PLC是一种数字控制专用电子计算机，它使用了可编程序存储器储存指令，执行诸如逻辑、顺序、计时、计数与演算等功能，并通过模拟和数字输入、输出等组件，控制各种机械或工作程序。PLC可靠性高、抗能力强、编程简单，易于被工程人员和使用，目前在工业领域上被广泛应用[6]。相对于 IPC，DCS，FSC等而言，PLC是具有成本上的优势。因此，PLC着很大的市场份额，其前景也很有前途。
工控机（IPC）即工业用个人计算机。IPC的性能可靠、丰富、价格低廉，应用日趋广泛。它能够适应多种工业恶劣，抗振动、抗高温、防灰尘，防电磁辐射。过去工业锅炉大多用人工结合常规仪表监控，一般较难达到满意的结果，原因是工业锅炉的是一个多变量输入的复杂。影响的因素十分复 杂，较正确的数学模型不易建立，以经典的PID为基础的常规仪表控制，已很难达到佳状态。而计算机提供了诸如数字滤波，积分分离PID，选择性PID。 参数自整定等各种灵活算法，以及“模糊判断”功能，是常规仪表和人力难以实现或无法实现的[7]。在工业锅炉温度检测控制中采用控机工可大大了对锅炉的监控品质，了平均热效率[7]。但如果单独采用工控机作为控制，又有易和可靠性差的缺点。
集散型温度控制（DCS）是一种功能上分散，上集中上集中的新型控制。与常规仪表相比具有丰富的监控、协调功能等特点。DCS的关键是通 信。也可以说数据公路是分散控制DCS的脊柱。由于它的任务是为所有部件之间提供通信网络，因此，数据公路自身的设计就决定了总体的灵活性和性。基本DCS的温度控制提供了生产的自动化水平和水平，能操作人员的劳动强度，有助于的效率[8]。但DCS在设备配置上要求网 络、控制器、电源甚至模件等都为冗余结构，支持无扰切换和带电插拔，由于设计上的高要求，DCS成本太高。
现场总线控制（FCS）综合了数字通信技术、计算机技术、自动控制技术、网络技术和智能仪表等多种技术手段的。其优势在于网络化、分散化控制。基于总线控制（FCS）的温度控制具有高精度，高智能，便于等特点，FCS由于信息处理现场化，能直接执行传感、控制、和计算功能。而且它可以对现场装置(含变送器、执行器等)进行远程诊断、和组态，这是其他无法达到的[9]。但是，FCS还没有完全成熟，它才刚刚进入实用化的 现阶段，另一方面，另一方面，目前现场总线的共有12种之多，这给FSC的广泛应用添加了很大的阻力。
各种温度都有自己的优缺点，用户需要根据实际需要选择配置，当然，在实际运用中，为了达到更好的控制，可以采取多个的集成，做到互补长短。
温度控制在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同、美国、德国等**相比有着较大差距。 成熟产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主。它只能适应一般温度控制，难于控制滞后、复杂、时变温度控制。而适应于较高控制的智能化、自适应控制仪表，国内技术还不十分成熟，形成商品化并在仪表控制参数的自整定方面，国外已有较多的成熟产品。但由于国外技术保密及我国工作的滞 后，还没有出性能可靠的自整定。控制参数大多靠人工及现场调试确定。国外温度控制发展迅速，并在智能化、自适应、参数自整定等方面取得成果。、美国、德国、瑞典等技术，都生产出了一批商品化的、性能优异的温度控制器及仪器仪表，并在各行业广泛应用。目前，国外温度控制及仪表正 朝着高精度、智能化、小型化等方面快速发展[10]。
1.3本文的研究内容
本论文主要是利用PLC S7-200 采用PID控制技术做一个温度控制，要求误差不超过正负1℃，并且用组态实现在线监控。具体有以下几方面的内容：
章，对PLC应用的背景进行了阐述，并介绍当前温度控制的发展状况。
第二章，简单概述了PLC的基本概念以及组成。
第三章，介绍了控制设计所采用的硬件连接、使用以及编程的简单介绍。
第四章，介绍了本论文中用到的一些算法和思想，包括PWM、PID控制、PID在PLC中的使用以及PID的参数整定。
第五章，介绍了设计程序的设计思想和程序，包括助记符语言表和梯形图。
第六章，介绍了组态画面的设计。
