《基于PLC的溫度系統(tǒng)設(shè)計開題報告（含提綱）》

PAGEPAGE2一、選題的理論意義與實際意義理論意義溫度測控和人類生活以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都有密切的關(guān)聯(lián)，它涉及到很多行業(yè)對溫度精確地測量和控制，是生產(chǎn)高品質(zhì)、高安全性能、低功耗的產(chǎn)品十分重要的環(huán)節(jié)。在我們生活中也到處可見溫度控制的產(chǎn)品，比如電磁爐、電熱壺、電飯鍋、電冰箱等等，由此可見溫度控制應(yīng)用的廣泛性和多樣性。所以提高溫度控制的精度和穩(wěn)定性也變得越來越重要，對溫度測控系統(tǒng)的研究是很有必要的。實際意義由于被控對象的越來越復(fù)雜，這也導(dǎo)致了高效的溫度控制系統(tǒng)更加難以設(shè)計。由于可控硅具有體積小、結(jié)構(gòu)相對簡單、功能強(qiáng)等特點，該器件被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備和電子產(chǎn)品中，多用來作可控整流、逆變、變頻、調(diào)壓、無觸點開關(guān)等。傳統(tǒng)的開關(guān)控制方式需要人工操作，且控制方式粗糙，無法隨時跟蹤溫度的變化，使得控制不精確、超調(diào)大、系統(tǒng)不穩(wěn)定。選擇PID進(jìn)行控制時，由于其參數(shù)恒定，可以很好的控制確定系統(tǒng)的溫度，對于工業(yè)生產(chǎn)中的溫度控制效果、提高控制產(chǎn)業(yè)的科技水平、節(jié)約生產(chǎn)資金、減少工作強(qiáng)度以及增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益等，具有很大的現(xiàn)實意義。二、論文綜述（綜述國內(nèi)外有關(guān)選題的研究動態(tài)）本次畢業(yè)設(shè)計的主題是基于PLC可控硅的溫度閉環(huán)系統(tǒng)設(shè)計，主要是基于可控硅晶閘管的基礎(chǔ)上，利用PLC控制程序完成對溫度系統(tǒng)的控制設(shè)計。可控硅，是可控硅整流元件的簡稱，是一種具有三個PN結(jié)的四層結(jié)構(gòu)的大功率半導(dǎo)體器件，亦稱為晶閘管。具有體積小、結(jié)構(gòu)相對簡單、功能強(qiáng)等特點，是比較常用的半導(dǎo)體器件之一。該器件被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備和電子產(chǎn)品中，多用來作可控整流、逆變、變頻、調(diào)壓、無觸點開關(guān)等。家用電器中的調(diào)光燈、調(diào)速風(fēng)扇、空調(diào)機(jī)、電視機(jī)、電冰箱、洗衣機(jī)、照相機(jī)、組合音響、聲光電路、定時控制器、玩具裝置、無線電遙控、攝像機(jī)及工業(yè)控制等都大量使用了可控硅器件。通過查閱資料，當(dāng)前學(xué)者們對于可控硅的研究或者溫度控制系統(tǒng)的研究還是比較多的，但是對于將可控硅與溫度控制系統(tǒng)結(jié)合在一起進(jìn)行研究的就比較有限了，可供參考的文獻(xiàn)資料比較缺乏。由于可控硅成本小、效率高、反應(yīng)快、功率方法倍數(shù)高，在控制系統(tǒng)應(yīng)用中具有很高價值。目前，關(guān)于可控硅與溫度控制系統(tǒng)結(jié)合的研究主要有：CWang在其對于可控硅與溫度控制的研究中討論了精確可控硅自動溫控系統(tǒng)在實際操作中影響系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性的三個技術(shù)問題：溫度測量熱電偶進(jìn)入的交流正常模式干擾信號的數(shù)值和波形的變化會導(dǎo)致不規(guī)則控制系統(tǒng)的低頻振蕩；在許多SCR控制系統(tǒng)的并行操作期間，同相電源之間和異相電源之間的相互干擾將導(dǎo)致系統(tǒng)的跟進(jìn)和失控；CR的擊穿短路會導(dǎo)致設(shè)備受到控制。作者提出了詳細(xì)的理論分析，并提出了解決這些問題的有效方法，提高了精確SCR自動溫控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。JLi，XLMeng，WLSong等提出了一種基于單片機(jī)的智能溫控系統(tǒng)的設(shè)計方法。智能溫度控制系統(tǒng)分為四個部分：監(jiān)視器，加熱器，受控過程和反饋回路。其中，溫度檢測電路通過傳感器檢測設(shè)計有水的電導(dǎo)率。光耦合器MOC3041用于實現(xiàn)功率控制電路，其控制對象為1kW電加熱器，220V交流電源；鍵盤和顯示電路SMC1602A包括四個按鍵和LCD顯示屏，實現(xiàn)人機(jī)交互；基于單片機(jī)系統(tǒng)STC89C52，將傳感器信號和鍵盤設(shè)定目標(biāo)溫度自動與功率進(jìn)行比較，以完成水溫控制。