自动化毕业论文:基于PLC与Wincc构架下的水温PID控制.doc
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1、本科毕业论文(20 届)基于 PLC 与 Wincc 构架下的水温 PID 控制所在学院 专业班级 自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 学士学位论文原创性声明本人声明,所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名: 日期:学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关
2、部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。作者签名: 日期:导师签名: 日期:基于 PLC与 Wincc构架下的水温 PID控制摘要:随着整个行业自动化程度的提高,在工业领域内,用户对控制系统的控制精度要求越来越高。人机界面的出现恰好满足了用户这一需求,工业环境中PLC 与 WinCC 的软硬件结合无疑是人机界面与设备交互的典范。本文以西门子 S7-300(PLC)与工控机作为硬件平台,搭建设计了基于 PLC与 WinCC 构架下的水温 PID 控制系
3、统, 该系统的设计包括上位机的温度控制、实时监控界面单元,上位机与 PLC 控制器通信、控制器执行单元及现场设备单元。以工业现场总线中常用的 MPI 作为通信的基础,PLC 控制器与 WinCC 工控软件分别作为硬件核心与上位机控制系统,完成上位机与控制单元通信。本设计的控制单元包括一个 S7-300 PLC、一台工控机和一个固态继电器,采用 MPI通信,通过从温度传感器反馈的温度值传送到 PLC,之后再通过 S7-300(PLC)中自带 PID 模块参数整定达到水温控制的目的。通过调试运行,本系统设计达到最初的各项指标,同时具有良好的稳定性和安全性。关键词:WinCC S7-300 水温 P
4、ID 控制 指导老师签字:Water temperature of PID control system based on PLC and WinCC Abstract:With the increasing degree of automation of the whole industry comes higher demand from our customers for the control precision of control system.The innovation of human-computer interface meets that demand perfectl
5、y with a ourstanding representitive being the combination of PLC and WinCC.This paper is about the platform of S7-300(PLC)made by Siemens which is equipped with the PID water temperature control system based on PLC-WinCC framework.This whole system is made up of temperature control of the upper comp
6、uter、interface units of real-time monitoring、controller communication between the upper computer and PLC、controller execute units and equipment units at site.The communication between the upper computer and the control units is achieved by using MPI as the basis for communication,PLC as the core har
7、dware and WinCC as the control system. the control units of this design include a S7-300 PLC、an IPC and a SSR.With the assistance of the MPI which transfers the readings of the temperature created by temperature sensor and the PID Module Parameters of the PLC to finally control the water temperature
8、.By debugging the system can default itself with both decent stability and safety.Keywords:WinCC S7-300 PLC Temperature of Water PID Control Signature of Supervisor:目 录1 前言 .11.1 研究的目的及意义 .11.2 系统组成部分概述及相关领域的研究进展成果 .21.2.1 PLC 概述 .21.2.2 温度控制的研究现状 .21.2.3 PID 算法概述 .31.2.4 PID 控制器 .41.3 主要研究内容 .52 PL
9、C 与 Wincc 基础 .72.1 可编程控制器(PLC)基础 .72.1.1 可编程控制器 .72.1.2 模块式 PLC 的基本结构 .72.1.3 PLC 的功能 .82.1.4 PLC 的特点 .92.2 WinCC 工控软件 .102.2.1 WinCC 概述 .102.2.2 WinCC V6.0 概述 .112.2.3 WinCC V6.0 的特点 .113 控制系统硬件配置及软硬件组态 .133.1 PLC 硬件部分 .133.1.1 S7-300 系列 PLC 简介 .133.1.2 CPU314C-2PN/DP 介绍 .143.2 温度传感器 .163.2.1 温度传感器
10、概述 .163.2.2 热电阻 .173.3 固态继电器 .173.3.1 概述 .173.3.2 固态继电器的组成 .193.3.3 固态继电器的特点 .193.4 西门子编程软件 STEP7.193.4.1 STEP7 概述 .193.4.2 STEP7 硬件组态 .204 PLC 控制系统设计 .234.1 程序设计 .234.1.1 设计思路 .234.1.2 控制系统流程图(PLC 部分) .234.1.3 控制系统关系图 .244.1.3 PID 参数调节 .244.2 程序梯形图 .255 WinCC 人机界面 .295.1 人机界面设计 .295.1.1 WinCC 界面设计思
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