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热水炉温控 恒温控制系统 控制系统的组成 我们所需设计的温度控制系统要求反应罐内温度一直保持在给定温度值，其控制系统的组成如下图所示。 反应罐恒温控制系统由温度检测与变送装置、温度控制器、晶闸管调功器（执行器）和反应罐（对象）四个环节组成，途中的比较环节用来计算温度设定值与温度测量值的偏差，一般与控制器组合在一起。 控制要求 设计一个如图所示的热水炉温控系统。热水炉参数：内经Φ1000mm，内高3m，最大出水量0.5m3/h，进出水量最大温差30℃，出水温度根据用户要求在40~60℃范围内可调（不必考虑水位控制）。用电热棒直接加热，温度控制在40~60℃，控制精度1%。 控制系统原理 控制原理：由PLC作为温度控制器，首先将设定值(SV）写入PLC并且启动加热棒。系统会实时测量温度并且与设定值比较，在比较的同时，PLC中的PID会进行调节，再通过调功器（SCR）来调节加热棒的温度。 监测环节——温度传感器的选择与应用 温度传感器仪表是工业生产中应用最广泛的仪表之一。按测温方法分类可分为接触式，非接触式两种。我们选择温度传感器的主要依据是仪表的范围和量程以及仪表的精度。 设计需求，需要测量的温度范围在0~60℃，要求控制精度1%。根据这一要求，选择物理、化学性质都非常稳定的铂热电阻。铂是目前制造热电阻最好的材料。铂热电阻（WZP)除用作一般工业测温外，主要作为标准电阻温度计，广泛地应用于温度的基准、标准的传递。 最终我们选定型号为PT100的固定法兰式铂热电阻作为检测环节的温度传感器。 控制环节——PLC的选型与应用 分析被控对象并提出控制要求 确定PLC的输入／输出设备 PLC分配I/O点并设计PLC外围硬件线路 PLC程序设计 根据前三项要求分析，最终决定选用三菱FX2N—32MR PLC。 A/D模块选用FX2N—2AD，DA模块选用FX2N—2DA。 执行机构——调功器的工作原理与选择 电加热控制温度一般都使用晶闸管调功电路，晶闸管可分为普通晶闸管和双向晶闸管，电加热功率控制可以使移相触发调压和过零触发调功。单相移动触发包含较大的高次谐波，过零触发则没有，交流零出发开关使电路在电压为零或零附近的瞬间接通，利用管子电流小于维持电流来使管子自行关断，这种开关对外接的电磁干扰最小。 因此我们选择了零触发调功器，但是仍需根据加热棒功率来选择调功器的具体型号。 根据题目要求计算，所需加热水最大值约为2.4m3，需加热温度为30摄氏度及以上，结合水的比热容以及适当时间计算，加热棒的功率应选用20KW左右。 最终选择选择使用美国固特型号为CKA30KW/3X380V的调功器。 PID参数的整定 PID控制参数： 采样时间（Ts） 动作方向（ACT） 输入滤波常数（α） 比例增益（Kp） 积分时间（T1） 微分增益（KD） 微分时间（TD） 输入变化量（增侧）报警设定值 输入变化量（减侧）报警设定值 输出变化量（增侧）报警设定值 输出变化量（减侧）报警设定值 报警输出 程序示例 系统的安装与调试 如图所示系统的接线原理图…… 谢谢