PLC恒溫水箱設計畢業(yè)論文.doc

11設計方案的確定1.1各控制方案的比較根據任務設計要求,恒溫水箱的水溫需要運用PID控制。在工程實際中，應用最為廣泛的調節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡稱PID控制，又稱PID調節(jié)。當被控對象的結構和參數不能完全掌握，或得不到精確的數學模型時，控制理論的其它技術難以采用時，系統(tǒng)控制器的結構和參數必須依靠經驗和現(xiàn)場調試來確定，這時應用PID控制技術最為方便。即當我們不完全了解一個系統(tǒng)和被控對象或不能通過有效的測量手段來獲得系統(tǒng)參數時，最適合用PID控制技術。PID控制器就是根據系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的。首先，PID應用范圍廣。雖然很多工業(yè)過程是非線性或時變的，但通過對其簡化可以變成基本線性和動態(tài)特性不隨時間變化的系統(tǒng)，這樣PID就可控制了。其次，PID參數較易整定。也就是PID參數Kp，Ki和Kd可以根據過程的動態(tài)特性及時整定。如果過程的動態(tài)特性變化，例如可能由負載的變化引起系統(tǒng)動態(tài)特性變化，PID參數就可以重新整定。第三，PID控制器在實踐中也不斷的得到改進，PID參數自整定就是為了處理PID參數整定這個問題而產生的。許多自身整定參數的PID控制器經常工作在自動整定模式而不是連續(xù)的自身整定模式。自動整定通常是指根據開環(huán)狀態(tài)確定的簡單過程模型自動計算PID參數。1.1.1純模擬電路控制傳統(tǒng)的溫度控制較多地使用純模擬電路并采用繼電器一接觸器或者雙向晶閘管進行模擬部分驅動制冷器件。純模擬電路溫度控制有很多不足之處，比如:模擬電路復雜、控制精度不高、控制參數的調整要依靠經驗數據，很難做到動態(tài)調節(jié)、系統(tǒng)操作復雜，不利于遠程控制、實時控制以及數據的實時采集等等。本2文在分析了溫度控制的特點后，建立在PID參數自整定方法的溫度控制方法，具有控制精度高、控制溫度范圍大、制冷響應速度快等特點。1.1.2PLC控制PLC控制系統(tǒng)有以下一些特點：1.可靠性高。它采用微電子技術，大量的開關動作由無觸點的半導體電路完成。2.應用靈活。PLC已實現(xiàn)產品的系統(tǒng)化，標準化的積木硬件結構和單元化的軟件設計，使它不僅可以適應規(guī)模不同，功能繁復的控制要求，而且可以適應各種工藝流程變更較多的場合。3.功能強，通用性好。PLC產品已經形成系列化，單元化，并配合品種齊全的控制單元供用戶選擇，還可以組成滿足各種要求的控制系統(tǒng)。4.編程簡單。采用梯形圖編程方式。它與傳統(tǒng)的繼電器接觸控制線路圖有許多相似，操作容易。5.PLC具有體積小，能耗低，質量少。1.1.3單片機控制單片機常用的是C，匯編與Basic。就算是C，也有許多不同的開發(fā)工具(如ICCAVR，CodeVersion,IAR,GCC.)，彼此不兼容。這種百花齊放的局面，它讓我們的交流變得更加困難。綜上所述,結合各個控制方案的特點,所以選擇用PLC來進行控制。1.2PLC溫控系統(tǒng)原理由感溫元件熱電偶檢測溫度，通過溫度變送器把溫度傳送給3ONFXA，A/D轉換過程中，溫度變?yōu)槟M電壓輸入給PLC。PLC為控制裝置主機，通過PID運算，調整模擬量大小，完成溫度控制任務?？刂浦袑⒛M量變?yōu)槊}沖數字輸出，用數字顯示，溫度的控制由程序設定，3用PLC的PID控制功能調節(jié)。為了防止干擾，在PLC輸人、輸出模塊前、后加裝了隔離變壓器，同時加設了上限及故障報警裝置。圖1PLC控制的溫控系統(tǒng)工作原理框圖攀枝花學院本科課程設計（論文）系統(tǒng)硬件設計42系統(tǒng)硬件設計2.1硬件分配PLC控制的恒溫箱溫控系統(tǒng)硬件包括：1.溫度傳感器2.放大器部分