基于PLC和组态王的温度控制
摘要
随着科学技术的持续发展，如今PLC控制技术得到快速普及应用。本文以锅炉为研究对象，以锅炉出口水温为主控参数，以炉膛内部水温和加热炉电阻丝电压为副控参数，结合PLC控制技术和组态王软件，介绍一种适用于锅炉温度控制的基于PLC和组态王的控制系统设计方案。具体设计中采用PID算法，结合PLC梯形图编程语言进行系统编程设计，保障温度控制系统对锅炉温度自动化控制效果。整体温度控制系统主要包括硬件、软件以及组态画面三部分内容，其中硬件设计主要包括PLC硬件选型及配置、系统总体设计与电气连接图两部分内容；软件设计主要由计算机与PLC通信、温度控制程序设计两部分组成；组态画面设计则分为组态变量构建及设备连接、创建组态画面两部分。在完成温度控制系统设计后，为验证系统可行性，还需要对系统实施测试，通过测试确认设计系统的可行性。
关键词：PLC;组态王;温度控制;PID算法;梯形图编程语言
目录
TOC\o1-3\h\z\u第一章 前言 1
第二章 相关理论概念 2
2.1PLC的工作原理及特点 2
2.1.1PLC的工作原理 2
2.1.2PLC的分类及特点 3
2.1.3PLC控制系统的设计步骤 4
2.2组态软件的特点及仿真方法 4
2.3锅炉温度控制原理及技术需求 5
第三章基于PLC的温度控制系统硬件设计 6
3.1PLC硬件选型及配置 6
3.1.1PLC选型 6
3.1.2CPU选型 6
3.1.3模拟量输入/输出模块 6
3.1.4热电式传感器 6
3.1.5可控硅加热装置 6
3.2系统总体设计与电气连接图 7
3.2.1系统总体设计架构 7
3.2.2PLC控制器设计 8
3.2.3PID控制及参数调整 8
第四章基于PLC的温度控制系统软件 11
4.1计算机与PLC通信 11
4.2温度控制程序设计 11
4.2.1程序设计思路 11
4.2.2PID指令向导 11
4.2.3温度控制程序 12
第五章基于组态王的温度控制系统画面设计 14
5.1组态变量构建及设备连接 14
5.2创建组态画面 16
第六章系统测试 19
第七章结论 21
参考文献 22
致谢 23
前言
自PLC技术出现以来，由于其具有通用性强、适用性广、可靠性高、编程简单方便等特点，使得其在出现后得到快速普及和应用，尤其是在工业自动化控制领域，PLC技术表现出极为明显的技术优势。综合分析PLC技术应用及发展进程，结合未来工业自动化、智能化发展趋势，可以确定未来工业自动化领域中PLC技术所表现出的作用及价值将会得到进一步凸显，因而应做好相关研究分析。
本文以锅炉为研究对象，以锅炉出口水温为主控参数，以炉膛内部水温和加热炉电阻丝电压为副控参数，结合PLC控制技术和组态王软件，介绍一种适用于锅炉温度控制的基于PLC和组态王的控制系统设计方案，最终目的在于实现锅炉温度自动化控制。
电热锅炉的应用领域较为广泛，但无论是在何种领域，电热锅炉的温度控制性能均会直接影响其应用成效。当前常用的电热锅炉温度控制系统大多采用以微处理器为核心的计算机控制技术，相关控制技术可有效提高电热锅炉温度自动化控制水平以及控制精度。但综合分析后可发现，现有研究中电热锅炉所采用的温度控制系统总体结构较为复杂，实际设计开发以及应用操作难度较大，不利于广泛普及应用。针对此种情况，将PLC技术与组态软件相结合，设计一种适用于锅炉温度控制的控制方案，对现有研究进行补充完善，将具有一定的理论意义和现实意义。
相关理论概念
2.1PLC的工作原理及特点
2.1.1PLC的工作原理
现阶段，PLC一般由CPU模块、I/O模块、内存模块、电源模块、底板以及机架等部分共同组成。
（1）CPU模块是PLC的核心，其可以根据PLC程序，通过数据扫描的方式采集现场输入装置反馈的数据及状态信息，并将相关数据信息存储至寄存器中[1]。同时，CPU模块还可以自动诊断PLC内部电源的运行状态以及编程软件的语法错误等。现有的CPU模块主要由运算器、寄存器、控制器以及实现数据通信的总线、外围芯片及相关电路共同组成。在具体应用中，CPU的运行速度及内存容量将会直接影响到PLC的综合工作效果，所以在设计中必须要结合需求合理选择CPU参数，进而确定PLC选型。
（2）I/O模块中集成了PLC的I/O电路，而I/O电路是PLC与电气回路的接口，其中输入暂存器可以有效反映输入信息状态；输出点反