DOC《中国计量学院》

中国计量学院 本科毕业设计(论文) 基于PLC的远程温度控制系统 的设计与调试 The Design and Development of a PLC-based Remote Temperature Controller System 学生姓名 学号 学生专业 测控技术与仪器 班级 二级学院 计量测试工程学院 指导教师 中国计量学院 二八年六月 郑重声明本人呈交的毕业设计论文,是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,所有数据、图片资料真实可靠.

尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容.对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确的方式标明.本学位论文的知识产权归属于培养单位. 学生签名:日期: 分类号: TP273 密级: 公开 UDC:

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10356 中国计量学院 本科毕业设计(论文) 基于PLC的远程温度控制系统 的设计与调试 The Design and Development of a PLC-based Remote Temperature Controller System 作者学号 申请学位 工学学士 指导教师 学科专业 测控技术与仪器 培养单位 中国计量学院 答辩委员会主席 评阅人二八年六月 致谢在此我要衷心感谢我的指导老师XX在这次毕业设计期间对我在学习上和生活上的细心指导和帮助.从她那儿我得到了许多对于有用的资料和信息,对我完成毕业设计任务有很大的帮助.在此学习期间她不仅教导了我相关的专业知识,更教导了我在科研学习工作中的钻研精神和专业品质. 此外,我也十分感谢热工检测实验室,提供了实验设计所需的设备和场地,同时也要感谢实验室的各位老师和同学,他们在我的设计实验过程中给予了许多宝贵的指导和帮助. 基于PLC的远程温度控制系统的设计与调试 摘要:在许多现代工业生产中,温度控制都是要解决的问题之一,对于很多危险或者无需人力控制的领域,我们可以用远程控制,在办公室里就可以对现场进行监控,即方便又安全.随着电子技术的发展, 可编程序控制器(PLC)已经由原来简单的逻辑量控制, 逐步具有了计算机控制系统的功能. 本文提出了采用组态软件和可编程控制器组成一个比较简单、通用的远程温度控制系统.可编程控制器的一个优势就是可以很方便的改写其中的程序以满足不同的工艺,尤其在工艺改进时优势更加明显.组态软件则可以提供一个符号现场的直观人机友好界面.文章着重介绍了组态软件和可编程控制器在温度控制设计中应用,描述了使用可编程控制和计算机一起组成控制功能完善的控制系统的一般设计方法和过程. 关键词:远程控制;

温度控制;

组态软件;

编程控制器. 中图分类号:TP273. The Design and Development of a PLC-based Remote Temperature Controller System Abstract: In many modern manufacturing productions, temperature control is one of the most problems to be solved. In many dangerous or no human required control areas, we can use remote control in the office, which will be able to monitor the scene, which is convenient and safe. With the development of electronic technology, programmable logic controller (PLC) has developed from simple logic of control, and gradually with a computer control system. ???? This paper presents configuration software and programmable logic controllers to form a relatively simple, universal remote temperature control system. The PLC takes an advantage that can be easily adapted from one of the procedures to meet the different technology, particularly in the process improvement. Configuration software can provide a symbolic scene of the friendly and intuitive man-machine interfaces. The article focused on the configuration software and programmable controllers in the design of temperature control, describes the use of programmable control and computer components to improve the control of the general control system design methods and processes. Keywords: remote control;

temperature control;

configuration software;

programmable logic controller (PLC). Classification: TP273 目次基于PLC的远程温度控制系统的设计与调试 I 目次III

