1、本科毕业设计 (论文 )开题报告 电气工程及自动化 基于 PLC 的工业炉温度控制系统的设计 一、课题研究意义及现状 温度控制系统广泛用于工业控制领域， 比 如化工厂、钢铁厂、火电厂等 工业炉 的温度控制系统，电焊机的温度控制系统等。工业炉温度是一个大惯性系统，一般采用 PID 调节进行控制。 伴随自动化水平的不断提高，人们对自动化的需求也在不断提高。近几年来，飞速发展的计算机技术在各行各业得到广泛的应用。但是，以之相对的，传统的工业控制软件有开发周期长，重复使用率低，价格高，修改难等缺点。随着越来越多的自动化设备不断得到应用 ，人们对工业控制软件的要求也不断提高，传统的工业控制软件已无法满足
2、用户的要求。如何方便快捷的使用工业控制软件设计出灵活有效的自动控制系统已成为一个很重要的课题。 PLC 是 作 为工业生产过程控制而专门设计的控制装置，它具有比通用计算机控制更简单的编程语言和更可靠的硬件。采用了精简化的编程语言。编程出错率大大降低。 Plc 具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低。当系统发生故障时，通过硬件和软件的自诊断，维修人员可以很快找到故障的部位。以上特点使用 PLC 控制系统具有可靠性高，程序设计方便灵活，抗干扰能力强，运行 稳定等诸多优点今后 PLC 控制系统还会得到更广泛的使用。 随着现代工业的逐步发展，在工业生产中，温度、压力、流量和液位是四种最常见的过程
3、变量。其中，温度是一个非常重要的过程变量。例如：在冶金工业、化工工业、电力工业、机械加工和食品加工等许多领域，都需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉的温度进行控制。这方面的应用大多是基于单片机进行 PID 控制 ,然而单片机控制的 DDC 系统软硬件设计较为复杂 ,特别是涉及到逻辑控制方面更不是其长处 ,然而 PLC 在这方面却是公认的最佳选择。 由于 PLC功能的扩充在许多 PLC控制器中都 扩充了 PID控制功能 ,因此在逻辑控制与 PID控制混合的应用场所中采用 PLC 控制是较为合理的，通过采用 PLC 来对它们进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大的优点，而且可以大幅度提高被测
4、温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此， PLC 对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的控制问题。这也正是本课题所重点研究的内容。 二、课题研究的主要内容和预期目标 本 课题 主要研究 PLC 在工业炉温控制系统上的应用 ,使用 plc 编程技术制作自动温度控制系统进行高效 ,节能 ,低成本 ,高精度的控制系统 .借鉴目前在工业控 制领域中发展迅速的PLC 控制模块，组建一个工业炉温度控制模块 . 本系统要求选用 PID 算法进行控制，由 PLC 来实现控制功能，温度控制电路是通过可控硅元件来实现的，双向可控硅管和加热丝串联接在交流 220V， 50HZ 交流市电回路，在
5、给定周期内， PID 只要改变可控硅管的接通时间便可改变加热丝功率，以达到调节温度的目的。 三、课题研究的方法及措施 1. 检索相关文献，了解先观的技术背景，成果及方案，并了解 三菱 fx 系列 plc 应用技术 的相关内容。 2. 在了解参考文献和基本背景知识后，构思遥视系统的主体结构设计。 3. 完成 plc 硬件电路原理图，并对其各个模块进行了解。 4了解并学习 plc 编程 语言和 plc 功能模块 ，以顺利完成论文软件设计。 5. 完成 工业炉温度控制系统 软件设计。 6. 技术文档总结，完成毕业设计。 四、课题研究进度计划 毕业设计期限：自 2011年 6月 7日至 2012年 5
6、月 17日。 第一阶段（ 4周）：根据任务书的要求，收集 PLC,工业炉 ,温度检测系统 有关资料等等资料，思考与构架系统总体方案，选择最优秀的方案，找出有关本题的外文原文，完成开题报告、文献综述、外文翻译。 第二阶段（ 6周）：完成论文初稿，完成论文的 硬件的设计与软件的程序设计，撰写设计报告与论文。 第三阶段（ 3周）：找导师评阅论文初稿，指导论文的缺陷，自己在导师帮助下修改与完善论文。 五、参考文献 1赵卫东 .PLC 在温度控制系统中的应用 J.仪器仪表学报 ,2001, (4):469. 2龚仲华 .三菱系列 PLC 应用技术 M.北京 :人民邮电出版社 ,2010,10. 3白娟娟
7、 ,郭军 .PLC 技术应用 M.北京 :北京理工大学出版社 ,2010,7. 4张万忠 ,钱入庭 ,孙晋 ,吾志宏 .可编程控制器入门及应用实例 (欧姆龙 CPM2A 系列 )M.北京 :中国电力出版社 ,2008,3. 5熊新明 .电气控制与 PLCM.北京 :机械工业出版社 ,2011,1. 6K. Gowri Shankar .Control of Boiler Operation using PLC SCADA .Proceedings of the International MuultiConference of Engineers and Computer Scenstists
8、 2008 Vol 7赵卫东 ,辛宏 ,王元 ,刘和平 .PLC 在温度控制系统中的应用 J.仪器仪表学报 ,2001, 22(z1) 8Ed Brinkma,Angelika Maader,Ansgar Fehnker.Verication and optimization of a PLC control schedule.Iternational Journal on Softwave Tools for Technalogy Transfe(STTT),2002,4(1):21-23 9薛元波 .工业炉温度控制技术研究 J.有色金属加工 ,2005,12,34(6):51-52. 10刘颖 ,赵雪 .PLC 温度控制系统 的设计与研究 J.中小企业管理与科技 .2001,4:208. IMECS 2008,19-21 March,2008,Hong Kong
