论文（设计）题目：基于PLC和组态王的温度控制系统设计

研究背景、意义：

在工业生产过程中，温度是最常见的过程参数之一。在冶金、化工、电力、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。由于其具有工况复杂、参数多变、运行惯性大、控制滞后等特点，它对控制调节器要求极高。在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为PID控制。

可编程控制器(PLC)是一种应用非常广泛的自动控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点，非常适合温度控制的要求。

基于PLC 的温度控制系统以其可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、功能强大、能耗低等优点深受许多用户的青睐，在工业温度控制场合得到了广泛的应用。同时，人机界面的出现可以使用户对控制系统进行全面监控，包括参数监测、信息处理、在线优化、报警提示、数据记录等功能，从而使控制系统变得简单易懂、操作人性化。

研究内容：

本论文研究的是PLC技术在温度监控系统上的应用。从整体上分析和研究了控制系统的硬件配置、电路图的设计、程序设计，控制对象数学模型的建立、控制算法的选择和参数的整定，人机界面的设计等。

设计方法：

通过西门子PLC控制器，温度传感器将检测到的实际炉温转化为电压信号，经过模拟量输入模块转换成数字量信号并送到PLC中进行PID调节，PID控制器输出量转化成占空比，通过固态继电器控制炉子加热的通断来实现对炉子温度的控制。同时利用组态软件组态王设计一个人机界面（HMI），通过串行口与可编程控制器通信，对控制系统进行全面监控，从而使用户操作更方便。

总体上包括的技术路线：硬件设计，软件编程，参数整定等。

相关支持条件：

西门子PLC控制器     组态软件组态王

预期成果：

在西门子工控产品PLC和组态王的基础上，我们设计出反应迅速，控制精度高、抗干扰能力强、稳定可靠的温度控制系统。结合人机界面，系统美观易懂，操作简单快捷。

设计进度：

预计5个月可完成：

第1个月：重点学习西门子PLC和组态软件的使用方法。

第2个月：PLC控制系统和控制器的设计。

第3个月：人机界面的设计。

第4个月：对整个系统进行全方位的调试及完善。

第5个月：论文写作。

学生签名：                                 年   月   日

指导教师意见：

  1、同意开题（ ） 2、修改后开题（ ） 3、重新开题（ ）

指导教师签名：                               年   月   日

指导教师分阶段检查论文的进展情况（要求过程检查记录不少于3次）：

第1次检查

学生总结：

控制系统硬件设计。在掌握了可编程控制器（PLC）的组成、工作原理以

及充分了解被控对象的基础上，选择了西门子S7-200系列PLC CPU226为控制

器，K型热电偶作为温度检测传感器，再加上固态继电器和烤炉组成了温度控

制系统。根据硬件连接图完成控制系统实际的硬件连接。

指导教师意见：

第2次检查

学生总结：

控制系统软件设计。认真学习PLC的功能指令，在掌握系统硬件工作过程

的基础上画出控制程序流程图，然后利用编程软件STEP7--Micro/WIN 编写了

梯形图程序。编程时应用了编程软件自带的PID指令向导模块，使得程序结构

简单，更容易理解。

指导教师意见：

第3次检查

学生总结：

人机界面设计。在比较了西门子公司的Wincc、罗克韦尔公司的RsView及

国产的组态王等组态软件后，发现组态王更容易操作且能达到我们的要求，所

以我们用组态王做出了控制系统监控界面，包括主界面、设定画面、实时趋势

曲线、历史趋势曲线和报警窗口等画面。这样，整个系统操作简单，控制方便，

大大提高了系统的自动化程度和实用性。

指导教师意见：

第4次检查

学生总结：

    对整个系统进行多次测试后得出结果，完成了整个论文的撰写。

指导教师意见：

 学生签名：                                      年   月   日

指导教师签名：                                  年   月   日

总体

完

成

情

况

指导教师意见：

1、按计划完成，完成情况优（ ）

2、按计划完成，完成情况良（ ）

3、基本按计划完成，完成情况合格（ ）

4、完成情况不合格（ ）

指导教师签名：                            年   月   日