基于PLC与Wincc构架下的水温PID控制

基于PLC与Wincc构架下的水温PID控制

文档编号:ZD1764 文档字数:15574，附任务书，开题报告，外文翻译

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 PID控制

Abstract:

1 前言 1

1.1 研究的目的及意义 1

1.2 系统组成部分概述及相关领域的研究进展成果 2

1.2.1 PLC概述 2

1.2.2 温度控制的研究现状 2

1.2.3 PID算法概述 3

1.2.4 PID控制器 4

1.3 主要研究内容 5

2 PLC与Wincc基础 7

2.1 可编程控制器（PLC）基础 7

2.1.1 可编程控制器 7

2.1.2 模块式PLC的基本结构 7

2.1.3 PLC的功能 8

2.1.4 PLC的特点 9

2.2 WinCC工控软件 10

2.2.1 WinCC概述 10

2.2.2 WinCC V6.0概述 11

2.2.3 WinCC V6.0的特点 11

3 控制系统硬件配置及软硬件组态 13

3.1 PLC硬件部分 13

3.1.1 S7-300系列PLC简介 13

3.1.2 CPU314C-2PN/DP介绍 14

3.2 温度传感器 16

3.2.1 温度传感器概述 16

3.2.2 热电阻 17

3.3 固态继电器 17

3.3.1 概述 17

3.3.2 固态继电器的组成 19

3.3.3 固态继电器的特点 19

3.4 西门子编程软件STEP7 19

3.4.1 STEP7概述 19

3.4.2 STEP7硬件组态 20

4 PLC控制系统设计 23

4.1程序设计 23

4.1.1 设计思路 23

4.1.2 控制系统流程图（PLC部分） 23

4.1.3 控制系统关系图 24

4.1.3 PID参数调节 24

4.2 程序梯形图 25

5 WinCC人机界面 29

5.1 人机界面设计 29

5.1.1 WinCC界面设计思路 29

5.1.2 人机界面简图 29

5.2 图形编辑及内部变量图 30

5.2.1 图形编辑画面 30

5.2.2 变量管理 30

5.3 WinCC程序运行图 30

6 结论 34

参考文献 35

致谢 36

附录A：PLC程序图 37

附录B：WinCC人机界面 39

基于PLC与Wincc构架下的水温PID控制由毕业论文网（www.huoyuandh.com）会员上传。