基于PLC的混合液体温度控制系统的设计

安徽三联学院毕业论文 本科毕业论文（设计、创作）题 目： 基于PLC的混合液体温度控制系统的设计学生姓名： 宋道明 学号： 130102189所在系院： 电子电气工程学院专业： 电气工程及其自动化 入学时间： 2013 年 9 月指导教师1： 朱云云 职称/学位：助教/学士 指导教师2： 王洪海 职称/学位：副教授/硕士 _导师所在单位： 安徽三联学院 完成时间： 2017 年 5 月安徽三联学院教务处 制基于PLC的混合液体温度控制系统的设计摘要：在炼油、化工、制药等行业中，多种液体混合是必不可少的程序，而且也是其生产过程中十分重要的组成部分。但由于这些行业中多为易燃易爆、有毒有腐蚀性的介质，以致现场工作环境十分恶劣，不适合人工现场操作。另外，生产要求该系统要求对混合液体的温度控制是非常的重要的，这也是人工操作和半自动化控制所难以实现的。所以为了帮助相关行业，特别是其中的中小型企业实现多种液体控制温度的目的,液合液体温度控制程序就显得尤为重要。 本文通过对合液体温度控的系统进行设计能更好的应用在化工和制药的企业中去，plc功能是非常的重要的对于实现自动控制是非常的好的，所以对于混合液体的温度的控制非常的实用。关键词:PLC;混合液；温度设计；控制系统Design of hybrid liquid temperature control system based on PLCAbstract: in the oil refining, chemical, pharmaceutical and other industries, a variety of liquid mixing is an essential procedure, but also a very important part of its production process. However, due to these industries are flammable and explosive, toxic corrosive medium, so that the working environment is very poor, is not suitable for manual operation. In addition, the production requirements of the system requirements for mixed liquid temperature control is very important, which is also difficult to achieve manual and semi-automatic control. Therefore, in order to help the relevant industries, especially small and medium enterprises to achieve a variety of liquid temperature control purposes, liquid liquid temperature control procedures are particularly important.This application can design better in pharmaceutical and chemical enterprise to go through the system to control the temperature of the liquid, the PLC function is very important for the realization of automatic control is very good, so the control for the temperature of liquid mixture is very practical.Key words: PLC; mixture; temperature control; control system1绪论11.1 概论11.2 设计的目的及意义11.3 实验设计的内容12 系统总体方案设计2 2.1 系统硬件配置及组成原理22.1.1 PLC型号的选择22.1.2 PLC CPU的选择22.1.3 EM235 模拟量输入/输出模块 32.1.4 传感器32.1.5 可控硅加热装置 