1 绪论

1 1.1 问题的提出

1 1.2国内外研究状况

1 1.3研究方法

3 1.4研究意义

4 2 PLC控制系统的硬件组成

5 2.1欧姆龙CPM2AH功能简介

5 2.1.1性能和功能

5 2.1.2基本系统配置

10 2.1.3结构与操作

12 2.2 MAD01模拟量I/O单元

18 2.2.1使用模拟量I/O单元

18 2.3 串口通信

19 3组态王软件简介

22 3.1组态王程序组成员

22 3.2制作一个工程的一般过程

23 4系统的设计与调试

26 4.1设计思路

26 4.2下位机的设计与调试

26 4.2.1 PLC的程序设计

26 4.2.2问题及解决方法

28 4.3上位机的设计与调试

29 4.3.1 组态王工程的建立和调试

29 4.3.2 问题及解决方法

31 4.4上位机与下位机的通信连接

31 4.4.1 通信的实现

31 4.4.2 问题及解决方法

32 5 结论

33 参考文献

34 作者简介

35 学位论文数据集

36 1 绪论 1.1 问题的提出 许多领域都需要对温度的监控,如工厂的生产设备、化工领域、航空航天、农作物的种植和储存、实验室等等.有很多领域的温度可能较高或较低,人无法靠近或现场无需人力来监控,我们可以用远程监控,坐在办公室里就可以对现场进行监控,又方便又节省人力[1][2]. 随着电子技术的发展, 可编程序控制器(PLC)已经由原来简单的逻辑量控制, 逐步具有了计算机控制系统的功能[3].在现代工业控制中,PLC 占有了很重要的地位,它可以和计算机一起组成控制功能完善的控制系统.在许多行业的工业控制系统中,温度控制都是要解决的问题之一.如塑料挤出机大都采用简单的温控仪表和温控电路进行控制,存在控制精度低、超调量大等缺点,很难生产出高质量的塑料制品[4].在一些热处理行业都存在类似的问题.为此,设计较为通用的温度控制系统具有重要意义,具体系统参数或部分器件可根据各行业的要求不同来进行调整. 1.2国内外研究状况 通常由位式或时间比例式温度调节仪控制的工业加热炉温度控制系统,其主回路由接触器控制时因为不能快速反应,所以控温精度都比较低,大多在几度甚至十几度以上[5].随着电力电子技术及元器件的发展,出现了以下几种解决的方案: 主回路用无触点的可控硅和固态继电器代替接触器,配以PID或模糊逻辑控制的调节仪构成的温度控制系统,其控温精度大大提高,常在±2℃以内,优势是采用模糊控制与PID 控制相结合,对控制范围宽、响应快且连续可调系统有巨大的优越性[6]. 采用单片机温度控制系统.用单线数字温度传感器采集温度数据,打破了传统的热电阻、热电偶再通过A/D 转换采集温度的思路. 用单片机对数字进行处理和控制,通过RS -

232 串口传到PC 机对温度进行监视与报警,设置温度的上限和下限.其优势是结构简单,编程不需要用专用的编程器,只需点击电脑鼠标就可以把编好的程序写到单片机中,很方便且调试、修改和升级很容易[7]. ARM(Advanced RISC Machine)嵌入式系统模糊温度控制.利用ARM处理器的强大功能,通过读取温度传感器数据,并与设定值进行比较,然后对温度进行控制.通过内嵌的操作系统μCLinux获得极好的实时性,并且通过TCP/IP协议能与PC机很快的通讯[8].其优势不只是温度控制精度高,而且能够通过现场跟远程两种方式来设定控制温度. 这三种温度控制系统分别有各自的不足,第一种灵活性不足,当生产工艺改进或调整的时候对整个线路系统的更改比较麻烦,甚至需要重新排线建立一个系统,工程浩大. 单片机温度控制系统在多点测量的时候扩展性不强,可靠性低,易受外界干扰,同时对超过100米距离的传输不足[9],开发成本高,控制响应频繁对系统其他部件如加热器等不利. ARM嵌入式温度控制系统对软件要求比较高,与网络技术结合紧密,适合远程控制,但是开发复杂,并且对工程人员要求很高. 如加热炉这样的大惯性系统,在采用PID调节模式时,其参数随物料的物理特性及质量而变,参数整定需要比较高的专业知识和经验,如果参数配置不好也难获得好的效果,所以使用比较复杂[10].在一些比较大的系统,或还有其它控制目........