基于PLC的热水箱恒温控制系统设计-开题报告

纸， 明书全套毕业设计均有 毕 业 设 计 (论 文 ) 开题报告 题目： 系部 专业 姓名 学号 指导教师： 年 月 日 2 一、文献综述 依据老师的要求来设计的课题。 2 选题依据、背景情况 温度是是工业上 常见的被控参数之一，特别在冶金、化工、机械制造等领域，恒温控制系统被广泛应用于热水器等一些热处理设备中。在一些温控系统电路中，广泛采用的是通过热电偶、热电阻或 测温电路经过相应的信号调理电路，转换成 A/D 转换器能接收的模拟量，在通过采样 /保持电路进行 A/D 转换，最终送入单片机及其相应的外围电路，完成监控。本文介绍单片机通过数字温度传感器检测外部温度对水箱进行恒温控制的设计，采用 法来控制 形的产生，进而来控制热水箱的加热来实现恒温控制。采用单片机实现温度控制不仅具有控制方便、简单、灵活等优点 ，而且可以大幅度的提高被控温度的技术指标，从而大大提高产品的质量。 3.展动态 在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。自 18 世纪工业革命以来，工业发展对是否能掌握温度有着绝对的联系。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业 ，可以说几乎 80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素 。 目前，国内外恒温控制系统的应用技术已发展的比较成熟，大多数是使用单片机和 温度进行控制，但随着 业网络及监控组态软件的迅速发展，在工业生产过程中基于 恒温控制系统开始占据了主导地位。基于 1）采用光电隔离、 波器等屏蔽措施具有较高的抗干扰能力和可靠性；（ 2） 针对不同的工业现场信号有相应的 I/O 模块与工业现场的器件或 3 设备直接连接；（ 3）采用模块化结构；（ 4）编程简单，易于实现 ；（ 5）系统设计、安装、调试方便；（ 6）维修方便，维修工作量小；（ 7）投产周期及成本比较低。 本设计 基于 一个 恒温控制监控系统，达到温度的实时控制与显示。 该系统克服传统的位式调节器和 节器超调大的缺点 ,充分发挥制灵活、编程方便、适应性强 和 实时显示 的优点 ,提高了控制的精确度 。而且该系统操作简单、工作稳定可靠、实用性强并有良好的组态监控界面 ,能远程控制，适应了当前现代化工业的需要 ,适用范围广 ,其经济效益很好。 在工业生产中 ,常用闭环控制方式控制温度、流量等连续变化的模拟量 ,制是常见的一种控制方式。在使用模拟量控制器的模拟控制系统和使用计算机 (包括 数字控制系统中得到了广泛的应用。可编程序控制器 (以微处理器为基础 ,综合了计算机技术、控制技术、通讯技术 等高新技术，可以 构成不同的控制系统 ,将模拟量输入输出控制和现代控制方法融为一体 ,实现智能控制、闭环控制、多控制功能一体的综合控制系统。本文针对恒温水箱温控系统的要求 ,以 温度控制系统的核心 ,利用 制算法实现系统的恒温控制。 1 吉顺平，孙承志，路明，等西门子 工业网 络技术 M北京：机械工业出版社， 2008. 2 梁森，欧阳三泰，王侃夫 . 自动检测技术及应用 M械工业出版社， 2008. 3 张洪润，张亚凡， M华大学出版社， 2008. 4 严盈富，罗海平，吴海勤 . 监控组态软件与 门 民邮电出版社， 5 居里 . 分析电力工业中的新型红外温度传感器 J. 中国光学期 23):146 宿元斌 . 数字温度传感器 其应用 J2006,(04):26 4 7 徐兴建，高峰 . 基于 数字温度传感器的温度控制系统 J2010(09)： 238 汪国平 . 浅谈传感器技术在机电一体化中的应用 J2011,（ 05） :109 张华平 . 用技术及应用中注意的问题 J011， (21):1510 张月异 . 术应用专业课程教学改革初探 J理论版， 2011,(08)： 1211 王俊 . 可编 程序控制器 _J2010,(08):2412 李梅 , 冯健雨 . 机械手自动控制装置中的应用分析 J2004， 31（ 3）： 3613 陆贵友 . 电加载机械传动试验台的设计 1999,29（ 3）： 10014 温箱的设计： 15 机 械 毕 业 设 计 ( 恒 温 箱 控 制 系 统 设 计 ) ：16 ( 李 永 忠 ) 恒 温 箱 制 系 统 的 设 计 : 17 用系统设计及实例 : 18 温度传感器： 19 基于 阻炉温度控制系统： 20 基于 智能温度控制器的研究 : 、设计（论文）的内容 1. 研究目的 温度控制对象，在工业控制过程中，是相当重要的控制对象，因为温度直接的影响到了燃烧、化学反应、发酵、烘烤、蒸馏、浓度，结晶以及空气流动等物理的和化学的变化过程。 温度控制的不好很有可能引起严重的安全事故，产品质量和产量等一系列的问题。温度控制是许多设备的重要的构成部分，它的功能是将温度控制在所需要的温度范围内，以利于进行工件的加工与处理。不论是在生活中还是在工业生产过程中，温度的变化对生活、生产的某些细节环节都会造成不同程度的影响，所以适时地对温度进行控制具有重要的意义。 2. 主要内容及技术 本次设计是基于 箱恒温控制系统，通过可编程控制器控制，让水箱中的水保持恒定值。首先要通过 电阻来检测水温，并把检测到的温度与设定值进行比较，将其偏差值经过 算后控制双向晶闸管的导通角，调节加热丝的功率，从而使实际温度迅速接近给定值温度。 水箱水温设定控制温度 、 室温等因素影响。 3. 研究方法 本次设计恒温箱将基于 计完成。恒温系统要求通过冷热水的各自流通来控制恒温箱内的温度在 20 80之间的某个设定数值。两个数码显示管分别用于显示设定温度及显示测试温度。当水温低于设定值时，报警并采用电加热升温。当水温高于设定值时，报警并启动冷却水泵使水流经冷却器向恒温箱供水降温。 由此系统总体设计由控制部分，电源部分，按键部分，温度测量部分，显 示部分，加热装置，状态指示灯部分，水泵部分，报警部分组成。基本组成框图如图所示。 6 系统模块框图 4. 预期成果 第一、开通电源，状态指示灯 1 亮。 第二、通过按键键入设定温度，数码显示管 1 显示设定温度。 第三、数码显示管 2 显示恒温箱内的实时温度。 第四、当数码显示管 2 上显示的温度低于键盘显示板 1 上的设定温度时，蜂鸣器报警。加热装置加热。水泵 2 开始运行，状态指示灯 3 亮，水泵 2 抽取储水箱 2 中的热水注入恒温箱的第二组金属管，同时储水箱 3 中的第二组金属管端口有水流出。 第五、当数码显示管 2 所显示的温度等于数码显 示管 1 的设定温度时，蜂鸣器停止报警，加热装置停止工作，水泵 2 停止工作，状态指示灯 3 熄灭。 第六、当数码显示管 2 上显示的温度高于数码显示管 1 上的设定温度时，蜂鸣器报警，水泵 1 开始运行，状态指示灯 2 亮。水泵 1 抽取储水箱1 中的冷水注入恒温箱的第一组金属管，同时储水箱 3 中的第一组金属管端口有水流出。 第七、当数码显示管 2 所显示的温度等于数码显示管 1 的设定温度时，蜂鸣器停止报警，水泵 1 停止工作，状态指示灯 2 熄灭。 7 为毕业设计的系统模块） 根据上文我们要实现的恒温箱功能可知，控制器主要用于对按键信号和温度检测信号的