42.1.6 系统组成原理图42.3 系统接线图设计63 控制系统设计63.1 控制程序流程图设计 63.1.1 主程序73.1.2 子程序73.1.3 中断程序83.2 控制系统控制程序的开发83.2.1 温度设定93.2.2 A/D转换功能模块的控制程序93.2.3 标度变换程序113.2.4 恒温控制程序（PID）设计123.2.5 数字触发器程序设计163.2.6 显示程序193.2.7 恒温指示程序203.2.8 报警程序204 上位监控系统设计214.1 PLC与上位监控软件通讯214.1.1 串行数据传送和并行数据传送214.1.2 异步方式与同步方式214.1.3 网络的通讯PPI协议 224.2 上位监控系统组态设计234.2.1 外部设备的定义 234.4.2 定义数据变量 234.2.3 数据类型234.3 实现的效果244.3.1 初次上电244.3.2启动244.3.3停止 254.3.4报警 25结束语26参考文献28辞谢30附录311绪论1.1概论 PLC一经出现，由于它的自动化程度高、可靠性好、设计周期短、使用和维护简便等独特优点，备受国内外工程技术人员和工业界厂商的极大关注，生产PLC的厂家云起。随着大规模集成电路和微处理器在PLC中的应用，使PLC的功能不断得到增强，产品得到飞速发展。 采用基于PLC的控制系统来取代原来由单片机、继电器等构成的控制系统，采用模块化结构，具有良好的可移植性和可维护性。对提高企业生产和管理自动水平有很大的帮助，同时又提高了生产线的效率、使用寿命和质量，减少了企业产品质量的波动，因此具有广阔的市场前景。用PLC进行开关量控制的实例很多，在冶金、机械、纺织、轻工、化工、铁路等行业几乎都需用到它，如灯光照明、机床电控、食品加工、印刷机械、电梯、自动化仓库、液体混合自动配料系统、生产流水线等方面的逻辑控制，都广泛应用PLC来取代传统的继电器控制。本次设计是将PLC用于多种液体混合灌装设臵的控制，对学习与实用是很好的结合。1.2设计的目的及意义在众多生产领域中，经常需要对贮槽、贮罐、水池等容器中的液体的温度进行监控，以往常采用传统的继电器接触控制，这种控制方式自动化程度不高，使用的硬件设备多，不易连接，可靠性差。目前已有许多企业采用先进控制器对传统控制器进行改造，大大提高了控制系统的可靠性和自控程度，为企业提供了更可靠的生产保障。温度的测量和控制对人类日常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。在许多场合，及时准确获得目标的温度、湿度信息是十分重要的。近年来，温湿度测控领域发展迅速，并且随着数字技术的发展，温湿度的测控芯片也相应的登上历史的舞台，能够在工业、农业等各领域中广泛使用，尤其是对混合液体的温度的控制尤其的重要。1.3实验设计的内容主要是利用PLC S7-200作为可编程控制器，系统采用PID控制算法，手动整定或自整定PID参数，实时计算控制量，控制加热装置，使加混合液体温度为为一定值，并能实现手动启动和停止，运行指示灯监控实时控制系统的运行，实时显示当前温度值。通过对混合液温度控制的设计，提高在电子工程设计和实际操作方面的综合能力，初步培养在完成工程项目中所应具备的基本素质和要求。培养团队精神，科学的、实事求是的工作方法，提高查阅资料、语言表达和理论联系实际的技能。2 系统总体方案设计 2.1 系统硬件配置及组成原理 2.1.1 PLC型号的选择本混合液温度控制系统采用德国西门子S7-200 PLC。S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。 2.1.2 CPU的选择S7-200 系列的PLC有CPU221、CPU222、CPU224、CPU226等类型。S7-200PLC 硬件系统的组成采用整体式加积木式，即主机中包括定数量的I/O端口，同时还可以扩展各种功能模块。S7-200PLC由基本单元（S7-200 CPU模块）、扩展单元、个人计算机（PC）或编程器，STEP 7-Micro/WIN编程软件及通信电缆等组成。本设计采用的是CUP226。它具有24输入/16输出共40个数字量I/O点。可连接7个扩展模块，最大扩展至248路数字量I/O点或35 路模拟量I/O点。26K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。用于较高要求的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。