玻璃窑炉温度控制系统设计

玻璃窑炉温度控制系统设计(任务书,开题报告,论文13000字)
摘要
本文借助SIMATIC STEP7软件首先对S7-200型号的PLC进行程序设计，为了使程序具有可读性和可修改性，程序采用梯形图语言进行编程，结构化编程，对每一块回路的编程模块化。并使用MATLAB软件，对控制系统进行了PID参数整定。所得结果对于玻璃窑炉温度的精确控制具有重要的指导意义。
论文主要研究了基于实际玻璃生产过程中的一些复杂控制问题，考虑如何设计合理有效的控制算法以及控制程序，来提高玻璃窑炉温度控制系统的跟踪性、鲁棒性还有稳定性。
研究结果表明：通过PID参数整定等调试，可以设计出合理有效的控制算法，使一个多变量，大时滞强耦合、时变的非线性复杂控制对象可以被高跟踪性、鲁棒性、稳定性的控制系统所控制。
关键词：PLC；温度控制；玻璃窑炉；PID
 
Abstract
With the help of SIMATIC STEP V5.6 software, the program of S7-200 PLC is designed first. In order to make the program readable and modifiable, the program is programmed by ladder diagram language, structured programming and modularized programming for each loop. Using MATLAB software, the PID parameters of the control system are tuned. The results obtained have important guiding significance for precise temperature control of glass furnace.
This paper mainly studies some complex control problems based on the actual glass production process, and considers how to design reasonable and effective control algorithm and control program to improve the tracking, robustness and stability of glass furnace temperature control system.
The results show that a reasonable and effective control algorithm can be designed by adjusting PID parameters, so that a multi-variable, time-delay, strong coupling, time-varying nonlinear complex control object can be controlled by a high tracking, robustness and stability control system.
Key Words: PLC; temperature control; glass furnace; PID

目录
第1章    绪论    1
1.1    玻璃窑炉温度控制系统简介    1
1.1.1    玻璃窑炉的生产工艺流程    1
1.1.2    玻璃窑炉温度控制的基本要求    2
1.1.3    玻璃窑炉温度控制系统的特性分析    2
1.2 玻璃窑炉温度控制系统的发展现状    3
第2章    系统总体方案设计    5
2.1玻璃窑炉温度控制系统的数学模型    5
2.2 系统PID调节方案设计    5
2.2.1 PID控制器    5
2.2.2 系统闭环控制结构设计    5
2.3 系统参数分析    7
2.4 控制系统结构框图设计    8
第3章    系统硬件电路设计    9
3.1 系统元器件的选择    9
3.1.1 可编程控制器PLC的选用    9
3.1.2 燃料阀门的选择    11
3.1.3 温度传感器的选择    11
3.2 电气连接图设计    12
3.2.1 I/O口分配    12
3.2.2 控制系统电气连接图    13
第4章    系统软件设计    15
4.1 控制程序设计    15
4.1.1 控制指令    15
4.1.2 输入输出量转换    16
4.2 PID算法程序    17
4.3 PID算法仿真及比较    19
4.3.1 Ziegler-Nichols法整定PID    21
4.3.2 基于内模控制PID整定法    22
4.3.3 比较    24
第5章    结论及有关问题的讨论    25
5.1 结论    25
5.2 存在的问题    25
参考文献    27
致谢    29