基于Prodave和西门子PLC的炉温控制

下载后可任意编辑 摘 要 本设计能实现电热炉的恒温控制，文中详细介绍了PID算法的原理以及PLC、VB等硬、软件的特性。在程序中利用PID算法对固态继电器输出占空比进行控制，铂电阻可进行温度采集并将采集到的温度数据和设定的温度值（目标温度值）进行比较，将比较结果输入到PID算式中，根据PID算式的输出结果来控制固态继电器的“通”、“断”，实现VB平台的上位机监控。 PLC是一种具有较高性价比的工业现场设备，本设计使用了西门子公司S7-200系列的PLC，CPU221模块、模拟量EM231模块。 在VB窗体中，可以进行PID参数设定，我们可以看到温度变化的动态曲线图和设定温度的曲线，这两条线就能表现出很多现场信息，从而对PID参数进行优化整定，得到几组较好反映理想二次振荡曲线的数据，这几组数据使控制过程更加灵活、准确，从而使本系统适应不同的工业现场环境。 关键词：PLC；VB；PID算法；Prodave； Abstract This design can achieve temperature control of the electric furnace, this paper describes the theory of PID algorithm and the features of PLC, VB hard, Software. PID algorithm is used to control the solid-state relay in the program. Platinum resistance collect temperature and compare the real temperature data with the temperature which is set (target temperature). And then give the results to PID algorithm, based on the output of PID algorithm, solid-state relay is controlled by the result of the “links“ “broken“, and monitor VB plat PC. PLC is a industrial equipment which is a high cost perance, This design uses PLC of Siemens S7-200 series, CPU221 module, Analog EM231 module. In VB , the PID parameters can be set and it can be seen in the curves which discribe the dynamic changes of temperature and the curve of temperature setting. Showed lots of scene ination, these two lines can optimize PID parameters, and then receive data which can reflect ideal quadratic curve oscillation . The data made the control process more flexible, accurate, so this system can be adapt to the different industrial environment. KEY WORDS：PLC；VB；PID Algorithm；Prodave； 目 录 1绪 论1 1.1本课题的讨论意义及背景1 1.2本课题的讨论内容1 2基于Prodave和西门子PLC的炉温控制的设计方案2 2.1设计方案2 2.2PID算法的描述2 3西门子S7-200系列PLC及相关硬件7 3.1PLC的介绍7 3.1.1PLC的历史及展望7 3.1.2典型的PLC产品9 3.2西门子S7-200系列PLC10 3.2.1西门子S7-200系列PLC CPU221模块11 3.2.2西门子S7-200系列PLC EM231模块13 3.3变送器介绍14 3.4固态继电器15 3.5铂电阻Pt10016 4PLC与VB的通信18 4.1S7-200系列PLC监控的主要方法18 4.2用Prodave软件包实现通信连接18 5基于Microsoft Visual Basic 6.0的程序设计20 5.1Visual Basic 6.0的进展20 5.2界面设计20 5.2.1窗体设计21 5.2.2添加控件22 5.3程序设计24 6硬件连接及软件测试27 6.1初步测试及硬件连接27 6.2完成测试28 7结论29 8致谢30 9参考文献31 附录A 日文原文32 附录B 中文翻译43 附录C 程序源代码50 71 下载后可任意编辑 1 绪 论 1.1 本课题的讨论意义及背景 随着IT产业的进步及因特网的进展，传统工业控制所使用之PLC控制器，具有高度的稳定性及抗噪声的特性且配线容易及价格便宜，因此被大量应用在自动化的场所，已由单机操作朝向网络控制化进展，本文在探讨PLC在温度控制中的应用，使PC基于RS-232通讯协议控制PLC，并通过VB程序语言，达到远程控制及网络自动化控制的功能。 1.2 本课题的讨论内容 利用VB编程和PLC平台和上位微机的WINDOWS应用软件进行电热炉的温度控制。温度控制的思想是通过VB编程先把当前温度采集回来，采集到的温度与设定的温度进行比较，通过PID算法来控制输出。将输出结果送入PLC中，最终来控制电热炉。 2 基于Prodave和西门子PLC的炉温控制的设计方案 2.1 设计方案 概述，本设计要由西门子PLC和VB程序来实现电热炉温度的自动控制，由铂电阻Pt100采集现场温度，送给PLC模拟量模块中，再送给VB程序，然后实际温度和设定的温度进行对比，根据表较的结果来控制输出，由PLC来控制电源的通断。 1、温度采集 将铂电阻Pt100放到电热炉中，采集到一个电压信号，然后通过变送器转化成标准电信号送入PLC（模拟量模块）中，PLC和Windows用P