可完全适应于一些复杂的中小型控制系统。CPU226模块的I/O配置及四肢分配主机模块0模块1模块2模块3CPU2268IN4IN/4OUT4AI/1AQ4AI/1AQI0.0-I2.7/Q0.0-Q1,.7I3.0-I3.7I4.0/Q2.0AIW0/AQW0AIW8/AQW4I4.1/Q2.1AIW2AIW10I4.2/Q2.3AIW4AIW12I4.3/Q2.3AIW6AIW142.1.3 EM235 模拟量输入/输出模块 在温度控制系统中，传感器将检测到的温度转换成4-20mA的电流信号，系统需要配置模拟量的输入模块把电流信号转换成数字信号再送入PLC中进行处理。在这里我们选择西门子的EM235 模拟量输入/输出模块。EM235 模块具有4路模拟量输入/一路模拟量的输出。它允许S7-200连接微小的模拟量信号，80mV范围。用户必须用DIP开关来选择热电偶的类型，断线检查，测量单位，冷端补偿和开路故障方向：SW1SW3用于选择热电偶的类型，SW4没有使用，SW5用于选择断线检测方向，SW6用于选择是否进行断线检测，SW7用于选择测量方向，SW8用于选择是否进行冷端补偿。所有连到模块上的热电偶必须是相同类型。2.1.4 传感器的选择热电偶是一种感温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号。常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、应答误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。本论文采用的是K型热电阻。2.1.5 可控硅加热装置 对于要求保持恒温控制而不要温度记录的电阻炉采用带PID调节的数字式温度显示调节仪显示和调节温度，输出010mA作为直流信号输入控制可控硅电压调整器或触发板改变可控硅管导通角的大小来调节输出功率，完全可以满足要求，投入成本低，操作方便直观并且容易维护。温度测量与控制是热电偶采集信号通过PID温度调节器测量和输出010mA或420mA控制触发板控制可控硅导通角的大小，从而控制主回路加热元件电流大小，使电阻炉保持在设定的温度工作状态。可控硅温度控制器由主回路和控制回路组成。主回路是由可控硅，过电流保护快速熔断器、过电压保护RC和电阻炉的加热元件等部分组成。3. 硬件设计3.1.3.2 系统变量定义及I/O分配表 3.2.1 符号表序号符号地址注释1特殊标志位存储器1SM0.0CPU运行时，该位始终为12特殊标志位存储器2SM0.1首次扫描时该位为13双字变量存储器1VD104将实数0.4送入VD1044双字变量存储器2VD112将实数0.15送入VD1045双字变量存储器3VD116将实数0.1送入VD1046双字变量存储器4VD120将实数30.0送入VD1047双字变量存储器5VD124将实数0.0送入VD1048特殊标志位内存字节SMB34设置中断控制字节（SMB34=1009中断连接指令ATCH建立中断事件EVNT和程序INT10中断允许指令ENI条件成立时，允许所有中断事件11整数到双整数转换指令I_DI模拟量输入映像寄存器AIW0的值送入累加器AC012双整数到实数转换指令DI_R累加器AC0中的值转换后存入累加器AC013实数除法运算指令DIV_R累加器AC0中的值除以32000后再送入AC014回路指令PID根据TBL中的输入VB108和配置信息对LOOP执行PID循环15实数乘法指令MUL_R双字变量存储器VD108中的内容与32000相乘结果送入累加器AC016实数到双整数转换指令ROUND累加器AC0中的值转换后存入累加器AC017双整数到整数转换指令DI_I累加器AC0中的值转换后存入累加器AC0 3.2.2 I/O分配表输入信号输出信号名称地址名称地址脉冲输入I0.1启动按钮停止按钮启动指示灯Q0.1停止指示灯Q0.2正常运行指示灯Q0.3温度越上限报警指示灯Q0.4加热指示灯Q0.5 2.3 系统接线图设计 3.3 控制程序流程图设计 3.3.1 主程序运行PLC初始化运行指示SM0.1始终为1调用子程序03.3.2 子程序设定温度值导入PID设定参数值每100ms调用一次中断程序中断返回3.3.3 中断程序读入温度并转换把实际温度放入VD100调用PID命令物体的温度上升？ N Y 停止加热 继续加热输出PID值 3.2 控制系统控制程序的开发按照本系统设计任务的要求，严格要求控制系统需要实现恒温控制的功能，温度需要在（280700）范围内任意设定（X10-X21输入给定值），经过积分分离PID调节，实现恒温控制，同时并对实际温度进行实时LED数码显示，同时有恒温指示和断偶报警信号指示。故按要求特编写以下控制程序。（PLC指令见附录一，总程序见附录二）3.2.1 温度设定按照本设计系统所利用的是十键数字输入指令，并设定恒温给定值。故程序如图3-1所示。图3-1 读取温度给定当温度设定允许（X1=1）时，执行十键输入指令，输入给定温度值，送D38，当给定值在280700范围内时，将给定值（D38）再送D4保存。否则输入将会出错报警（Y6=1）。3.2.2 A/D转换功能模块的控制程序该温度检测硬件电路给定的A/D转换通道号为CH2，用来完成炉温的A/D转换。为了提高抗干扰的能力，程序采用的是数字滤波措施，该滤波方法是取8次输入的平均值作为检测结果。在此过程中的设定炉温的模拟量会送入FX2N-4AD模块的2#通道（CH2）。根据三菱公司的用户手册中的模块编号规则，FX2N-4AD将会直接连PLC 的为0号模块。A/D转换功能的PLC的程序如图3-2所示。图3-2 A/D转换程序当控制周期到（M331=1）和X2为ON时，将FX2N-4AD在0#位置BFM#30中的识别码（K2010）送D3，若识别码为2010，则M1=1。进而将H3330送BFM#0（A/D通道初始化），CH2为电压输入（DC ：-10+10V），CH1、CH3和CH4关断，采样次数缺省为8次，正常速度）。然后再将BFM#29的状态信息分别写到M25M10（16位）中，若无错（M10=0）和数字输出值正常（M20=0），则BFM #6的内容（CH2通道的平均输入采样值）将传送到PLC的D0中。本程序设计是按照以4.8s为一个控制周期，当控制周期到才会读取A/D转换结果。控制周期计时中断服务程序（I610）如图3-3所示。图3-3计时中断程序I610为每计时10ms便会自动执行一次中断的。当计时达到10ms时，系统将会执行I610中断服务程序，控制周期计数器则会（D27）加1，将D27与480进行比较，若相等时则M331为ON（4.8s计时到），同时将控制周期计数器（D27）进行清0。3.2.3 标度变换程序此外还需要针对本次设计所选择的功能模块FX2N-4AD的输入输出特性，有280700经零点迁移后所对应的数字量则为02047（010V对应的数字量），通过模数转换将会得到的温度的数字量存入D0，根据此特性，输入数据对应的模拟量大约应该为数字量占2047的百分比，即实际温度=（700-280）*数字量/2047+280数字量*21/102+280。从而得到实际的温度的数值而进而会被送入D5，同时将所计算得到的余数与0.5所对应的数字量(约等于2)进行比较，如果结果大于2，则将D5中的数进行加一，反之则不会改变。所得结果将再加上280，从而这样就会完成了对采样温度值的标度变换。标度变换功能的PLC程序如图3-4所示： 图3-4标度变换程序3.4恒温控制程序（PID）设计（1）PID算法根据本次设计给定的设计的要求，此次的温度控制将会被分为三段：自由升温段、恒温段和自然降温段。自然降温是指不需要控制和检测温度，自由升温则只需监视炉温是否到达恒温值，即只有恒温段需要控制与检测炉温。用于恒温控制的调节器有许种形式，例如大林算法、PD调节、PID调节、开关调节等，本系统最终决定选用实际中切实可行的积分分离PID调节，因为它能够有效地减小系统的超调和稳态误差。PID调节器的位置式控制方程为： （9）式中，e（t）为t时刻给定的恒温值Q0与实际炉温Q之差。将其离散化，得 （10）式中，T、分别为采样周期、微分时间常数、积分时间常数和比例时间常数；e（k）为本次采样时Q0与Q之差。令 （11） 则有 式（12） （12）式中，、分别为调节器的比例、积分、微分系数(待定参数)。为了减少在线整定参数的数目，常常假定约束条件，以减少独立变量的个数，本次设计选取 T0.1 （13） 0.5 （14） 0.125 （15）其中，为纯比例控制时的临界振荡周期。即有 （16） （17）因此，对四个参数的整定便简化成了对一个参数的整定。因而使调试较为简单方便。（2） 恒温控制程序本次设计为了减少超调现象和消除振荡现象，当自由升温小于所给定的恒温值10，系统就会开始进行具体的恒温控制，恒温控制则会将采用积分分离PID调节。