PLC定型机温度控制系统

1、辽 宁 工 业 大 学 PLC技术及应用 课程设计（论文）题目： PLC控制的定型机温度检测系统 院（系）： 电气工程学院 专业班级： 自动化083 学 号： 080302063 学生姓名： 张文嵩 指导教师： （签字）起止时间： 课程设计（论文）任务及评语院（系）：电气工程学院 教研室： 学 号080302063学生姓名张文嵩专业班级自动化083课程设计题目PLC控制的定型机温度检测系统课程设计（论文）任务课题完成的功能、设计任务及要求、技术参数实现功能：以印染定型机烘房温度检测为对象，设计一个PLC控制的定型机温度检测系统。该系统实现的功能如下：1、系统每隔30s采集一次烘房温温，以中断方

2、式读取；2、当温度达到180时，红色指示灯常亮，低于100时, 红色指示灯闪烁， 温度在100180之间，绿色指示灯亮。3、正常情况下，系统循环显示采集的温度值，显示器由3位LED显示器构成。设计任务及要求：1、根据系统功能，确定总体控制方案（包括设计系统组成框图，分析各部分的作用）2、分析系统的功能与任务，确定输入输出信号和类型，选择PLC型号和扩展模块。2、建立I/O分配表，完成PLC与输入/输出信号的的外部接线；3、按系统的控制要求，用梯形图设计程序；4、上机调试、完善程序；5、按学校规定格式，撰写、打印设计说明书一份；设计说明书应在4000字以上。技术参数：温度范围0+200；检测精度

3、为±1。显示精度±1。进度计划1、 布置任务，查阅资料，确定系统的组成（2天）2、 建立I/O分配，完成外部接线设计（1天）3、 按系统的控制要求，完成梯形图设计（2天）4、 上机调试、修改程序（2天）5、 撰写、打印设计说明书（2天） 6、答辩（1天）指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算 摘 要PLC是一类可编程逻辑控制器，这一系列产品可以满足多种多样的自动化控制需要。由于具有紧凑的设计、良好的扩展性、低廉的价格及强大的指令，使得S7-200可以近乎完美地满足小规模

4、的控制要求。此外，丰富的CPU类型和电压等级使其在解决用户的工业自动化问题时，具有很强的适应性。在以PLC控制为核心，印染定型机为被控对象，温度传感器为检测器，实现系统每隔30s采集一次烘房温温，以中断方式读取；当温度达到180时，红色指示灯常亮，低于100时, 红色指示灯闪烁，温度在100180之间，绿色指示灯亮；系统循环显示采集的温度值，显示在3位LED显示器上。文章介绍了基于S7-200温度检测系统实现以上要求。关键字；PLC; 西门子；梯形图目 录第1章 绪论1第2章 课程设计的方案22.1 概述22.2 系统组成总体结构2第3章 硬件设计33.1 I/O分配33.2 模块编址43.3

5、 PLC的选择53.4 温度传感器的选择53.5 定型机温度检测系统硬件电路原理图设计6第4章 软件设计74.1 PLC设计流程图74.1程序流程图74.2 Plc程序梯形图84.3 中断程序图10第5章 课程设计总结11参考文献12第1章 绪论PLC是早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种采用微型计算机技术的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称

6、混淆，所以将可编程序控制器简称PLC,plc自1969年美国数据设备公司（DEC）研制出现，现行美国，日本，德国的可编程序控制器质量优良，功能强大。定型机是用于工业制造定型用的机器，定型机按种类可分为： 鞋面定型机 袜子定型机 面料定型机 印染工序在纺织产品生产中占有重要地位，印染定了纺织量直接决定织品的色泽，外观，甚至还影响纺织品的生产成本。在印染工序中，影响印染的因素主要有印染液浓度，温度，液位等，其中温度控制是重要而又复杂的控制过程。印染过程实际上是执行由工艺人员针对不同织物的一条温度曲线，每个工艺对印染温度，升降温过程都有严格要求，否则容易使织物产生色差，缸差，条痕疵点，造成复印染率上

7、升，生产成本的增加。针对印染过程温度控制的复杂性，设计了基于PLC的印染定型机温度控制系统，实现对印染过程温度的控制，从而减少织物疵点，提高生产效率，降低生产成本。第2章 课程设计的方案2.1 概述温度控制系统的要求：将系统每隔30s采集一次烘房温温，以中断方式读取被控系统的温度控制在100度-180度之间，当温度低于100度或高于180度时， 系统设置一个启动按纽-启动控制程序，设置绿，红2个指示灯来指示温度状态。被控温度在要求范围内，绿灯亮，表示系统运行正常。LED显示正常的温度值。按启动按钮，控制系统投入运行。采样时间到，则将待测的温度值读入PLC，若温度在100180之间，则说明温度正

