目 录
 
摘    要……………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract ……………………………………………………………………………………Ⅱ
第1章  绪   论
  1.1 国外温度控制系统的发展情况………………………………………………………1
  1.2国内温度控制系统的发展概况………………………………………………………1
  1.3 可编程序控制器(PLC)简介…………………………………………………………2
       1.3.1 可编程控制器发展概况……………………………………………………2
     1.3.2 可编程控制器的特点………………………………………………………3
     1.3.3 PLC的发展趋势……………………………………………………………5
第2章  常用温度控制系统分析
  2.1  常规PID简介…………………………………………………………………………6
  2.2  智能化PID控制调节器简介…………………………………………………………7
  2.3  神经网络智能调节器………………………………………………………………10
第3章  控制系统的总体要求
  3.1 控制系统确定………………………………………………………………………11
  3.2温度控制系统的选择…………………………………………………………………13
第4章  系统设计方案
  4.1大滞后温度控制系统分析……………………………………………………………16
  4.2 控制系统的硬件配置…………………………………………………………19
  4.3 PID温度控制系统参数的自整定…………………………………………………20
  4.4铂电阻Pt100温度传感器线性化处理………………………………………………23
  4.5控制算法要点…………………………………………………………………………25
       4.5.1 一阶预估控制计算…………………………………………………………25
     4.5.2 变积分计算…………………………………………………………………25
     4.5.3 PI参数自整定……………………………………………………………26
       4.5.4 PLC应用中的可靠性与抗干扰措施………………………………………27
第5章 系统控制回路分析
  5.1 温度控制回路………………………………………………………………………30
  5.2 PLC控制系统分析……………………………………………………………………30
结束语 ……………………………………………………………………………………33
参考文献 …………………………………………………………………………………34
致 谢 ………………………………………………………………………………………35
附录 A  PLC梯形图………………………………………………………………………36
附录 B  PLC语句表……………………………………………………………………39

电加热炉PLC温度自适应控制系统的研究

摘  要: 温度控制在我国电子、冶金、机械等工业领域应用非常广泛。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。目前，仍有相当部分工业企业在用窑、炉、烘干生产线存在着控制精度不高，炉内温度均匀性差等问题，达不到工艺要求，造成装备运行成本费用高，产出品品质低下，严重影响企业经济效益，急需进行技术改造。
近年来，国内外对温度控制调节器进行了广泛、深入的研究，特别是随着计算机技术的发展，温度控制器的研究取得巨大的进展，形成了一批商品化的温度调节器，如：智能化 PID、模糊控制、自适应控制等，其性能、控制效果好，可广泛应用于温度控制系统及企业相关设备的改造。为企业的设备的技术改造服务。
本文研究的是电加热炉PLC温度自适应控制系统的总体方案，从技术上分析、研究设备的控制系统、温度控制器、加热用发热元件、加热驱动器等的选择和确定。同时，本文还研究大惯性、大滞后温度控制系统的控制及其参数整定；分析 PLC 的控制回路及控制程序；并对整个系统的设计进行分析、评价。

关键词： 温度控制， 滞后系统， PLC

Temperature control system

Abstract: Temperature control system is widely using in electron and metallurgy and machine industry in our country. It has the feature of pure time delay and great inertia and variety of parameter etc. so it need high quality temperature controller. At present, most of enterprise is making use of drying furnace that it controlling precision is low and temperature in furnace is not uniformity. It do not fixit the request of technical. So the price of using is high and effect benefit of enterprise. It needs alteration.
In recent years, people research temperature controller deeply. Along with the development of computer technology, temperature controller have made a great progress and development, and appears some commercial temperature controller. For example: intelligentize PID and fuzzy control and self-adaptive control etc.  The temperature controller offers better controlling precision and effect.
This essay deals with a method of temperature control system base on PLC. The author analyzed and researched temperature controller with pure delay time and great inertia, and also analyzed and researched that how to make certain the parameter of temperature controller. After analyzing PLC controlling system and controlling program, the author continued to analyzing feature and giving a judgment of the controlling system in the end.

Key word : temperature control ， time delay system ，PLC

第1章  绪 论
 
1.1 国外温度控制系统的发展情况
 
自 70 年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在微电子技术和计算机技术的迅猛发展以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，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，在这方面，以日本、美国、德国、瑞典等国技术领先，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。它们主要具有如下的特点：
1）适应于大惯性、大滞后等复杂温度控制系统的控制。
2）能够适应于受控系统数学模型难以建立的温度控制系统的控制。
3）能够适应于受控系统过程复杂、参数时变的温度控制系统的控制。
4）这些温度控制系统普遍采用自适应控制、自校正控制、模糊控制、人工智能等理论及计算机技术，运用先进的算法，适应的范围广泛。
5）温控器普遍具有参数自整定功能。借助计算机软件技术，温控器具有对控制对象控制参数及特性进行自动整定的功能。有的还具有自学习功能，它能够根据历史经验及控制对象的变化情况，自动调整相关控制参数，以保证控制效果的最优化。
6）温度控制系统具有控制精度高、抗干扰力强、鲁棒性好的特点。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。

1.2 国内温度控制系统的发展概况
 
温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同国外的日本、美国、德国等先进国家相比仍然有着较大的差距。目前，我国在这方面总体技术水平处于 20 世纪 80年代中后期水平，成熟产品主要以“点位”控制及常规的 PID 控制器为主，它只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来确定。这些差距，是我们必须努力克服的。
随着我国经济的发展及加入 WTO，我国政府及企业对此都非常重视，对相关企业资源进行了重组，相继建立了一些国家、企业的研发中心，并通过合资、技术合作等方式，组建了一批合资、合作及独资企业，使我国温度等仪表工业得到迅速的发展。
当前，由于国内、国外的温度控制系统、计算机控制等控制手段较多，因此，需对相关问题进行研究，以确定系统合适的设计方案。因此需对与本课题有关的下述问题进行分析研究：
1) 大滞后温度控制系统的分析；
2) PID 控制系统参数的自整定研究；
3) 铂电阻 Pt100 测温传感器线性化处理研究；
4) PLC 控制系统分析。

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