基于PLC控制的恒温箱系统设计
摘要
摘要：现如今恒温箱应用在很多领域中，与科技的发展和人们的生活息息相关，其主要使用在实验室、工业制造行业和医疗行业中。在实验室，特别是生物实验室，为了得到更加准确的实验数据，对于恒温箱的要求极其严格，从某些方面来说恒温能力的好坏决定了最终的实验结果。恒温箱在医疗行业也有广泛地应用，医用恒温箱主要用于药品、试剂的储存、运输；疫苗和血液的冷藏保温；生理盐水的加温等等，对于医药方面来说，恒温箱永远处于相当重要的地位。除此之外，在某些工业制造行业和家庭生活中也会用到恒温箱，可见恒温箱的用途非常广泛。
恒温箱最主要的功能就是恒温，有些材料或产品需要一个温度恒定的环境才能正常使用，然而在现实生活中出现很多因恒温箱温度不恒定而产生的残次品和报废的物品，这将大大地增加实验成本，降低工作效率。另一个功能就是用于检测材料在各种环境下的性能及试验各种材料耐热、耐寒性能，同时也需要恒温箱能提供恒定的温度，才能使检测结果准确。
正因为如此我们需要设计出恒温能力好的控制系统，用来实现恒温箱始终恒温的功能，达到实际所需的作用。本次设计采用PLC控制系统，通过触摸屏界面输入温度范围来设定箱体内的温度，再由温度传感器实时地检测箱体内的温度。当探头检测到温度低于下限时，开启空气加热单元加热，温度开始回升。当探头检测到温度高于上限时，开启制冷电磁阀机制冷，温度开始下降。
关键词：恒温箱；PLC控制系统；触摸屏；温度传感器
Abstract
Abstract: Used in many fields nowadays constant temperature box , is closely related to the development of science and technology and people's life, its main use in the laboratory, industrial manufacturing industry and medical industry. In the laboratory, especially the biological laboratory, in order to get more accurate experimental data is extremely strict to the requirement of incubator, in some ways the stand or fall of constant temperature ability determines the final results. Constant temperature box are widely used in medical industry, medical incubator is mainly used in medicines and chemical reagents, reagent storage and transportation; Vaccines and blood frozen insulation; Physiological saline heating etc., for medicine, incubator forever in a quite important position. In addition, in some industrial manufacturing industry and in family life is also using constant temperature box, visible incubator has a very wide range of USES.
The most main function of incubator is constant temperature, some materials or products require a constant temperature environment can be normal use, but in real life appeared a lot of incomplete because of the constant temperature box temperature is not constant and discarded items, it will greatly increase the cost, reduce the work efficiency. Another function is used to test the performance of the materials in a variety of environments and testing various materials heat-resistant, hardy performance, at the same time also need constant temperature box can provide constant temperature, to make the test results are accurate.
Because of this ability good we need to design a temperature control system, is used to implement the function of the constant temperature box is always constant temperature, reach the role of actual need. This design USES the PLC control system, through the touch screen interface input temperature range to set the temperature of the casing, again by temperature sensors in real-time detection of temperature in the cabinet. When the sensor detects the temperature below the lower limit, open air heating unit heating, temperature began to pick up. When the sensor detects the temperature higher than the ceiling, open cold refrigeration solenoid valve mechanism, the temperature began to decline.
Keywords: Constant temperature box; PLC control system; Touch screen; The temperature sensor
第一章 绪论
1.1 课题的概述及意义
本次设计的课题名称是基于PLC控制的恒温箱系统设计，采用西门子PLC控制系统进行控制，通过编写逻辑控制程序来实现对温度的实时调节，使恒温箱能高效准确地工作。我之所以选用这个课题是因为恒温箱现如今已广泛应用在各个行业中，对于社会的发展起到一定的推动作用，设计出控制性能好的恒温箱是很有必要的，它将有助于人们的生活和科技的发展。关于恒温箱系统的设计在国内外都有研究而且效果显著，但经过仔细分析还是会发现一些缺点，比如说会存在箱体内温度波动范围太大、调温过程缓慢、温度无法自动调节等缺点。针对这些缺点，本次设计采用了最为合适的温度传感器保证了温度信号地实时检测，采用触摸屏来显示温度值，可以准确地监控温度变化，还采用了PID控制系统来调节温度变化，使温度始终在要求范围内。
目 录
摘要.............................................................................................................................................1
第一章 绪论...............................................................................................................................2
1.1 课题的概述及意义......................................................................................................2
1.2 恒温箱的分类及组成..................................................................................................2
1.3 恒温箱控制系统的研究内容......................................................................................3
第二章 控制系统的总体设计...................................................................................................4
2.1 系统整体方案设计思路..............................................................................................4
2.2 系统的控制要求..........................................................................................................4
第三章 恒温箱控制系统的硬件设计.......................................................................................5
3.1 PLC的选定...................................................................................................................5
3.1.1 PLC的发展及组成部分......................................................................................5
3.1.2 PLC的选择..........................................................................................................6
3.2 触摸屏的选定..............................................................................................................7
3.2.1 触摸屏的发展及分类.........................................................................................7
3.2.2 触摸屏的选择.....................................................................................................7
3.3 温度传感器的选定....................................................................................................7
3.3.1 温度传感器的发展及分类.................................................................................7
3.3.2 温度传感器的选择.............................................................................................8
3.4 电气原理图................................................................................................................8
第四章 恒温箱控制系统的软件设计.....................................................................................10
4.1 STEP7-Micro/WIN编程软件分析............................................................................10
4.2 PLC的I/O分配表及硬件接线图.............................................................................10
4.3 PID控制原理及参数的设定....................................................................................11
4.4 PLC控制系统梯形程序图.......................................................................................13
4.5 触摸屏组态软件的设计..........................................................................................19
第五章 控制系统的调试.........................................................................................................20
第六章 小结并致谢.................................................................................................................23
参考文献...................................................................................................................................24
毕业设计附录目录...................................................................................................................25
1.机电专业外文翻译.......................................................................................................25
2.附件1
3.附件2
4.附件3
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