基于PLC的热水箱恒温控制系统设计

基于PLC的热水箱恒温控制系统设计

摘要

本文研究的是可编程控制器在水箱恒温控制系统中的应用，水箱恒温控制装置主要用来完成对水箱中液体的液位和温度检测，并对温度参数进行调节。系统中温度控制是一个非常重要的部分。通过铂热电阻对温度进行测量，将测量到的温度传到PLC中。PLC对采集到的温度值与给定值进行比较，经过PID运算后，调节双向晶闸管在设定周期内通断时间的比例，改变加热丝中电流大小及加热时间，以完成对温度的控制要求。

在本设计中，对热水箱恒温控制系统进行设计和研究，包括温度控制系统的研究现状；本系统的总体设计方案分析；根据总体设计方案对可编程控制器，温度传感器等进行选型；在选型后的基础上，进行本系统的硬件设计和分析，并且进行可编程控制器的I/O分配，程序设计流程分析和PID控制原理的学习和应用；最后对程序分为主程序和子程序进行编写。经过实际实验，本系统完全满足系统设计的工艺要求，达到了本设计的任务。

关键词：恒温控制；PID；可编程控制器

摘要 1

Abstract 2

第一章绪论 3

1.1 本课题研究的意义 3

1.2 本课题的工艺要求 3

1.3 本课题研究的方法 4

第二章水箱恒温控制系统的总体设计 5

2.1 水箱恒温控制系统的简介 5

2.2恒温水箱的总体方案设计 5

2.3 水箱恒温控制系统的技术指标 6

第三章水箱恒温控制系统的硬件设计 7

3.1 可编程控制器的硬件设计 7

3.2 PLC的概述 8

3.3 PLC的选型 10

3.4 模拟量扩展的硬件设计 12

3.5 辅助控制电路硬件设计 13

3.6主电路硬件设计 14

3.7 可编程控制器的I/O分配 15

3.8温度控制的选型 15

第四章水箱恒温控制系统的程序设计 17

4.1系统流程图 17

4.2 控制系统的软件 18

第五章结论 20

参考文献 21

毕业设计附录目录 22

PLC的程序设计 22

第一章绪论

1.1 本课题研究的意义

在现代社会工业生产的大前景下，现场的温度控制对产品的质量影响日益见长，控制温度是现代自动化控制系统的基础。工业控制水的温度时，其温度控制精度高，同时多仪器联网使加热系统的集中监控和数据管理。为此控制必须要稳定，精度高，加热温度控制系统必须具有一定的现实作用。

生产过程和科学实验中的基础和重要的物理参数是温度，温度是影响生产效率和质量的直接原因，因此越来越需要对温度进行检测和控制。近年来，在温度检测的理论上有点成熟，但在实际的使用中，如何保证温度的及时采集与数据的正确传输，并能对温度场进行更精确的控制，仍然是亟待解决的问题。

基于PLC的水箱恒定温度控制系统，用来记录水箱的温度，还能用来监测和调整温度。在工业生产中有很广阔的应用，温度控制系统指的是温度的控制检测和实时控制信息输出温度等，实现了长期稳定的生产过程。

1.2 本课题的工艺要求

水箱恒温控制装置涵盖了恒温水箱的控制、冷却电动机的风扇、电动机的搅拌、储水箱、升温装置、温度检测装置、阀门以及有关状态显示等。

通过对本系统的设计和调试，我们认识到，对于复杂系统的控制，如果采用继电控制，不仅系统繁琐，调试困难，故障概率大，而且对以后的维护也带来困难。用PLC控制除了能解决以上问题以外，还具有以下特点：①控制条理清楚，接线简单明了。 ②用软件代替传统的继电控制，减少了设计上的困难，减少了系统的故障。 ③模块化程序设计，便于调试，并且方便功能的改进。 ④编程图形化，使之一

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