本站原创
摘 要：本文从整体上分析和研究了控制系统的硬件配置、电路图的设计、程序设计、控制对象数学模型的建立、人机界面的设计等，并基于西门子可编程控制器和组态软件开发了温度控制系统，实现了控制系统的实时监控、数据的实时采样与处理。实验证明，此系统具有快、准、稳等优点，在工业温度控制领域能够广泛应用。
关键词：温度控制；可编程控制器；人机界面；组态王
：B
1 概述
温度控制在电子、冶金、机械等工业领域应用非常广泛。特别是随着计算机技术的发展，对温度控制的要求也越来越趋向于智能化、自适应、参数自整控制等方向发展。
可编程控制器是一种应用很广泛的自动控制装置，plc 不仅具有传统继电器控制系统的控制功能，而且能扩展输入输出模块，特别是可以扩展一些智能控制模块，构成不同的控制系统，将模拟量输入输出控制和现代控制方法融为一体，实现智能控制、闭环控制、多控制功能一体的综合控制。具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点，在传统工业的现代化改造中发挥越来越重要的作用，尤其适合温度控制的要求。
控制器的设计是基于模型控制设计过程中最重要的一步。首先要根据受控对象的数学模型和它的各特性以及设计要求，确定控制器的结构以及和受控对象的连接方式。然后根据所要求的性能指标确定控制器的参数值。
本温度控制系统中，传感器（电热偶）将检测到的温度信号转换成电压信号经过温度模块后，与设定温度值进行比较，得到偏差，此偏差送入PLC控制器按PID算法进行修正，返回对应工况下的固态继电器导通时间，调节电热丝的有效加热功率，从而实现对炉子的温度控制。控制系统结构图如图1所示。
参考文献
努尔哈孜·朱玛力.可编程序控制器在电炉温度控制系统中应用的研究[J].新疆大学学报，2006，13（2）：267-268.
黄柱深，黄超麟.基于PLC的高精度温度控制系统[J].机电工程技术，2006，10（2）：123-125.
[3]Chotai A，Young P·C. Self-adaptive design of a nonlinear temperature control system[J].IEE Proceedings of Control Theory and Applications， 2002，1（138）：41-49.
[4]徐亚飞，刘官敏，高国章. 温箱温度PID与预测控制[J].武汉理工大学学报，2004，
[5]曾贵娥，邱丽，朱学峰.PID控制器参数整定方法的仿真与实验研究[J].石油化工自动化，2005，7（4）：89-91.
关键词：温度控制；可编程控制器；人机界面；组态王
：B
1 概述
温度控制在电子、冶金、机械等工业领域应用非常广泛。特别是随着计算机技术的发展，对温度控制的要求也越来越趋向于智能化、自适应、参数自整控制等方向发展。
可编程控制器是一种应用很广泛的自动控制装置，plc 不仅具有传统继电器控制系统的控制功能，而且能扩展输入输出模块，特别是可以扩展一些智能控制模块，构成不同的控制系统，将模拟量输入输出控制和现代控制方法融为一体，实现智能控制、闭环控制、多控制功能一体的综合控制。具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点，在传统工业的现代化改造中发挥越来越重要的作用，尤其适合温度控制的要求。
2 系统设计及模型建立
本论文通过德国西门子公司的S7-200系列PLC控制器，温度传感器将检测到的实际炉温转化为电压信号，经过模拟量输入模块转换成数字量信号并送到PLC中进行PID调节，PID控制器输出量转化成占空比，通过固态继电器控制炉子加热的通断来实现对炉子温度的控制。同时利用亚控公司的组态软件“组态王”设计一个人机界面（HMI），通过串行口与可编程控制器通信，对控制系统进行全面监控，从而使用户操作更方便。总体上包括的技术路线：硬件设计、软件编程、参数整定等。控制器的设计是基于模型控制设计过程中最重要的一步。首先要根据受控对象的数学模型和它的各特性以及设计要求，确定控制器的结构以及和受控对象的连接方式。然后根据所要求的性能指标确定控制器的参数值。
本温度控制系统中，传感器（电热偶）将检测到的温度信号转换成电压信号经过温度模块后，与设定温度值进行比较，得到偏差，此偏差送入PLC控制器按PID算法进行修正，返回对应工况下的固态继电器导通时间，调节电热丝的有效加热功率，从而实现对炉子的温度控制。控制系统结构图如图1所示。
3 硬件设计
系统选用PLC CPU226为控制器，K型热电偶将检测到的实际炉温转化为电压信号，经过EM231模拟量输入模块转换成数字量信号并送到PLC中进行PID调节，PID控制器输出量转化成占空比，通过固态继电器控制炉子加热的通断来实现对炉子温度的控制。PLC和HMI相连接，实现了系统的实时监控。整个系统硬件框架图如图2所示。4 程序设计
PLC运行时，通过特殊继电器0.0产生初始化脉冲进行初始化，将温度设定值，PID参数值等，存入有关的数据寄存器，使定时器复位；按启动按钮，系统开始温度采样，采样周期为10秒；K型热电偶传感器把所测量的温度进行标准量转换（0-41毫伏）；模拟量输入通道AIW0通过读入0-41毫伏的模拟电压量送入PLC；经过程序计算后得出实际测量的温度T，将T和温度设定值比较，根据偏差计算调整量，发出调节命令。控制程序流程图如图3所示。参考文献
努尔哈孜·朱玛力.可编程序控制器在电炉温度控制系统中应用的研究[J].新疆大学学报，2006，13（2）：267-268.
黄柱深，黄超麟.基于PLC的高精度温度控制系统[J].机电工程技术，2006，10（2）：123-125.
[3]Chotai A，Young P·C. Self-adaptive design of a nonlinear temperature control system[J].IEE Proceedings of Control Theory and Applications， 2002，1（138）：41-49.
[4]徐亚飞，刘官敏，高国章. 温箱温度PID与预测控制[J].武汉理工大学学报，2004，
摘自：毕业论文 格式www.udooo.com
28（4）：554-557.[5]曾贵娥，邱丽，朱学峰.PID控制器参数整定方法的仿真与实验研究[J].石油化工自动化，2005，7（4）：89-91.