1、重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）毕 业 设 计 （论 文）设计（论文）题目:_基于 PLC 的烤漆房温度控制系统的设计_单 位（系别）：_ 自动化系_ _学 生 姓 名：_ 李宏泽_专 业：电气工程及其自动化_班 级：_ _05111304_学 号：_ 2013212370_指 导 教 师：_ 王瑞芳_答辩组负责人：_ _填表时间： 2017 年 4 月重庆邮电大学移通学院教务处制编 号：_审定成绩：_重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）重庆邮电大学移通学院毕业设计(论文) 任务书设计(论文)题目 基于 PLC 的烤漆房温度控制系统的设计 学生姓名 李宏泽 系别 自动化 专业 电气
2、工程及其自动化 班级 05111304 指导教师 王瑞芳 职称 讲师 联系电话 13648334552 教师单位 自动化系 下任务日期 2017 年 月 日主要研究内容、方法和要求以 PLC 作为控制器，结合温度传感器、设计一个烤漆房温度控制系统，实现烤漆房的温度设定、温度采集、加热、恒温控制、报警等功能。1.提出系统的总体设计方案； 2.选取合适的元器件对系统进行硬件设计； 3.对系统进行软件设计并测试验证。重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）进度计划第 3 周第 5 周：查阅资料、熟悉 PLC 的结构、工作原理等；第 6 周第 7 周：按烤漆房的功能要求，确定总体设计方案；第 8 周第
3、 12 周：完成系统硬件、软件设计，并进行仿真验证；第 13 周第 15 周：撰写论文、修改论文，完成答辩。主要参考文献1 刘美俊西门子 PLC 编程及应用M 北京：机械工业出版社2011.2 戴明宏电气控制与 PLC 应用M 北京：北京航空航天大学出版社20073 胡向东，刘京诚传感器与检测技术M 北京：机械工业出版社2009.4 相关学术期刊等 .指导教师签字： 年 月 日教研室主任签字： 年 月 日备注：此任务书由指导教师填写，并于毕业设计(论文)开始前下达给学生。摘 要本文介绍了基于 PLC 烤漆房的温度控制系统，如今温度控制系统广泛应用于工业控制领域。重庆邮电大学移通学院本科毕业设计
4、（论文）烤漆房一般是用来喷涂和烘烤车漆的，因此，烤漆房最确切的描述应为“喷烤漆房”。一般喷漆烤漆时先期做物体表面处理，无尘打磨。喷漆时，外部空气经过初级过滤网过滤后由风机送到房顶，再经过顶部过滤网二次过滤净化后进入房内。房内空气采用全降式，以 0.2-0.3m/s 的速度向下流动，使喷漆后的漆雾微粒不能在空气中停留，而直接通过底部出风口被排出房外。这样不断地循环转换，使喷漆时房内空气清洁度达 98%以上，且送入的空气具有一定的压力，可在车的四周形成一恒定的气流以去除过量的油漆，从而最大限度地保证喷漆的质量。烤漆时，将风门调至烤漆位置，热风循环，烤房内温度迅速升高到预定干燥温度(5560)。风机
5、将外部新鲜空气进行初过滤后，与热能转换器发生热交换后送至烤漆房顶部的气室，再经过第二次过滤净化，热风经过风门的内循环作用，除吸进少量新鲜空气外，绝大部分热空气又被继续加热利用，使得烤漆房内温度逐步升高。当温度达到设定的温度时，燃烧器自动停止;当温度下降到设置温度时，风机和燃烧器又自动开启，使烤漆房内温度保持相对恒定。最后当烤漆时间达到设定的时间时，烤漆房自动关机，烤漆结束。【关键词】PLC 温度控制 自动化控制ABSTRACT重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）This paper introduces the temperature control system based on PLC
6、 baking room, and now the temperature control system is widely used in the field of industrial control.Paint room is generally used for spraying and baking paint, therefore, the most accurate description of the paint room should be “spray paint room“. General paint spray when the object surface trea
7、tment, clean dust.When painting, the external air is filtered through the primary filter screen, then sent to the roof by the fan, and then filtered into the room after the two filtration. Room air using a full drop type, the flow rate down to 0.2-0.3m/s, so that the paint spray paint particles can
