基于PLC的造纸厂网前箱温度控制系统设计
摘要：课程设计对象是网前箱的温度，温度是这一词，并不陌生，不论是在生活上、还是学习上。初中物理上我们就学过，温度的不同，物体的状态就不一样。举个例子，水在不同温度下的状态改变，在温度低于0摄氏度时，水会结冰，变成固体；当温度达到100℃，水就沸腾，产生水蒸气。在生活中,温度也是随处可见。我们对物体感知冷热就是对温度的阐释。而在工业生产过程中,温度更是一种重要的参数之一。
随着科技的发展，人们对生活质量的需求越大，智能化发展也越来越快。实现监督与控制温度的智能化显得越来越重要。本设计通过PLC及其相关编程软件，运用PLC的相关指令来编写程序，使网前箱达到设定温度来将纸张成形。温度通过温度传感器进行采集，用A/D转换器将模拟信号变成数字信号。用PID控制将网前箱温度恒定。
关键词：PLC；PID控制；温度控制；A/D转换器
The design of the temperature control
system of the front box of paper mill network based on PLC
Abstract: The course design object is the temperature of the box before the net, the temperature is the word, not strange, whether in life, or study. We learned in junior high physics that the temperature is different, the state of the object is different. For example, water changes at different temperatures, and when the temperature is below zero degrees Celsius, water freezes and becomes solid. When the temperature reached 100 ℃, and the water is boiling, steam is produced. In life, temperature is everywhere. Our perception of the cold and heat is the interpretation of temperature. In the process of industrial production, temperature is one of the important parameters.
With the development of science and technology, people's demand for quality of life becomes more and more intelligent. It is more and more important to realize the intelligence of monitoring and controlling temperature. Through PLC and its related programming software, this design PLC related instructions to write the program, so that the front box reaches the set temperature to form the paper. The temperature is collected through the temperature sensor, and the analog signal is converted into A digital signal by A/D converter. The temperature of the front box is constant with PID control.
Key words: PLC； PID control；temperature control；A/D converter
本课程用PLC来实现温度的控制，用MCGS来进行仿真完成。用按键来设定温度，再通过温度传感器和A/D转换器来将温度转为数字量通过数码管显示出来。课程任务如下：
1、分析和研究方案的可行性；
2、分析系统的主要组成，画流程框图；
3、设计PLC梯形图；
4、应用MCGS进行简单的仿真；
5、完成毕业设计总结报告和相应的科技英文资料翻译；
一、选题简介、意义
随着社会的发展，经济的提升，人们开始解放双手，用智慧创造出机械来进行生产加工工作。本课题主要研究的是造纸厂网前箱的温度，温度在造纸过程中是至关重要的，期间不得出现过大的误差。在造纸过程中，我们必须采取相应的措施去避免，所以我们需要设计一套方案来解决这个问题。
在自动控制领域内，温度控制应用范围很多，但它的参数容易发生变化、滞后时间不易准确。对温度控制这一常见而又复杂的控制，我们必须谨慎处理，设计出的方案也要反复进行论证方可投入生产过程。
运用PLC与MCGS组态软件阐述和分析造纸厂网前箱温度，作简要的设计。就现在的发展情况，PLC的灵活性强，操作简单等优点，在各种工业发挥着重要作用。结合MCGS组态的系统不仅操作方便、容易学习、并且稳定不易出错还省去了人工现场检查和操作，同时避免了由于气候和环境等因素导致不能正常施工作业。人们还可以通过触摸屏的方式更直观的进行操作而不是复杂的程序理论。对于陌生的人来说，人机互动更为容易上手。
二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）
（一）课题研究
运用PLC软件来设计网前箱的温度控制系统，通过A/D转换器来将模拟量转换为数字量，用温度传感器来采集网前箱温度。通过PID控制算法来调节网前箱温度直至达到设定温度。通过MCGS组态软件来仿真和调试，让程序达到设计要求。
（二）主要内容
本课题运用了可编程控制器（PLC），来控制造纸厂网前箱的温度。
（三）拟要解决的问题
1.A/D转换器、温度传感器进行选型；
2.PLC控制系统的软件设计程序编写；
3.MCGS组态软件同PLC的结合数据能否正常显示。
（四）预期目标
可以实现通过运用PLC与MCGS组态来清晰的观察各个情况的反应时况。例如，网前箱达到设定温度，亮恒温指示灯；超出设定温度，亮超出温度指示灯。
（五）研究步骤
本课题的工作步骤分为四个阶段：
第一阶段：查阅文献，市场调研、收集资料、确定课题方案，完成开题报告；
第二阶段：完成系统框架，进行系统的分析结构设计；
第三阶段：对程序和设计进行调试和测试；
第四阶段：整理技术资料，完成毕业设计论文及答辩。
三、设计（论文）体系、结构（大纲）
第一部分 引言
1.1课程意义
1.2温度控制意义及分类
1.3本文主要研究任务及内容
第二部分 系统总体方案
2.1 整体设计
2.2系统流程图
2.3控制要求
2.3 PID控制器
第三部分 系统硬件选型
3.1PLC的选择
3.2A/D转换器
3.3温度传感器
3.4数码管
3.5译码器
第四部分 各部分电路
4.1 主电路
4.2 A/D转换器接线图
4.3 I/O分配表
4.4 硬件接线图
第五部分 系统软件设计
5.1 总流程图
5.2 软件及指令介绍
5.3 程序编写
第六部分 仿真
第七部分 小结
主要参考文献
附录
参考文献
[1]苟建峰 杨保成 孟雳 .基于恒温控制系统的PID设计[J].四川德阳:四川工程职业技术学院,2011
[2]呼小亮 杜贵府 王雁 .基于PLC的交通灯的设计[J].中国矿业大学信息与电气工程学院,2011
[3]龚少军 .基于PLC技术的油轮货油舱温度检测、报警及控制系统的设计与实现[D].江苏镇江:江苏科技大学船舶与海洋工程学院,2008
[4]孔庆芳. 基于FPGA的无叶风扇的设计与实现[D].天津大学,2014
[3]龚少军 .基于PLC技术的油轮货油舱温度检测、报警及控制系统的设计与实现[D].江苏镇江:江苏科技大学船舶与海洋工程学院,2008
[5]夏小舟 .基于QCA的逻辑线路设计与研究[D]. 华东交通大学，2012
