电加热器控制系统毕业设计

摘要 在自动控制系统里， 温度控制系统是其重要的组成部分。 它一般由被控对象、 传感器、调节器和执行器等部分构成。不同的领域温度控制系统都有与其相互配 合的控制方案，根据不同共工艺和生产情况，采用不同的温度控制系统。 例如石 油、冶金、机械、食品、化工等各类工业生产中广泛使用的各种反应炉、加热炉 等加热设备，它们使用的燃料有煤气、天然气、电等不同加热材料，因此选用的 控制方案就不同。 由于温度控制系统的工艺过程比较复杂， 且受到各种因素影响， 具有很大不确定性， 这些控制系统必须使用更先进的控制技术和更合理的控制理 论。 本系统由 PLC、上位机构成了一个典型的温度集散控制系统。PLC作 为控制系统的大脑，上位机作为系统的监视系统。系统通过采集温度传感 器数据，再由 PLC进行PID运算，结果通过移相触发模块发送触发信号给可 控硅，从而可控硅控制电加热炉完成温度控制，本文首先阐述系统的背景 与意义；其次简述了系统的组成；然后介绍了系统的硬件；最后设计了系 统的软件部分。 关键词：温度控制系统集散控制系统PLCPID可控硅 I ABSTRACTABSTRACT In the automatic control system, the temperature control system is an important part of the system. It is generally composed of the controlled object, sensor, regulator and actuator. Different temperature control systems have the different control scheme and the different temperature control system is based on the different technology and production situation. For example, petroleum, metallurgy, machinery, food, chemical etc. All kinds of industrial production is widely used in various reaction furnace, heating furnace and other heating equipment,the fuel they used is coal gas, natural gas, electricity and other different heating materials. Therefore, the selection of control scheme is different. The temperature control system of the processis very complex and is affected by various factors,so it has a lot of uncertainty, the control system must use the more advanced control technology and the more reasonable control theory. This system is composed of PLC and PC, which constitutes a typical temperature distributing control system. PLC is used as the brain of the control system, PC is used as a surveillance system. The system is by collecting the data from the temperature sensor , and then the PLC works out through the PID operation, the results by means of phase shift trigger module to send a trigger signal to a controllable silicon, and silicon controlled rectifier control the electric heating furnace to accomplish the temperature control. Firstly,this paper expounds the background and significance of the system; Secondly, the composition of the system will be briefly introduced;then the paper explains the design of the hardware of the system. Finally, i also designs the software of the system. KeywordsKeywords：temperature control system; distributed control system ; PID; PLC; SCR II 目录 摘要I ABSTRACT.II 1 绪 论 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 1 1.4 技术综述 2 1.5 本章小结 3 2系统设计.4 2.1 PID 控制原理.4 2.1.1 比例（P）控制4 2.1.2 积分（I）控制4 2.1.3 微分（D）控制4 2.2 编址表和系统结构 4 2.2.1 编址表.4 2.2.2 系统结构.5 2.2.3 系统设计思路.6 2.3 本章小结 6 3硬件设计.7 3.1 PLC 的基本概念.7 3.1.1 PLC 的基本结构组成 .7 3.1.2 PLC 的特点 .7 3.2 PLC 的工作原理.7 3.2.1 输入采样阶段.7 3.2.2 用户程序执行阶段.8 3.2.3 输出刷新阶段.8 3.3 S7-200PLC 简介 .8 3.3.1 CPU224 主要技术性能 9 3.3.2 数字量输入模块.9 3.3.3 数字量输出模块.9 3.3.4 模拟量输入模块10 3.3.5 模拟量输出模块10 3.3.6 模拟量输入和输出混合扩展模板10 3.4 其他硬件 .11 3.4.1 周波控制器 11 3.4.2 周波控制器的特点12 3.4.3 温度传感器12 3.4.4 电加热炉15 3.5 硬件接线图 .16 3.6 本章小结17 4软件设计18 4.1 PLC 控制软件设计18 4.1.1 STEP7 编程软件简介 18 4.1.2 PLC 程序设计流程图 19 4.1.3 PID 控制程序设计 20 4.1.4 回路输入输出的数值转换方法23 4.1.5 PL