第
1 章 绪论
1.1 研究目的及意义
温度是工业生产中常见的工艺参数之一,任何物理变化和化学反应过程都与温度
密切相关。在科学研究和生产实践的诸多领域中,温度控制占有着极为重要的地位,
特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中,具有举足轻重的作用。对
于不同生产情况和工艺要求下的温度控制,所采用的加热方式,燃料,控制方案也有
所不同。总之,温度控制系统的工艺过程复杂多变,具有不确定性,因此对系统要求
更为先进的控制技术和控制理论,本文就旨在设计一种更为精确地温度控制系统。
可编程控制器是一种工业控制计算机,是继承计算机、自动控制技术和通信技术
为一体的新型自动装置,它具有抗干扰能力强,价格便宜,可靠性强,编程简单,易
学易用等特点,在工业领域中深受工程操作人员的喜欢,因此 PLC 已在工业控制的各
个领域中被广泛地使用。而目前在控制领域,就控制策略而言,由于 PID 控制结构简
单、稳定性好、工作可靠、使用中不必弄清楚系统的数学模型,因此最常用控制方式
的仍然是传统的 PID 控制。综上所述,对罗克韦尔平台下基于 ControlLogix 的温度控
制系统的设计研究具有重要的理论意义与实际应用价值。
1.2 温度控制系统的研究进展
温度控制系统在工业生产中获得了广泛的应用,在工农业生产、国防、科研以及
日常生活中占领着重要的地位。温度控制系统是人类供热、取暖的主要设备的驱动来
源,它的出现迄今已有两百余年的历史,期间,从低级到高级,从简单到复杂,随着
生产力的发展和对温度控制精度要求的不断提高,温度控制系统的控制技术得到迅速
的发展。当前,比较流行的温度控制系统有基于单片机的温度控制系统,基于 PLC 的
温度控制系统,基于工控机的温度控制系统,集散型温度控制系统等。
基于单片机的温度控制系统运行稳定,工作精度高。但相对其他温度系统而言,
单片机响应速度慢,中断源少,不利于在复杂的高精度要求的场合使用。随即,基于
工控机的温度控制系统由于性能可靠、软件丰富,价格低廉,应用日趋广泛。它能够
适应多种工业环境恶劣、高温、灰尘等场合,在工业炉温监测控制系统中采用工控机
可大大改善对锅炉的监控品质,提高平均热效率。但如果单独采用工控机作为控制系
统,又会产生易干扰和可靠性差的缺点。集散型温度控制系统是一种功能上分散,管
理上集中的控制系统,它的关键在于通信,集散型温度控制系统提升了生产的自动化
水平和管理水平,能减少操作人员的劳动强度,有助于提高系统的效率。但集散型控
制系统的设计要求较高导致其成本较高。而基于 PLC 的温度控制系统具有可靠性高、
抗干扰能力强、编程简单,易于被工程人员掌握和使用等优点,目前在工业领域上被
广泛使用。相比,基于工控机的温度控制系统以及集散型温度控制系统, PLC 是具有
成本上的优势的,因此,PLC 占领着很大的市场份额,其前景也不错。本文就主要研