作者通過靜態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)測試，表明了該方法為實現(xiàn)溫度的實時采集和控制提供了有效途徑。張爭剛在其研究中認(rèn)為電熱毯的溫度控制對電熱毯使用的舒適性和安全性起著重要的作用,目前普通電熱毯只有高、低兩檔控制,存在高檔溫度太高,而低檔溫度太低,舒適性較差,并且存在安全隱患,作者通過對可控硅無極調(diào)溫和控制器控制兩種溫控系統(tǒng)進(jìn)行比較,控制器溫控系統(tǒng)具有使用方便、溫控效果好、易操作、安全性高等優(yōu)點,適合在電熱毯溫控系統(tǒng)中推廣使用。劉浩在其研究中以山梨醇生產(chǎn)工藝中原料的加熱過程為參考對象，選取其原料反應(yīng)溫度為主要研究參數(shù)，設(shè)計系統(tǒng)并選用西門子S7-300PLC作為主要控制器。直接用其自帶的編程語言，實現(xiàn)模糊PID控制算法的編程，完成對系統(tǒng)的控制，提高系統(tǒng)的溫度控制指標(biāo)。最終實現(xiàn)的溫度控制指標(biāo)包括超調(diào)量在2%以內(nèi)，上升時間在15min以內(nèi)，精度控制150±3℃左右。劉斌，趙丹丹研究認(rèn)為隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們需要對各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中溫度進(jìn)行監(jiān)測和控制。自動控制越來越成為人們關(guān)注的焦點,自動調(diào)節(jié)電阻爐溫度系統(tǒng)也備受關(guān)注。其中微機(jī)及其應(yīng)用已經(jīng)成為高、新科學(xué)技術(shù)的重要內(nèi)容和標(biāo)志之一,它在國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域正在發(fā)揮著引人注目的作用。微機(jī)控制的電阻爐溫度控制系統(tǒng)實際上就是一個智能控制系統(tǒng),是一種能耗相對來說比較低的溫度控制系統(tǒng)。采用單片機(jī)進(jìn)行控制不僅具有控制方便,簡單和靈活性大等優(yōu)點,而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo),從而能夠大大的提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。三、論文提綱1引言2相關(guān)理論概述2.1可控硅2.2溫度閉環(huán)系統(tǒng)2.3PID控制原理3系統(tǒng)總體方案設(shè)計3.1控制系統(tǒng)總體設(shè)計3.2控制系統(tǒng)設(shè)計基本原則3.3控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則4控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計4.1PLC選型4.2可控硅選型4.3溫度傳感器選型4.4溫度控制模塊選型4.5溫度輸出模塊選型5控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計5.1總程序設(shè)計5.2子程序設(shè)計6總結(jié)四、與選題相關(guān)的主要參考文獻(xiàn)（列出：作者、著作名稱/論文名稱、出版社/期刊名稱、出版年月/刊期），以下為參考文獻(xiàn)格式舉例。[1]CichangW,XiangchunZ.EnhancementofStabilityandReliabilityofPreciseSCRAutomaticTemperatureControlSystem[J].ActaAutomaticaSinica,2012.[2]Xian-Lin,Meng,Wen-Long,etal.IntelligentTemperatureControlSystemDesignBasedonSingle-ChipMicrocomputer[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報：英文版,2014,21(3):91-94.[3]張爭剛.電熱毯溫度控制系統(tǒng)的研究[J].楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2016,15(2):38-39.[4]劉浩.電加熱溫度控制系統(tǒng)設(shè)計與實驗研究[D].中國計量學(xué)院，2013.[5]劉斌,趙丹丹.基于單片機(jī)技術(shù)的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新,2015(24):122-122.[6]朱必武,朱文武.基于PID算法和89C52單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)[J].