨码盘在电子技术中经常被应用于数值的设定，它具有占用的输入接口较少、方便调整和观察比较直观、安装和使用方便的特点。此外，系统的软件部分，包括了数码显示程序、PID控制程序等，以完成基本的控制要求。
当然，系统有所优点，也有所缺点，并不是完善的。本设计只是一些基本功能的体现，当然还有更高的控制功能。例如，人机介面（GOT）方面、可编程控制器与上位机的通信方面等。因此，未来温度控制系统为了符合社会的需要，其科技程度将往高度自动化和智能化方面发展并延伸，具备很强的通信方面能力。
一、选题简介、意义
温度是各大产业控制对象主要被控参数之一，在有些工业过程，温度控制不好直接影响产品的质量，在生物实验室中，必须要用恒温箱来培育优良品种。因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。PLC具有灵活性高，控制功能完善，控制精度高等特点，由于各行业要求不同，所以可以采用PLC来设计温度控制系统。
二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）
1.主要研究内容
以PLC为控制中心，用PID控制算法来控制温度，使得控制系统灵活多变，能够应用于多种场合。
2.主要解决的问题
如果要进行可靠的温度测量，首先就需要选择正确的温度仪表，也就是温度传感器。电阻丝温度高，所以不能用一般热敏电阻来感温，而是用热电偶来测温。但是，热电偶的电压和温度间是非线性关系，温度由于电压和温度是非线性关系，因此需要为参考温度作第二次测量，并利用测试设备软件或硬件在仪器内部处理电压-温度变换，以最终获得热偶温度(Tx)。Agilent34970A和34980A数据采集器均有内置的测量了运算能力。
3.计划实施步骤
1.首先设计整体方案，绘制大概的电路图。
2.机械加工制作。
3.外购电气元件，和部分机械标准件。
4.编写PLC控制程序。
5.调试。
三、设计（论文）体系、结构（大纲）
一．绪论
1.1 恒温控制系统的背景及意义
1.2 PLC的发展及意义
1.3 国内外恒温控制系统的现状
二．恒温控制系统的总体设计
2.1恒温控制系统的整体设计思路
2.2恒温控制系统的组成
三．系统的硬件设计
3.1温度传感器的选用与计算
3.2 PLC以及扩展模块的选择
3.3电路控制系统的设计
四．系统的软件设计
4.1数码显示程序设计
4.2数码显示电路
4.3 PLC程序设计
五．毕业小结及致谢
参考文献：
[1] 李道霖，电气控制与PLC 原理及应用[M].电子工业出版社，2006．
[2] 陈伯时，陈敏逊编著.交流调速系统.[M] 北京：机械工业出版社，1998.4
[3] 叶安丽.电梯技术基础(第1版)[M].北京: 中国电力出版社,2004.
[4] 顾战松，陈铁年编著.可编程控制器原理与应用.[M] 北京：国防工业出版社，1996
[5] 周良全权主编；傅恩锡等编.模拟电子技术基础.[M] 北京：高等教育出版社，1993.10
[6] 吴中俊等编著.可编程序控制器原理及应用.北京:机械工业出版社.2004
[7] 肖军,孟令军编著.可编程序控制器原理及应用.北京:清华大学出版社.2008