基于PLC控制的加热炉温度控制系统设计

摘要

温度控制系统广泛应用于工业控制领域，如钢铁厂、化工厂、火电厂等锅炉的温度控制系统，电焊机的温度控制系统等。加热炉温度控制在许多领域中得到广泛的应用。这方面的应用大多是基于单片机进行PID 控制, 然而单片机控制的DDC 系统软硬件设计较为复杂, 特别是涉及到逻辑控制方面更不是其长处, 然而PLC 在这方面却是公认的最佳选择。加热炉温度是一个大惯性系统，一般采用PID调节进行控制。随着PLC功能的扩充在许多PLC 控制器中都扩充了PID 控制功能, 因此在逻辑控制与PID控制混合的应用场所中采用PLC控制是较为合理的。本设计是利用西门子S7-300PLC控制加热炉温度的控制系统。首先介绍了温度控制系统的工作原理和系统的组成，然后介绍了西门子S7-300PLC和系统硬件及软件的具体设计过程。

关键词：西门子S7-300PLC，PID，温度传感器，固态继电器

The application of Siemens S7-300 in temperature control

Abstract

....

Key words：Siemens S7-300 PLC，PID，temperature pickup, solid state relay 

目录

摘要I

AbstractII

第一章  引言1

1.1系统设计背景1

1.2系统工作原理1

1.3系统设计目标及技术要求2

1.4技术综述2

第二章 系统设计4

2.1控制原理与数学模型4

2.1.1PID控制原理4

2.1.2掌握S7-300PLC的PID指令及应用方法8

2.1.3PID指令的使用注意事项13

2.2采样信号和控制量分析14

2.3系统组成15

第三章   硬件设计16

3.1 PLC的基本概念16

3.1.1模块式PLC的基本结构16

3.1.2 PLC的特点18

3.1.3PLC的应用领域19

3.2 PLC的工作原理22

3.2.1逻辑运算22

3.2.2 PLC的循环处理过程23

3.2.3用户程序的执行过程25

3.3 S7-300简介25

3.3.1数字量输入模块26

3.3.2 数字量输出模块26

3.3.3数字量输入/输出模块27

3.3.4模拟量输入模块28

3.3.5模拟量输出模块30

3.3.6 S7-300的其他模块31

3.4温度传感器32

3.5固态继电器34

第四章 软件设计38

4.1STEP7编程软件简介38

4.1.1STEP7概述38

4.1.2STEP 7的硬件接口38

4.1.3 STEP 7的编程功能38

4.1.4 STEP 7的硬件组态与诊断功能39

4.2 STEP7项目的创建40

4.2.1使用向导创建项目40

4.2.2直接创建项目42

4.2.3硬件组态与参数设置43

4.3用变量表调试程序51

4.3.1系统调试的基本步骤51

4.3.2 变量表的基本功能52

4.3.3变量表的生成53

4.3.4 变量表的使用54

4.4 S7-300的编程语言55

4.4.1PLC编程语言的国际标准55

4.4.2STEP7中的编程技术56

结束语61

参考文献62

附录63

致谢65