s7-300_plc中程序控溫算法設(shè)計畢業(yè)設(shè)計-文庫吧在線文庫
【正文】 Bipolar。2 項目軟硬件構(gòu)建設(shè)計 項目硬件構(gòu)建 本次畢業(yè)設(shè)計主要通過溫度傳感器檢測鍋爐水溫，經(jīng)智能儀表做溫度變送器，傳遞420mA標(biāo)準(zhǔn)信號，經(jīng)西門子sm331模擬量輸入模塊輸入，經(jīng)CPU模塊進(jìn)行PID運(yùn)算后，通過是sm332模擬量輸出模塊或者sm322數(shù)字量模塊輸出420m標(biāo)準(zhǔn)信號或者數(shù)字信號，來控制調(diào)節(jié)閥的開度或繼電器的狀態(tài)，從而控制夾套降溫和鍋爐內(nèi)膽加熱絲加熱。作為溫度變送器時，AI818儀表使用變送和顯示功能，具體的參數(shù)設(shè)計如下：HIAL:。 ，節(jié)能實(shí)惠。輸入電源為三相交流電，輸出直接供給電機(jī)，接法均為三相四線制，動力電有一定的危險性，接線端子務(wù)必密封性良好，以防觸電事故的發(fā)生。CPU 3152DP的電源為5V DC，內(nèi)存為128K。首先對一些算法變量中的動態(tài)變量進(jìn)行初始化清零，然后判斷當(dāng)前的段數(shù)N是否等于設(shè)定段數(shù)Number，等的話回第一段循環(huán)執(zhí)行，不等執(zhí)行下一段，調(diào)用斜率算法塊FB1，將Cn1送入last_t,Cn送入set_t，Tn送入load_tim，進(jìn)行運(yùn)算，輸出一個時間刻度的變化量，通過OB35的時間基準(zhǔn)進(jìn)行四則運(yùn)算，輸出一個SP的值。由控制原理知識我們得到PID的傳遞函數(shù)如式1 （1）模擬量PID控制器的輸出表達(dá)式[7] 如式2 （2）由于PLC為數(shù)字式控制器，故需要對PID中的積分和微分環(huán)節(jié)進(jìn)行近似。分配給PER_TM的周期和FB43的處理周期并不相等。BIPOLAR：假定輸出整型值介于－7648和27648之間，因此，K1 = －，K2 = +UNIPOLAR：假定輸出整型值介于0和27648之間，因此，K1 = ，K2 = +就此次設(shè)計中參數(shù) OUT（float） = [ ((IN0)/(1000)) * (27648－0) ] + 0表3 FC106參數(shù)說明參數(shù)說明數(shù)據(jù)類型描述ＥＮＩＮＢＯＯＬ使能輸入端ＥＮＯＩＮＢＯＯＬ使能輸出端ＩＮＩＮＩＮＴ欲轉(zhuǎn)換為實(shí)型值的輸入值ＨＩ_ＬＩＭＩＮＲＥＡＬ工程單位的上限值ＬＯ_ＬＩＭＩＮＲＥＡＬ工程單位的下限值ＢＩＰＯＬＡＲＩＮＢＯＯＬ狀態(tài)為１輸入雙極性否則單極性ＯＵＴＯＵＴＲＥＡＬ轉(zhuǎn)換結(jié)果ＲＥＴ_ＶＡＬＯＵＴＷＯＲＤ返回值 多段斜率控溫的實(shí)現(xiàn)溫度設(shè)定曲線示意如圖17圖17多段溫度設(shè)定曲線示意圖（１）斜率升降溫的實(shí)現(xiàn)斜率算法中的時間刻度取ob35的周期100ms。首先在手動狀態(tài)下全功率加熱，冷卻測試夾套鍋爐對象的開環(huán)響應(yīng)曲線如圖25：圖25開環(huán)測試曲線上圖分為全功率加熱段，零功率保持段和全功率降溫段。PID控制器是控制系統(tǒng)中常見的一種控制規(guī)律，是根據(jù)偏差的比例（P），積分（I），微分（D）來進(jìn)行控制的[8]。降溫段滯后2分鐘10秒，℃?！??！妗Ｒ陨蟽蓤D可見PD控制規(guī)律的應(yīng)用明顯改善了控制品質(zhì)，這似乎有悖于經(jīng)驗(yàn)中的隨動控制忌諱使用微分分量，容易引入高頻干擾，從而使控制系統(tǒng)不穩(wěn)定，從而使控制品質(zhì)下降。升溫段曲線整體偏下，℃。