系统的控制算法如下：每当炉温值Q大于给定恒温值10时，系统将会进行全速升温，令u（k）=240，240指的是作为一个控制周期（4.8s）的工频电源周波数。每当e（k）10Y计算PD项u（k）=u(k-1)+kpe(k)-e(k-1)+kde(k)-2e(k-1)+e(k-2)Ne(k)u(k-1)e(k-1)-e(k-2)e(k)-e(k-1)保存u(k)结束图3-5数字控制器程序 .图3-5数字控制器程序3.2.5 数字触发器程序设计（1）数字触发器组成与原理数字触发器会按照调节器输出的控制量将控制输送给电阻炉的能量。由于晶闸管移相触发存在很大的谐波干扰将会“污染”电网，本系统将采用过零触发，触发器的具体组成如图3-6所示。图3-6 过零数字触发器组成工作原理具体如下：首先，数字触发器的准备程序将会进行把控制量u（k）变换为晶闸管的导通周波数n，且当n0时，置晶闸管允许触发标志就会相应的会成为1。准备的程序则在每个控制周期会执行一次。而当电源正半波到来时（由低电平变高电平），若晶闸管允许触发标志的为1，则在Y0的端产生一个触发脉冲，经光电隔离和功率放大后触发晶闸管VT1会导通，使电源正半波加到电阻丝上。当电源负半波到来的时候（会由高电平变低电平），若晶闸管允许触发标志为1，则在Y1端产生一个的触发脉冲，经光电隔离和功率放大后触发晶闸管VT2的导通，使电源负半波加到电阻丝上，使负载得到一个完整的电压波形。程序还完成晶闸管已导通周波数计数的工作，当已导通周波数等于n时，表示本控制的周期内向电阻丝输送的能量已达到控制的要求，将晶闸管允许触发标着志清0，Y0、Y1不会再输出触发脉冲。（2） 数字触发器程序数字的触发器程序由两部分组成：准备程序和触发程序其程序框图如图3-7和图3-8所示。电源在一个控制周期（4.8s）有240个周波，而u（k）的最大亦也为240，因此，晶闸管在一个控制周期的导通周波数为n与控制量u（k）的关系即为 n=u（k） （18）脉冲输出通道要求PLC输出的触发脉冲必须为正脉冲，所以程序应该先使Y0（或Y1）由0变1，延时约为0.01s后（半个周波时间），再将Y0（或Y1）置为0，则会在Y0的（或Y1）端形成一个宽约0.01s的正脉冲。图3-7晶闸管触发准备程序 图3-8数字触发程序数字触发器功能的PLC程序如下图3-9所示。当X2为ON时，将u（k）送到D25作触发周波数n，将其与0比较，若当n大于0，则置位D26（触发允许标志）的允许触发并将Y0和Y1置为1。X0即为电源周波信号输入端，当允许晶闸管触发时候，当X0的上升沿（下降沿）到时Y0（Y1）输出即为1，延时半个周波时间后Y0（Y1）输出0，即在Y0（Y1）端口产生正脉冲去触发晶闸管导通。同时每完成一个周波触发，将D25减为1。直到D25为0止。D25即为0而采样周期未到D26被清0，系统将不再对晶闸管输出触发脉冲。图3-9数字触发器程序3.2.6 显示程序该设计的系统是用三个LED数码管（含BCD译码器）显示温度（本系统设定温度范围为280-700），需要先将实际温度转换为BCD码，即从Y10-Y23端口输出，BCD码经过BCD译码器译码，由七段LED完成显示功能。显示程序如图3-10所示。图3-10显示程序先将实际温度（D5）除以100得到百位数，存放D122中；同样，所得到的余数（D103）将除以10得到十位数后，将其存放D121中；余数的D105为个位数存放在D120中。D122、D121和D120中的数据则将会分别从Y10-Y13、Y14-Y17和Y20-Y23端口输出。然后会经译码器译成相应的段码后，最终将结果送七段LED显示。3.2.7 恒温指示程序根据该系统的设计，每当实际温度与温度给定值相等的时候，这时系统就会发出恒温指示的信号（Y4=1，绿灯亮）。恒温指示的具体的程序如图3-11所示：图3-11 恒温显示程序将实际的温度值（D5）与温度设定的值（D4）进行一定的比较，如果相等则会将令Y4为ON，恒温指示灯亮。同时会令触发脉冲个数为0，这时候系统将不对电阻炉加热。3.2.8 报警程序该报警系统是将A/D转换的数字量与2047比较，若连续的两次检测到A/D转换的数字量将大于2047，则表示进行相应的断偶，系统的输出断偶报警的信号，Y5将会变为ON，此时即会亮红灯。如图3-12所示。图3-12 报警程序4 上位监控系统设计 4.1 PLC与上位监控软件通讯4.1.1 串行数据传送和并行数据传送 1) 并行数据传送：并行数据传送时所有数据位是同时进行的，以字或字节为单位传送。