基于PLC的热循环试验箱温度控制系统

论文摘要

在实际温度控制问题中,对于含有种种不确定性的被控对象,传统的控制往往具有较大的非线性、时变性、滞后性,难以获得满意的控制效果,甚至无法控制。采用基于专家控制的PLC控制是解决非线性、时变性、滞后性等复杂问题的一种有效方法。本文将专家控制理论与PLC控制技术相结合,研究基于PLC的热循环控制系统。本文主要研究PLC的基本知识以及专家控制的基本理论,在此基础上建立专家控制规则,运用PLC的控制的方法结合专家控制规则来设计热循环控制系统。本文的控制主要分为制冷阶段的控制和加热阶段的控制,制冷阶段是在误差较大时候,采用开关量即增加或者减少压缩机运行的数量的方法来控制温度,误差小的时候采用控制变频器频率的方法来控制温度,并且在控温时候也采用改变变频器频率的方法；加热阶段采用PWM脉冲调宽技术控制固态继电器的开关时间来控制加热器的加热时间来控制温度。此外,文中还对其系统结构、硬件等进行了详细分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及研究目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文主要研究内容
• 第二章 可编程控制器简介
• 2.1 可编程控制器的产生和发展
• 2.2 可编程控制器的硬件和软件组成
• 2.3 可编程控制器的原理
• 2.4 三菱FX2N编程软件FXGPWIN介绍
• 第三章 控制系统整体设计
• 3.1 系统整体设计方案
• 3.1.1 系统要求
• 3.1.2 控制系统结构
• 3.1.3 主回路电气图
• 3.1.4 热循环试验箱温度控制系统
• 3.2 PLC的选择
• 3.3 热电式传感器
• 3.4 FX2N-4AD-PT特殊功能模块
• 3.5 FX2N-2DA特殊功能模块
• 3.6 三菱变频器FR-STU54
• 3.6.1 变频器概述
• 3.6.2 变频器配线
• 3.6.3 PLC数字信号和变频器频率关系的确定
• 3.7 固态继电器SSR-40DA
• 3.7.1 固态继电器概述
• 3.7.2 固态继电器选型
• 3.7.3 固态继电器在加热控制中的运用
• 3.8 特殊功能模块指令
• 3.8.1 读特殊功能模块FROM
• 3.8.2 写特殊功能模块TO
• 3.8.3 PWM脉宽调制指令
• 第四章 热循环专家控制策略研究
• 4.1 专家系统
• 4.1.1 专家系统构成
• 4.1.2 专家系统的建立
• 4.2 专家控制
• 4.2.1 专家控制的基本结构
• 4.2.2 功能
• 4.2.3 知识表示
• 4.3 专家控制规则的设计
• 4.3.1 降温阶段温度控制规则
• 4.3.2 低温维持阶段温度控制规则
• 4.3.3 升温阶段温度控制规则
• 4.3.4 高温维持阶段温度控制规则
• 第五章 热循环控制系统的PLC实现
• 5.1 热循环控制系统流程图设计
• 5.1.1 主程序控制流程图
• 5.1.2 降温分支流程图
• 5.1.3 低温维持分支流程图
• 5.1.4 升温分支流程图
• 5.1.5 高温维持分支流程图
• 5.2 热循环控制系统的程序设计
• 5.2.1 顺序功能简图
• 5.2.2 主程序
• 5.2.3 降温分支
• 5.2.4 低温维持分支
• 5.2.5 升温分支
• 5.2.6 高温维持分支
• 5.3 运行结果
• 结论与展望
• 6.1 研究工作总结
• 6.2 PLC实现专家控制的工程应用展望
• 致谢
• 参考文献