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基于S7-200PLC的温度采集控制系统设计与实现

内容摘要

随着科技的发展，传统的干燥方式逐渐被工业化的干燥模式所替代，热风干燥作为一种操作简单、维护方便、价格低廉的干燥方式现以被大范围的推广。

本文以常见的电热鼓风干燥箱为基础，通过增加温度检测设备和数据采集器，从而增加对干燥流程温度的监控和采集能力。在本设计中S7-200PLC是温度采集系统的主要组成部分，通过模拟量输入端口接受信号，随后配套程序转换信号。在数据采集器方面，通过WinCC建立人机交互界面，最终实现温度数据的实时监控与记录。

关键词：电热鼓风干燥箱；温度采集；S7-200PLC

目录

TOC\o1-3\h\z\u内容摘要 1

1绪论 4

1.1课题的背景及意义 4

1.2国内外发展现状 5

1.2.1国外PLC发展现状 5

1.2.2我国PLC发展现状 5

1.3本文的主要内容 6

2系统整体方案设计 7

2.1设计要求 7

2.2方案设计 7

2.3器件选型 7

3硬件设计 9

3.1PLC基本概念 9

3.2PLC组成及功能 10

3.3S7-200PLC简介 10

3.4S7-200PLC的工作方式和运行框图 11

3.5PLC温度控制系统硬件设计 12

3.6S7-200PLC硬件接口设计 14

4软件设计 16

4.1S7-200CPU的PID控制 16

4.1.1PID算法在S7-200中的应用 16

4.1.2PID控制器调试 19

4.2系统程序控制流程图 19

4.3变量分配表 20

4.4人机交互界面设计 21

5系统实现 22

5.1硬件系统实现 22

5.2人机交互界面功能实现 24

6结论 26

参考文献 28

1绪论

1.1课题的背景及意义

传统的自然晾晒的干燥方式，在干燥过程中不可避免的会受干燥场地与天气的影响，干制品的品质不稳定，极易影响最终产品品质。江涛等对国内藻类干燥方式进行研究，提出传统藻类干燥方式干燥时间长、易受天气以及气候变化的影响、人力资源的浪费的问题，并大力推广注重干燥理论研究与工业应用结合的干燥设备。而热风干燥作为一种经济、方便和易于工业化推广的一种干燥方式现以大范围的应用于食品、药品等诸多领域。但热风干燥同时也存在着干燥周期较长，不均匀产品薄层面易受美拉德反应的问题，姚渠等对国内粮食干燥技术的发展趋势进行展望，提出了现阶段干燥加工工艺指导匮乏的问题，并大力推广能够精准掌握干燥过程中的温度、水分等参数变化的智能化、标准化的干燥装置。本文以S7-200PLC为基础搭配数据采集器，设计出一个系统对市面上常用的电热鼓风干燥箱在干燥过程中的温度进行显示和记录。

PLC作为一种微型计算机，它有着高敏捷力、高兼容性和高通讯能力等诸多优点。在PLC应用领域，PLC自带的模拟量采集器，现以大规模应用于工业化数据监测领域，而温度采集作为工业化监测中的基础判定指标，受到了较多的关注。而温度是最基本的环境参数之一,在日常生活生产中温度的变化将决定最终产品品质的优劣。刘星宇等设计出一台温度控制系统，通过最终调试与试验证明了温度对农产品干燥的总要性。

不论是针对食品样品等其他产品，由于新鲜产品自身含水量较高，所以新鲜产品极易产生腐败变质的现象，从而影响产品贮藏、运输以及最终的销售，所以应降低新鲜产品自身的含水量，而干燥则是一种最为行之有效和较高性价比的有效降低含水量的方式，但在干燥过程中干燥室内温度的变化将会对最终产品的品质产生极为巨大的影响。缪全诚等为解决传统粮食干燥设备温度控制不佳从而导致储存粮食快速腐败的问题，设计出基于PLC的粮食干燥机控制系统，试验结果表明：食物水分在实验12小时内未出现较大偏移，证明了PLC对于温度监控的灵敏性与可行性的同时也论证了温度在粮食干燥过程中的重要性。温度作为在干燥过程中重要的评定参数之一，受到国内学者的广泛关注；而在干燥过程中过高的温度会使样品产生美拉德反应，对干制品会造成不可逆的影响，影响其干燥后的干制品品质；同时面对形状不规则的产品，在过高或不适宜的温度下进行干燥，极易产生干燥不均匀甚至未达到至目标含水量的现象；最后不适宜的温度也是一种对能源巨大的浪费，现阶段国内学者正在积极的研发多种新型干燥方式以达到节约能耗、提升干制品品质和工业化的目的，此时温度的监测显得愈加重要。

PLC作为一种高效、反映迅速、功能强大且又自带储存功能的小型微型计算机，现已大范围在企业设备升级干