8、not stay in the air, and directly through the bottom of the outlet is discharged outside the room. This constant cycle conversion, make painting room air cleanliness reached above 98%, and into the air with a certain pressure, but a constant flow formed in the car around to remove excess paint, so a
9、s to maximize the quality of paint.Baking paint, the air door to the paint position, hot air circulation, baking room temperature rapidly increased to a predetermined drying temperature (55 C - 60 C). Fan outside fresh air early after filtration, gas chamber heat exchange is sent to the roof with ba
10、king heat energy converter, and then after second times of filtration and purification, hot air after air circulation within the role, in addition to small amounts of fresh air, most of the hot air and continue to be heated by the temperature gradually increased, paint room in. When the temperature
11、reaches the set temperature, the burner automatically stops; when the temperature drops to the set temperature, the fan and the burner are automatically opened, so that the temperature of the baking room is kept relatively constant. Finally, when the baking time reaches the set time, the paint room
12、will automatically shut down.重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）【Key words】PLC temperature control Automatic control目录重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）前 言随着信息时代的到来，智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。特别是近年来，温度控制系统已应用到人们生活的各个方面，但温度控制一直是一个未开发的领域，却又是与人们息息相关的一个实际问题。针对这种实际情况，设计一个温度控制系统，具有广泛的应用前景与实际意义。温度是科学技术中最基本的物理量之一，物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究
13、中，像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等领域内，温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行；炼油过程中，原油必须在重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）不同的温度和压力条件下进行分馏才能得到汽油、柴油、煤油等产品。没有合适的温度环境，许多电子设备就不能正常工作，粮仓的储粮就会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。因此，各行各业对温度控制的要求都越来越高。可见，温度的测量和控制是非常重要的。单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多的电子产品中也用到了温度检测和
14、温度控制。由于传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号，使得人们可以利用计算机实现自动测量、信息处理和自动控制，但是它们都不同程度地存在温漂和非线性等影响因素。传感器主要用于测量和控制系统，它的性能好坏直接影响系统的性能。因此，不仅必须掌握各类传感器的结构、原理及其性能指标，还必须懂得传感器经过适当的接口电路调整才能满足信号的处理、显示和控制的要求，而且只有通过对传感器应用实例的原理和智能传感器实例的分析了解，才能将传感器和信息通信和信息处理结合起来，适应传感器的生产、研制、开发和应用。另一方面，传感器的被测信号来自于各个应用领域，每个领域都为了改革生产力、提高工效和时效，各自都