8、常，等待下一次采样。绿灯亮若温度小于100红灯闪烁；若温度大于180红灯亮设计PLC程序完成该温度控制。2.2 系统组成总体结构硬件组成：S7-200（CPU224）、模拟量输入扩展模块EM231、3个LED显示器、温度传感器、2个指示灯。作原理：由温度传感器对系统温度进行检测，并完成信号标准化、变送功能，由模拟量输入扩展模块将信号输入到PLC中。PLC执行控制功能。2.2系统总体结构图第3章 硬件设计3.1 I/O分配本设计采用西门子公司推出的 S7-200 PLC 作为现场控制器，选用CPU224主机模块，主机模块集成14输入/10输出，I/O共计24点。系统共有开关量输入2个、开关量输出

9、9个；模拟量输入点1个。参照西门子S7-200产品目录及市场实际价格，选用主机为CPU224，再扩展一个模拟量模块EM23（4AI）。这样的配置是最经济的，表3.1I/O分配表模块号地址编号信号名称说明 CPU224I0.0总启动开关按钮I0.1LED百位器按钮I0.2LED十位器按钮I0.3LED个位器按钮Q0.1红灯“1”有效，高温指示灯Q0.2绿灯“1”有效，正常指示灯 EM231 AIW0温度传感器1输入电压值3.2 模块编址主单元CPU224和模拟量单元EM231的连接图，和I/O的分配图图3.2模块的图主机I/O模块1 I/OI0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6

10、I0.7I1.0I1.1I1.2I1.3I1.4I1.5QB0AIW0AIW2AIW4AIW6Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7Q1.0Q1.1表3.3模块I/O分配图3.3 PLC的选择本设计采用德国西门子公司生产的CPU224小型PLC来实现整个系统的控制。西门子S7-200系列PLC是西门子公司20世纪90年代推出的整体式小型可编程控制器，开始被称为CPU21X，后被称为CPU22X。其结构紧凑、功能强，具有很高的性能价格比，在中小规模控制系统中应用广泛。在此设计中我们选择S7-200 CPU224，它具有14输入/10输出，I/O共计24点。存储容量大，有

11、7个扩展模块，有内置时钟，有更强的模拟量和高速计数处理能力图3.3 S7-200CPU224图3.4 温度传感器的选择为了测量印染定型机烘房温度，以达到满意的控制效果。选择温度传感器烘房温度测量在自动控制系统中，测控结果的成败，在很大程度上取决于传感器的选择是否合理。作为PLC测控系统前向通道的关键部件，在选择传感器时应考虑以下几个方面：根据测控对象与环境确定传感器的类型；传感器的灵敏度、频率响应特性：线性范围、稳定性以及精度的选择、性能与价格。系统的温度信号的检测采用铂电阻PT100，PT100是铂热电阻，它的阻值会随着温度的变化而改变。PT后的100即表示它在0时阻值为100欧姆，在100

12、时它的阻值约为138.5欧姆。它的工业原理：当PT100在0摄氏度的时候他的阻值为100欧姆，它的的阻值会随着温度上升它的阻值是成匀速增涨的。铂电阻具有测量精度高、性能稳定可靠的特点，在工业上广泛用于-200+500之间的温度测量3.5 定型机温度检测系统硬件电路原理图设计定型机温度检测系统硬件电路CPU224，LED显示器和指示灯连接图。3.5连接原理图第4章 软件设计开始接通定时器30秒后重新开始计时开始脉冲连接中断当温度>=180LED显示红灯亮绿灯亮当温度>100当温度<100红灯闪YYY4.1 PLC设计流程图4.1程序流程图4.2 Plc程序梯形图4.1梯形图 4

13、.1梯形图（续）4.3 中断程序图4.2中断程序图第5章 课程设计总结可编程控制器(PLC)技术是一门实践性很强的专业课，可编程控制器技术在当今社会发展异常迅速，各生产厂家也推出了许多强大的新型PLC、各种特殊模块和通信联网器件，使可编程控制器成为集微机技术、自动化技术、通信技术于一体的通用工业控制装置，成为实现工业自动化的一种强有力的工具。 通过这次课程设计，我将以前上课时学到的PLC的基本编程方法进行了实践，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做课程设计以前，我们对掌握的技能都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序

14、下载到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。通过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。 通过这次课程设计，我了解了PLC基本逻辑指令的应用，理解了区间比较指令的应用范围，熟悉了编程的方法和技巧，知道怎样去设计一个PLC应用程序，也感觉得到了PLC在控制方面的巨大优势和潜力，同时也更增强了我学好PLC的决心和信心。 在这次课程设计的过程中，由于PLC编程软件存在一定的局限性,从而导致在把程序导入Word时发生了很大的困难,我们只能通过屏幕捕捉、图形剪切，最后才能完整的把所要求的程序写在Word里，如果有更好的编程软件,相信我们会把PLC学得更好,课程设计也会做得更有质量。 在这次课程设计中，我得到了老师和同学们的许多帮助，在此对他们表示感谢。参考文献1西门子公司. S7-200可编程控制器系统手册，20022袁任光可编程序控制器(PLC)应用技术与实列M华南理工大学出版社，20013胡绍林，孙国基过程监控技术及其应用.北京：国防工业出版社，2001：4万兰风.电子称重式皮带自动配煤控制系统.包钢科技，2003。5廉晓霞.电厂输煤系统皮带秤的改造及应用.中国仪器仪表，2003