基于PLC的熱水箱恒溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-開題報(bào)告

1、畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文) 開題報(bào)告題目： 系部 專業(yè) 姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教師： 年 月 日一、文獻(xiàn)綜述1. 課題來源 依據(jù)老師的要求來設(shè)計(jì)的課題。2選題依據(jù)、背景情況 溫度是是工業(yè)上常見的被控參數(shù)之一，特別在冶金、化工、機(jī)械制造等領(lǐng)域，恒溫控制系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于熱水器等一些熱處理設(shè)備中。在一些溫控系統(tǒng)電路中，廣泛采用的是通過熱電偶、熱電阻或PN結(jié)測溫電路經(jīng)過相應(yīng)的信號調(diào)理電路，轉(zhuǎn)換成A/D轉(zhuǎn)換器能接收的模擬量，在通過采樣/保持電路進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，最終送入單片機(jī)及其相應(yīng)的外圍電路，完成監(jiān)控。本文介紹單片機(jī)通過數(shù)字溫度傳感器檢測外部溫度對水箱進(jìn)行恒溫控制的設(shè)計(jì)，采用PID算法來控制PWM波形的產(chǎn)生，進(jìn)

2、而來控制熱水箱的加熱來實(shí)現(xiàn)恒溫控制。采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)溫度控制不僅具有控制方便、簡單、靈活等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度的提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量。3. .國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、開展動(dòng)態(tài) 在人類的生活環(huán)境中，溫度扮演著極其重要的角色。溫度是工業(yè)生產(chǎn)中常見的工藝參數(shù)之一，任何物理變化和化學(xué)反響過程都與溫度密切相關(guān)，因此溫度控制是生產(chǎn)自動(dòng)化的重要任務(wù)。對于不同生產(chǎn)情況和工藝要求下的溫度控制，所采用的加熱方式，燃料，控制方案也有所不同。無論你生活在哪里，從事什么工作，無時(shí)無刻不在與溫度打著交道。自18世紀(jì)工業(yè)革命以來，工業(yè)開展對是否能掌握溫度有著絕對的聯(lián)系。在冶金、鋼鐵、石化、水泥、玻璃、醫(yī)藥等

3、等行業(yè)，可以說幾乎80%的工業(yè)部門都不得不考慮著溫度的因素。目前，國內(nèi)外恒溫控制系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)已開展的比擬成熟，大多數(shù)是使用單片機(jī)和PLC對溫度進(jìn)行控制，但隨著PLC、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)及監(jiān)控組態(tài)軟件的迅速開展，在工業(yè)生產(chǎn)過程中基于PLC的恒溫控制系統(tǒng)開始占據(jù)了主導(dǎo)地位?；赑LC的恒溫控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)過程中充分表達(dá)了一下優(yōu)點(diǎn)：1采用光電隔離、RC濾波器等屏蔽措施具有較高的抗干擾能力和可靠性；2針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號有相應(yīng)的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備直接連接；3采用模塊化結(jié)構(gòu)；4編程簡單，易于實(shí)現(xiàn)；5系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便；6維修方便，維修工作量小；7投產(chǎn)周期及本錢比擬低。本設(shè)計(jì)基于一個(gè)PLC

4、的恒溫控制監(jiān)控系統(tǒng)，到達(dá)溫度的實(shí)時(shí)控制與顯示。該系統(tǒng)克服傳統(tǒng)的位式調(diào)節(jié)器和PID調(diào)節(jié)器超調(diào)大的缺點(diǎn),充分發(fā)揮PLC控制靈活、編程方便、適應(yīng)性強(qiáng)和FameView的實(shí)時(shí)顯示的優(yōu)點(diǎn),提高了控制的精確度。而且該系統(tǒng)操作簡單、工作穩(wěn)定可靠、實(shí)用性強(qiáng)并有良好的組態(tài)監(jiān)控界面,能遠(yuǎn)程控制，適應(yīng)了當(dāng)前現(xiàn)代化工業(yè)的需要,適用范圍廣,其經(jīng)濟(jì)效益很好。在工業(yè)生產(chǎn)中,常用閉環(huán)控制方式控制溫度、流量等連續(xù)變化的模擬量,PID控制是常見的一種控制方式。在使用模擬量控制器的模擬控制系統(tǒng)和使用計(jì)算機(jī)(包括PLC)的數(shù)字控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用?？删幊绦蚩刂破?PLC)是以微處理器為根底,綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通訊技術(shù)