并行传输速度快，但通信线路多、成本高，适合近距离数据高速传送。 2) 串行数据传送：串行数据传送时所有数据是按位(bit)进行的。串行通信仅需要一对数据线就可以。在长距离数据传送中较为合适。 PLC网络传送数据的方式绝大多数为串行方式，而计算机或PLC内部数据处理、存储都是并行的。若要串行发送、接收数据，则要进行相应的串行、并行数据转换，即在数据发送前，要把并行数据先转换成串行数据；而在数据接收后，要把串行数据转换成并行数据后再处理。 4.1.2 异步方式与同步方式 根据串行通信数据传输方式的不同可以分为异步方式和同步方式。 1) 异步方式：又称起止方式。它在发送字符时，要先发送起始位，然后才是字符本身，最后是停止位。字符之后还可以加入奇偶校验位。异步传送较为简单，但要增加传送位，将影响传输速率。异步传送是靠起始位和波特率来保持同步的。 2) 同步方式：同步方式要在传送数据的同时，也传递时钟同步信号，并始终按照给定的时刻采集数据。同步方式传递数据虽提高了数据的传输速率，但对通信系统要求较高。 PLC网络多采用异步方式传送数据。 4.1.3 网络的通讯PPI协议 PPI是一种主从设备协议：主设备给从属装置发送请求，从属装置进行响应。从属装置不发出讯息，而是一直等到主设备发送请求或轮询时才作出响应。 主设备与从属装置的通讯将通过按PPI协议进行管理的共享连接来进行。图41 如果在用户程序中激活PPI主设备模式，则S7-200 CPU在处于RUN（运行）模式时可用作主设备。激活PPI主设备模式之后，可使用“网络读取”或“网络写入”指令从其它S7-200读取数据或将数据写入其它S7-200。当S7-200用作PPI主设备时，它将仍然作为从属装置对来自其他主设备的请求进行响应。 对于简单的单台主设备网络，编程站和S7-200 CPU既可以通过PPI多台主设备电缆连接，也可以通过安装在编程站中的通讯处理器（CP）卡连接。 在图上部的范例网络中，编程站（STEP7-Micro/WIN）是网络主设备。在图下部的范例网络中，人机界面（HMI）设备（例如TD 200、TP或OP）是网络主设备。 在两个范例网络中，S7-200 CPU是对主设备的请求进行响应的从属装置。图42 单台主设备PPI网络 4.2 上位监控系统组态设计4.2.1 外部设备的定义 组态王把那些需要与之交换数据的硬件设备或软件程序都做为外部设备使用。外部硬件设备在本文中就是PLC S7-200。可使用“设备配置向导”一步步完成设备的连接。 4.4.2 定义数据变量 要实现组态王对S7-200的在线控制，就必须建立两者之间的联系，那就需要建立两者的数据变量。基本类型的变量可以分为“内存变量”和“I/O变量”两类。内存变量是组态王内部的变量，不跟监控设备进行交换。而I/O变量时两者之间互相交换数据的桥梁，S7-200和组态王的数据交换是双向的，一者的数据发生变化，另外一者的数据也跟着变化。所以需要在创建连接前新建一些变量。 本文中，PLC用内存VD0来存放当前的实际温度。并规定温度超过105为温度过高，立即要作出相应警示信号。 点击工程管理器中的“数据词典”再双击右边窗口的新建，在出现的定义变量口中填写相应的要求项，并可在“报警定义”中设定报警。4.2.3 数据类型 只对I/O类型的变量起作用，共有9种类型： Bit：1位， 0或1 Byte：8位， 一个字节 Short：16位， 2个字节 Ushort：16位， 2个字节 BCD：16位， 2个字节 Long：32位， 4个字节 LongBCD：32位， 4个字节 Float：32位， 4个字节 String：128个字符长度 4.3 实现的效果 4.3.1 初次上电 初次上电，没有模拟量输入，只显示PID值和当前温度，曲线图为锅炉温度的实时曲线图。4.3.2启动启动后，锅炉开始升温，并维持在50摄氏度左右。 4.3.3停止 按下停止按钮后，锅炉停止加热，停止灯亮，温度开始下降。 4.3.4报警 当温度越上限时，系统报警。5 系统调试及结果分析 5.1 系统调试及解决的问题 5.2 结果分析6 总结本课题设计了基于PLC的混合液体温度控制系统。 PLC（可编程控制器） 以其可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、功能强大、性价比高、体积小、能耗低等显著特点广泛应用于现代工业的自动控制之中。 PID闭环控制是控制系统中应用很广泛的一种控制算法，对大部分控制对象都有良好的控制效果。