基于FX3U系列PLC的电阻炉温度控制系统的设计

基于FX3U系列PLC的电阻炉温度控制系统的设计

基于FX3U系列PLC的电阻炉温度控制系统的设计

  • 适用:本科,大专,自考
  • 更新时间2024年
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基于FX3U系列PLC的电阻炉温度控制系统的设计

基于FX3U系列PLC的电阻炉温度控制系统的设计

摘要:在现代工业的快速发展中,PLC是一种为了工业应用而设计的计算机,在现代占有很重要的地位。工业中温度是一个很重要的过程变量,为了达到温度检测的目的,需要更先进的控制技术理念。本文论述基于PLC中温度控制系统的设计,包括了A/D转换、温度检测、PID算法等。电阻炉温度控制系统复杂,其具有变化大、不确定的特点,所以对系统的要求更为严格精确。

关键词:温度检测;A/D转换;PID算法

Design of Resisyance Furnace Temperature Control System Based on FX3U Series PLC

Keywords: In the rapid development of modern industry, PLC is a kind of computer designed for industrial application, which occupies an important position in modern industry. Temperature is a very important process variable in industry. In order to achieve the purpose of temperature detection, more advanced control technology concept is needed. This paper discusses the design of temperature control system based on PLC, including A/D conversion, temperature detection, PID algorithm and so on. The temperature control system of resistance furnace is complex, and it has the characteristics of big change and uncertainty, so the requirement of the system is more strict and accurate.

Key words:temperature testing;    A/D conversion;  PID algorithm

目录

第一章 绪论 1

1.1系统研究背景 1

1.2国内外电阻炉温度控制系统的发展现状 2

1.3本文的研究内容 3

第二章 系统总体方案 4

第三章 系统硬件设计 6

3.1 FX3U-48MR PLC 7

3.2 FX3U-4AD 特殊功能模块 7

3.3固态继电器 9

3.4温度传感器 9

3.5硬件电路设计 10

3.6温度检测电路 11

3.7报警指示与显示电路 11

3.8 复位电路 12

第四章 系统软件设计 13

4.1 程序设计 13

4.2 系统程序流程图 14

4.3 控制系统控制程序的开发 15

4.4 恒温控制程序(PID)设计 18

第五章 总结与展望 24

5.1 总结 24

5.2 展望 24

致    谢 26

参 考 文 献 27

附录   28

第一章 绪论

1.1系统研究背景

在目前的情况下,有大量基于逻辑要求的开关顺序控制和基于逻辑关系的保护链控制,这就形成了大量的离散数据。上世纪六十年代,美国通用汽车公司请求更换电网控制装置,次年,美国数字公司开发了基于集成电路、电子技术,首次安装控制装置。程序设计到电气控制,即第一代可编程控制器。

  PC得到改进之后,为进一步完善,及突出可编程控制器的的长处,定名为PLC,如今,依然把PLC叫做PC。

  PLC有很多原理。IEC对PLC的要求:可编程控制器是专门为工业环境中的应用而设计的数字计算操作电子系统,它使用可编程贮器储存关于逻辑操作、顺序控制、定时、定时等操作的指令。会计和计算操作,以及通过数字和模拟输入和输出控制所有类型的机械或生产过程,可编程控制器和相关设备的设计应遵循有助于形成并扩大工业控制系统的整体原则。  

三十年前,PLC迅速完善,年增长率稳定居高。那个阶段,PLC多种功能都得到全面改进,慢慢进入过程控制的阶段,在一定意义上上代替了DCS系统。

  PLC的优越表现在其普遍性、易于使用、适应范围广泛、可靠性高、抗干扰性强和程序设计简单。PLC在工业自动化控制,特别是顺序控制方面,在一定时间内,是不能被代替的。

温度是生命和生产的重要的因素。无论是工业生产,还是家庭生活,温度控制体统都能发挥很大作用,控制好温度来保证生产的效率是很关键的一点。温度的测量和控制直接涉及到核心的技术和经济效率。控制方法是否正确、功能是否稳定,关系到产品好坏、运行速度,从三百多年前的工业革命之后,温度控制被逐步重视起来。如今,在材料、电子产品、建筑等领域,该系统是不可或缺的。想要检测电阻炉有无问题,温度是非常准确的考量因素,同时也确保着生产出电阻炉的安全性能。生产出电阻炉的运作传热过程和效率也是由温度这个关键参数决定的。在上述基础上,我们需要设计反馈控制理论用于锅炉的温度控制,以便满足其工业生产的需求并且提高其生产率。 

随着时间的推移,技术不断升级,竞争不断加剧,传统的手工操作无法满足目前的制造前景,无法确保更好的质量要求,也无法改善新技术企业的形象。

在生产做法方面,自动化提供了很大的便利,确保了产品的质量,也减少了工作强度和人员配置,在许多复杂的生产过程中,目标控制、总体优化、最佳决策等都难以实现。人工智能研究的目的是利用计算机进行和模拟这类行为,并找到解决问题的最佳办法;人工智能研究的目的是,研究和分析人工智能行为的方法和手段。非常复杂的问题协调人的大脑和计算机的工作。

可编程控制器是专门为工业环境应用设计的电子数字操作系统,它使用可编程存储器储存和执行内部逻辑操作、序列控制、定时、会计和计算操作指令,以及它通过数字和模拟输入和输出控制各种类型的机械或生产工艺。

在工业生产过程中,对电阻炉的温度控制非常普遍,传统的温度控制方法是手工操作仪器,重复率很低,工艺要求很难保证,工作强度很高。计算机控制系统虽然价格低廉,但其可靠性和抗干扰性能很差,使设备设计更为复杂,基于PLC的控制系统费用昂贵,但PLC是抗干扰的,可靠且设计简单。.因此,PLC在工艺控制方面比计算机控制更为有利:该系统非常精确、复用率高和自动化,可以大大提高产品质量,减少工人的工作量。我们找到了PID算法。

参 考 文 献

[1] 郁汉琪主编. 电气控制与可编程序控制器应用技术[M]. 南京:东南大学出版社,2003

[2] 张永丰、刘祖润主编. 毕业设计指导[M]. 北京:工业大学出版社,1996

[3] 赖寿宏主编. 微型计算机控制技术[M]. 北京:机械工业出版社,2000

[4] 方承远主编. 工厂电气控制技术(第二版)[M]. 北京:机械工业出版社,2000

[5] 王炳实主编. 机床电气控制[M]. 北京:机械工业出版社,1999

[6] HEWLETT-PACKARD 8175A Digital Signal Generator. Operating and Programming Guide.

[7] 张万忠主编. 可编程序控制器应用技术[M]. 北京:化学工业出版社,2002

[8] 尚雅层,赵朝兰主编. Electromechanical Engineering English Readings [M]. 西安:电子科技大学,1994

[9] 三菱公司编. 三菱FX系列可编程序控制器特殊功能模块用户手册,2001

[10] 三菱公司编. 三菱可编程序控制器应用101例,1994


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