5、等高新技術(shù)，可以構(gòu)成不同的控制系統(tǒng),將模擬量輸入輸出控制和現(xiàn)代控制方法融為一體,實(shí)現(xiàn)智能控制、閉環(huán)控制、多控制功能一體的綜合控制系統(tǒng)。本文針對恒溫水箱溫控系統(tǒng)的要求,以PLC為溫度控制系統(tǒng)的核心,利用PID控制算法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的恒溫控制。4. 主要參考文獻(xiàn)1 吉順平，孫承志，路明，等西門子PLC與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2021. 2 梁森，歐陽三泰，王侃夫. 自動(dòng)檢測技術(shù)及應(yīng)用M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2021.3 張洪潤，張亞凡，.傳感器原理及應(yīng)用M.北京：清華大學(xué)出版社，2021.5 居里. 分析電力工業(yè)中的新型紅外溫度傳感器J.中國光學(xué)期.2021,(23):14-17.6 宿

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8、局部，它的功能是將溫度控制在所需要的溫度范圍內(nèi)，以利于進(jìn)行工件的加工與處理。不管是在生活中還是在工業(yè)生產(chǎn)過程中，溫度的變化對生活、生產(chǎn)的某些細(xì)節(jié)環(huán)節(jié)都會(huì)造成不同程度的影響，所以適時(shí)地對溫度進(jìn)行控制具有重要的意義。2. 主要內(nèi)容及技術(shù) 本次設(shè)計(jì)是基于PLC水箱恒溫控制系統(tǒng)，通過可編程控制器控制，讓水箱中的水保持恒定值。首先要通過PT-100鉑電阻來檢測水溫，并把檢測到的溫度與設(shè)定值進(jìn)行比擬，將其偏差值經(jīng)過PID運(yùn)算后控制雙向晶閘管的導(dǎo)通角，調(diào)節(jié)加熱絲的功率，從而使實(shí)際溫度迅速接近給定值溫度。PID參數(shù)主要受到進(jìn)出水流量、水箱水溫設(shè)定控制溫度、室溫等因素影響。3. 研究方法本次設(shè)計(jì)恒溫箱將基于PL

9、C設(shè)計(jì)完成。恒溫系統(tǒng)要求通過冷熱水的各自流通來控制恒溫箱內(nèi)的溫度在2080之間的某個(gè)設(shè)定數(shù)值。兩個(gè)數(shù)碼顯示管分別用于顯示設(shè)定溫度及顯示測試溫度。當(dāng)水溫低于設(shè)定值時(shí)，報(bào)警并采用電加熱升溫。當(dāng)水溫高于設(shè)定值時(shí)，報(bào)警并啟動(dòng)冷卻水泵使水流經(jīng)冷卻器向恒溫箱供水降溫。由此系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)由控制局部，電源局部，按鍵局部，溫度測量局部，顯示局部，加熱裝置，狀態(tài)指示燈局部，水泵局部，報(bào)警局部組成。根本組成框圖如下圖。 系統(tǒng)模塊框圖4. 預(yù)期成果 第一、開通電源，狀態(tài)指示燈1亮。第二、通過按鍵鍵入設(shè)定溫度，數(shù)碼顯示管1顯示設(shè)定溫度。第三、數(shù)碼顯示管2顯示恒溫箱內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度。第四、當(dāng)數(shù)碼顯示管2上顯示的溫度低于鍵盤顯示

10、板1上的設(shè)定溫度時(shí)，蜂鳴器報(bào)警。加熱裝置加熱。水泵2開始運(yùn)行，狀態(tài)指示燈3亮，水泵2抽取儲(chǔ)水箱2中的熱水注入恒溫箱的第二組金屬管，同時(shí)儲(chǔ)水箱3中的第二組金屬管端口有水流出。第五、當(dāng)數(shù)碼顯示管2所顯示的溫度等于數(shù)碼顯示管1的設(shè)定溫度時(shí)，蜂鳴器停止報(bào)警，加熱裝置停止工作，水泵2停止工作，狀態(tài)指示燈3熄滅。第六、當(dāng)數(shù)碼顯示管2上顯示的溫度高于數(shù)碼顯示管1上的設(shè)定溫度時(shí)，蜂鳴器報(bào)警，水泵1開始運(yùn)行，狀態(tài)指示燈2亮。水泵1抽取儲(chǔ)水箱1中的冷水注入恒溫箱的第一組金屬管，同時(shí)儲(chǔ)水箱3中的第一組金屬管端口有水流出。第七、當(dāng)數(shù)碼顯示管2所顯示的溫度等于數(shù)碼顯示管1的設(shè)定溫度時(shí)，蜂鳴器停止報(bào)警，水泵1停止工作，狀態(tài)指示燈2熄滅。5.論文提綱或?yàn)楫厴I(yè)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)模塊根據(jù)上文我們要實(shí)現(xiàn)的恒溫箱功能可知，