第七章，进行设计，检验控制控制。
第八章,对全文进行总结。
第二章 可编程控制器的概述
2.1 可编程控制器的产生
可编程控制器是一种工业控制计算机，英文全称：Programmable Controller，为了和个人计算机(PC)区分，一般称其为PLC。可编程控制器(PLC)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。其性能优越，已被广泛地应用于工业控制的各个领域。
20世纪60年代，计算机技术开始应用于工业控制领域，但由于价格高、输入输出电路不匹配、编程难度大，未能在工业领域中推广。
1968年，美国的汽车制造公司通用汽车公司(GM)提出了研制一种新型控制器的要求，并从用户角度提出新一代控制器应具备**条件，立即引起了开潮。1969年，美国数字设备公司(DEC)研制出了上台可编程序控制器，并应用于通用汽车公司的生产线上。
可编程控制器自问世以来，发展极为迅速。1971年开始生产可编程控制器，而欧洲是1973开始的。如今，各国的一些的电气工厂几乎都在生产可编程控制器[11]。可编程控制器从诞生到现在经历了四次更新换代，见表1-1。
表 1-1 可编程控制器功能表
代次 器件 功能
代 1位处理器 逻辑控制功能
第二代 8位处理器及存储器 产品系列化
第三代 高性能8位微处理器及位片式微处理器 处理速度，向多功能及联网通信发展
16位、32位微处理器及高性能位片式微处理器 逻辑、运动、数据处理、联网功能的多功能
2.2 可编程控制器的基本组成
PLC从组成形式上一般分为整体式和模块式两种。整体式PLC一般由CPU板、I/O板、显示面板、内存和电源组成。模块式PLC一般由CPU模块、I /O模块、内存模块、电源模块、底版或机架组成。本论文实物采用的是模块式的PLC，不管哪种PLC，都是属于总线式的结构，其构成如图2-1所示 [12]。
1) CPU（处理器）
和一般的微机一样，CPU是微机PLC的核心，主要由运算器、控制器、寄存器以及实现他们之间联系的地址总线、数据总线和控制总线构成。CPU在很大程度上决定了PLC的整体性能，如整个的控制规模、工作速度和内存容量。
CPU控制着PLC工作，通过读取、解释指令，指导PLC有条不紊的工作。
2) 存储器
存储器（内存）主要用语存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成部分。PLC中的存储器一般包括程序存储器和用户程序存储器两部分。程序一般由厂家编写的，用户不能修改；而用户程序是随PLC的控制对象而定的，由用户根据对象生产工艺的控制要求而编制的应用程序。
3) 输入输出模块
输入模块和输出模块通常称为I/O模块或I/O单元。PLC提供了各种工作电平、连接形式和驱动能力的I/O模块，有各种功能的I/O模块供拥护选用。按 I/O点数确定模块的规格和数量，I/O模块可多可少，但其大数受PLC所能的配置能力，即底版的。
PLC还提供了各种各样的特殊的I/O模块，如热电阻、热电偶、高速计算器、位置控制、以太网、现场总线、温度控制、中断控制、声音输出、打印机等专用型或智能型模块，用以各种特殊功能的控制要求。智能接口模块是一的计算机，它有自己的CPU、程序、存储器及与PLC总线相连接的接 口。
4)编程装置
编程器作用是将用户编写的程序下载至PLC的用户程序存储器，并利用编程器检查、修改和调户程序，用户程序的执行，显示PLC状态、内部器件 及的参数等。常见的编程器有简易手持编程器、智能图形编程器和基于PC的专用编程。目前PLC制造厂家大都了计算机辅助PLC编程支持， 当个人计算机安装了PLC编程支持后，可用作图形编程器，进行用户程序的编辑、修改，并通过个人计算机和PLC之间的通信接口实现用户程序的双向传送、监控PLC运行状态等。
5）电源
PLC的电源将外部供给的交流电转换成供CPU、存储器等所需的直流电，是整个PLC的能源供给中心。PLC大都采用高的工作性好、抗能力强 的开关稳压电源，许多PLC电源还可向外部提供直流24V稳压电源，用于向输入接口上的接入电气元件供电，从而简化配置。