15、在开发研制适合应用的传感器，于是种类繁多的新型传感器及传感器系统不断涌现。温度传感器是其中重要的一类传感器。其发展速度之快，以及其应用之广，并且还有很大潜力。第一章第 1 节.温度控制系统设计的发展状况温度控制系统在工业生产中获得了广泛的应用，在工农业生产、国防、科研以及日常生活等领域占有重要的地位。温度控制系统是人类供热、取暖的主要设备的驱动来源，它的出现迄今已经有两百余年的历史。再次期间，从低级到高级，从简单到复杂，随着生产力的发展和对温度控制精准度要求的不断提高，温度控制系统的控制技术得到迅速发展。当前比较流行的温度控制系统有基于重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）单片机的温度控制系
16、统，基于 PLC 的温度控制系统，基于工控机（IPC）的温度控制系统，集散型温度控制系统（DCS），现场总线控制系统（FCS）等。单片机的发展历史虽然不长，但是它凭借着体积小，成本低，功能强大和可靠性高等特点，已经在许多领域得到了广泛的应用。单片机已经开始的 4 位机发展到 32 位机。其性能进一步得到改善。基于单片机的温度控制系统运行稳定，工作精度高。单相对其他温度系统而言，单片机响应速度慢、中断源少，不利于在复杂的，高要求的系统中使用。PLC 是一种数字控制专用电子计算机，它使用了可编程序存储器储存指令，执行诸如逻辑、顺序、计时、计数与演算等功能，并通过模拟和数字输入、输出等组件，控制各种
17、机械或工作程序。PLC 可靠性高、抗干扰能力强、编程简单，易于被工程人员掌握和使用，目前在工业领域上被广泛应用。相对于IPC，DCS，FSC 等系统而言，PLC 是具有成本上的优势。因此，PLC 占领着很大的市场份额，其前景也很有前途。 工控机（IPC）即工业用个人计算机。IPC 的性能可靠、软件丰富、价格低廉，应用日趋广泛。它能够适应多种工业恶劣环境，抗振动、抗高温、防灰尘，防电磁辐射。过去工业锅炉大多用人工结合常规仪表监控，一般较难达到满意的结果，原因是工业锅炉的燃烧系统是一个多变量输入的复杂系统。影响燃烧的因素十分复杂，较正确的数学模型不易建立，以经典的 PID 为基础的常规仪表控制，已
18、很难达到最佳状态。而计算机提供了诸如数字滤波，积分分离 PID，选择性 PID。参数自整定等各种灵活算法，以及“模糊判断”功能，是常规仪表和人力难以实现或无法实现的。在工业锅炉温度检测控制系统中采用控机工可大大改善了对锅炉的监控品质，提高了平均热效率。但如果单独采用工控机作为控制系统，又有易干扰和可靠性差的缺点。集散型温度控制系统（DCS）是一种功能上分散，管理上集中上集中的新型控制系统。与常规仪表相比具有丰富的监控、协调管理功能等特点。DCS 的关键是通信。也可以说数据公路是分散控制系统 DCS 的脊柱。由于它的任务是为系统所有部件之间提供通信网络，因此，数据公路自身的设计就决定了总体的灵活
19、性和安全性。基本 DCS 的温度控制系统提供了生产的自动化水平和管理水平，重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）能减少操作人员的劳动强度，有助于提高系统的效率。但 DCS 在设备配置上要求网络、控制器、电源甚至模件等都为冗余结构，支持无扰切换和带电插拔，由于设计上的高要求，导致 DCS 成本太高。 现场总线控制系统（FCS）综合了数字通信技术、计算机技术、自动控制技术、网络技术和智能仪表等多种技术手段的系统。其优势在于网络化、分散化控制。基于总线控制系统（FCS）的温度控制系统具有高精度，高智能，便于管理等特点，FCS 系统由于信息处理现场化，能直接执行传感、控制、报警和计算功能。而且它可以
20、对现场装置(含变送器、执行器等)进行远程诊断、维护和组态，这是其他系统无法达到的。但是，FCS 还没有完全成熟，它才刚刚进入实用化的现阶段，另一方面，另一方面， 目前现场总线的国际标准共有 12 种之多，这给 FSC 的广泛应用添加了很大的阻力。 各种温度系统都有自己的优缺点，用户需要根据实际需要选择系统配置，当然，在实际运用中，为了达到更好的控制系统，可以采取多个系统的集成，做到互补长短。 温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相比有着较大差距。成熟产品主要以“点位”控制及常规的 PID 控制器为主。它只
21、能适应一般温度系统控制，难于控制滞后、复杂、时变温度系统控制。而适应于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表，国内技术还不十分成熟，形成商品化并在仪表控制参数的自整定方面，国外已有较多的成熟产品。但由于国外技术保密及我国开发工作的滞后，还没有开发出性能可靠的自整定软件。控制参数大多靠人工经验及现场调试确定。国外温度控制系统发展迅速，并在智能化、自适应、参数自整定等方面取得成果。日本、美国、德国、瑞典等技术领先，都生产出了一批商品化的、性能优异的温度控制器及仪器仪表，并在各行业广泛应用。目前，国外温度控制系统及仪表正朝着高精度、智能化、小型化等方面快速发展。 在现代化的今天，现代化控制是一个国家现代化水平的标志之一，在工业自动化领域，可编程控制器(PLC)作为自动控制的三大技术支柱（PLC、机器人、