组态软件组态王因其简单易用的特点，在HMI设计中深受用户的喜欢而得到广泛的使用。 在西门子S7-200系列PLC和组态软件组态王的基础上，我们成功设计出了温度控制系统，该系统达到了快、准、稳的效果，也达到了预期的目标。再加上由组态王设计的人机界面，整个系统操作简单，控制方便，大大提高了系统的自动化程度和实用性。 该温度控制系统也有一些有不足的地方需要改进，编程时我们用了编程软件自带的PID指令向导模块，这样虽然方便，但是使得控制系统超调量和调节时间都稍微偏大，若不直接调用该模块，而是自己编写PID控制子程序的话，控制效果可能会更好。还有人机界面内容不够丰富，若再加上报表系统、打印功能的话，那就更完美了。日后，随着对PLC硬件系统和通信方式的深入了解，还可以丰富远程控制指令，以应对运行过程中的各种突发事件，增加其他PLC，通过构建复杂的多级网络适应大型的工业控制，使该系统运行时更加稳定可靠，性能更加完善。参考文献1SIMATICS7-200可编程序控制器系统手册M.北京:机械工业出版社,2002.2Frank.D.Petruzella.PLC教程（第三版）M.北京:人民邮电出版社,2007.3西门子（中国）有限公司.深入浅出西门子S7-200PLC（第三版）M.北京:北京航空航天大学出版社,2007.4陈建明.电气控制与PLC应用M.北京:电子工业出版社,2009.5郑凤翼,金沙.图解西门子S7-200系列PLC应用88例J.北京:电子工业出版社,2009.6袁任光.可编程序控制器选用手册M.北京:机械工业出版社,2002.7戴仙金.西门子S7-200系列PLC应用与开发M.中国水利水电出版社,2007.8柳梁.编程控制器（PLC）入门PLC及其硬件组成J.计算机时代,1996（5）.9毛联杰.S7-300系列PLC与组态软件Wincc实现通信的方法J.国内外机电一体化技术,2006（4）.10曲还波.有效扩展可编程控制器I/O的实用方法J.设备管理与维修,2007.11焦海生.可编程程序控制器梯形图的顺序控制设计J.内蒙古电大学刊,2006（6）.12赵玉英.可编程控制器在电器控制系统中的应用J.河南科技学院学报,2006（3）.13张仑.可编程序控制器中PID控制的研究J.电子电气教学学报,2005（3）.14谢克明,夏路易.可编程控制器原理与程序设计M.北京:电子工业出版社,2002.15赵阳.西门子S7-300PLC及工控组态软件Wincc的应用J.北京:电子工业出版社,1997.16丁镇生.传感器及传感技术应用M.北京:电子工业出版社,1998.17王永华.现代电气控制及PLC应用技术M北京:北京航天航空大学出版 社,2007. 18 马小军.可编程控制器及应用M.南京：东南大学出版社，2007. 19 组态王6.53使用手册M.北京亚控,2007. 20 组态王6.53命令语言函数使用手册M.北京亚控,2007.辞谢通过这次论文的设计和研究，我从刚开始是不知道怎么去做，我刚开始做这个题目的时候头是晕晕的慢慢的通过我问同学问老师慢慢的有了一点的思路，知道自己应该怎么去做。首先我通过在网络搜索的过程中找到了我的论文设计的基本的框架，然后在一点一点的进行摸索，再通过在网络上查阅大量的资料，进行丰富框架里边的内容，有不懂得再进行通过问同学和老师的方式进行找到解决的方案，最终我成功的完成了我的论文的设计，当我真正的完成这个论文我真正感觉到了人生中什么是成功，我只能对我的老师和同学说一句话，真的很感谢你们，我也非常感谢我的导师是他在我的背后默默的支持，再给我打进鼓励我才能把这个论文设计做了出来。从做这个论文设计的过程中我经历了很多的困难。我真正的认识的基础知识是非常的重要的，我们必须应该把自己的理论融合到实践的过程中去，这样才能使实现和理论更好的去结合，才能更好的把自己的基础知识打牢。通过我这一次能够顺利地完成论文，我非常要感谢的一个人，是我的导师。在这个论文的设计的过程中，是他耐心的为我讲解。在我不懂的时候也是他在为我讲解。他没有任何的反感对我非常细心的给我讲解，我应该怎么去做。与此同时，我还应该感谢我们学院的各位领导，是他们在我的大学四年对我的无微不至的关怀，我才能有今天的成就。非常的感谢他们，也是，他们给了我这一次难得的机会，让我真正的踏入了社会，真正的用自己所学的理论，根据自己大学四年所学的理论知识完成了一篇具有理论意义的学术论文。在其中的过程中，我也学会了很多的事情，面对困难，我不应该退缩，应该勇往直前，因为一旦退出，就注定失败，只有坚持不懈的去努力，才能够成功。附录：33