目录

第一章 绪论

选题背景及意义

第二章 系统设计

2.2 控制器的设计

.1 控制器的控制规律选择

1)比例〔P〕控制

4)比例积分微分〔PID〕控制

2.3 系统组成

本系统的结构框如图2-2所示

第三章 硬件设计及网络结构

S7-300的输入输出模块

3.3 温度传感器

3.4 温度变送器

3.5 温度控制器

西门子的STMATIC NET网络系统可分为四层，如图3-3

3.6.1 PROFIBUS现场总线

3.6.2 MPI网络

3.6.3 AS-i网路

第四章 软件设计

4.1 STEP7编程软件

4.1.1 STEP7的硬件接口

4.1.2 STEP7的编程功能

4.2 STEP7项目的创建

4.3 用变量表调试程序

4.3.1 系统调试步骤

4.3.3 变量表的生成

第五章 组态分布式I/O

5.1 STEP7硬件组态与诊断

5.2 参数设置

〔1〕CPU模块参数的设置

5.3 组态DP主站系统

第六章 PLC控制程序设计

6.1 用户程序的基本结构

Ø 功能块(FB)和功能(FC)

6.2 PID温度控制

在OB1中创建程序如下列图

结 论

第一章 绪论

选题背景及意义

加热炉是利用电能来产生蒸汽或热水的装置。因为其效率高、无污染、自动化程度高，稳定性好的优点，冶金、机械、化工等各类工业生产过程中广泛使用电加热炉对温度进行控制。而传统的加热炉普遍采用继电器控制。由于继电器控制系统中，线路庞杂，故障查找和排除都相对困难，而且花费大量时间，影响工业生产。随着电脑技术的发展，传统继电器控制系统势必被PLC所取代。二十世纪七十年代后期，伴随着微电子技术和电脑技术的快速发展，也使得PLC具有了电脑的功能，成为了一种以电子电脑为核心的工业控制装置，在温度控制领域可以让控制系统变得更高效，稳定且维护方便。

在过去的几十年里至今，PID控制已在工业控制中得到了广泛的应用。在工业自动化的三大支柱〔PLC、工业机器人、CAD/CAM〕中位居第一。由于其原理简单 、使用方便、适应能力强，在工业过程控制中95%甚至以上的控制回路都采用了PID结构。虽然后来也出现了很多不同新的算法，但PID仍旧是最普遍的规律。

一些先进国家在二十世纪七十年代后期到八十年代初期就开始研发电热锅炉，中国到八十年代中期才开始起步，对电加热炉的生产过程进行电脑控制的研究。直到九十年代中期，不少企业才开始应用电脑控制的连续加热炉，可以说发展缓慢，而且对于国内的温度控制器，总体发展水平仍不高，不少企业还相当落后。与欧美、日本，德国等先进国家相比，其差距较大。目前我国的产品主要以“点位”控制和常规PID为主，只能处理一些简单的温度控制。对于一些过程复杂的，时变温度系统的场合往往束手无策。而相对于一些技术领先的国家，他们生产出了一批能够适应于大惯性、大滞后、过程复杂，参数时变的温度控制系统。并且普遍采用自适应控制、模糊控制及电脑技术。

近年来，伴随着科学技术的不断快速发展，电脑技术的进步和检测设备及性能的不断提升，人工智能理论的实用化。因此，高精度、智能化、人性化必然是国内外必然的发展趋势。

   以PLC控制为核心，PLC将加热炉温度设定值与温度传感器的测量值之间的偏差，经过PID运算后得到的信号控制输出电压的大小，采用PID算法，运用PLC编程语言编程，从而调节加热器加热，实现温度的自动控制。

   由两个或两个以上的控制器串联，一个控制器的输出是另一个控制器的设定而组成的串级控制系统。改善了主回路的响应速度。主调节器具有“细调”作用，副调节器具有“粗调”作用，从而改善了系统的品质。

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