采用PID控制規(guī)律，加入微弱的積分作用，有效的消除了余差，通過微分的配合，以及死區(qū)的加入有效地解決超調(diào)問題，同時有效的解決了滯后問題，是控制品質(zhì)達(dá)到預(yù)期控制精度?？傮w實(shí)現(xiàn)了斜率升降溫系統(tǒng)程序設(shè)計目的，達(dá)到了要求的精度范圍，從控制結(jié)果來看，經(jīng)調(diào)試比較所得的最終控制規(guī)律以及參數(shù)跟本領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和規(guī)律基本一致，不同之處在于設(shè)定值變化的場合對微分分量的選擇上，本次課程設(shè)計的對象的特性以及設(shè)定值發(fā)生器算法決定了，微分分量在本系統(tǒng)中占有重要的分量。參考文獻(xiàn) [1] 崔堅. 西門子S7可編程序控制器[M]. 北京：[2] [M] .蘇州：蘇州大學(xué)出版社，[3] 廖常初. S7300/400PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京：與串級方式的副環(huán)對比知，串級副環(huán)的輸入值為一個非線性值，容易引入高頻噪聲，不易加微分作用?！妗Ｉ郎囟吻€整體偏下，℃?！妫{(diào)很小，基本無振蕩。接下來嘗試采用PD控制規(guī)律?！妫{(diào)較嚴(yán)重，振蕩幅值較大。℃。（3）對象降溫段特性測試：由圖示可以看出降溫段呈現(xiàn)非線性形態(tài)，是由于夾套降溫水回流源水箱，造成源水箱溫度不斷上升造成的，可將降溫曲線分為兩種情況處理。程序中每段溫控都是通過調(diào)用FB1塊來實(shí)現(xiàn)的，即FB1塊的可循環(huán)調(diào)用給預(yù)設(shè)段數(shù)的變化提供了可能，可根據(jù)客戶的實(shí)際需要修改參數(shù)來實(shí)現(xiàn)段數(shù)的擴(kuò)展，從而達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的需要。SCALE功能使用以下等式：OUT =[((FLOAT(IN)－K1)/(K2－K1))*(HI_LIM－LO_LIM)]+LO_LIM常數(shù)K1和K2根據(jù)輸入值是BIPOLAR還是UNIPOLAR設(shè)置。使用FB43，可以配置帶有脈寬調(diào)制的兩步或三部PID控制器。其過程如圖12，現(xiàn)場鍋爐內(nèi)膽溫度通過溫度傳感器采集，經(jīng)sm331模擬量輸入模塊，送入控制器經(jīng)FB41運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果限定范圍為100~100。硬件組態(tài)如圖3：圖3硬件組態(tài)畫面 wincc軟件組態(tài)（1）變量管理:圖4變量組態(tài)畫面[4]（2）畫面編輯器：主畫面，報警畫面，報表記錄，溫度設(shè)置畫面，趨勢畫面[5]圖5畫面目錄圖6主畫面圖7報警畫面圖8報表記錄圖9溫度設(shè)置畫面圖10趨勢畫面3 控溫算法構(gòu)建本設(shè)計控溫算法的設(shè)計，主要分為兩大部分，都在OB35中斷中進(jìn)行。選用接觸器主要考慮因素有：根據(jù)電路中負(fù)載電流的種類，接觸器主觸頭的額定電壓，額定電流，控制電路要求確定吸引線圈工作電壓和輔助觸點(diǎn)容量。 Mpa，工作在安全范圍內(nèi)。 磁力驅(qū)動泵型號：20CQ12p 流量為3m179。（+）名稱分度號測量范圍℃誤差△℃銅電阻溫度傳感器Cu5050～150177。PID是過程控制中最基本、最常用、最重要的控制算法。溫度曲線設(shè)置程序輸出值作為FB41模塊的給定值進(jìn)行PID運(yùn)算，正極性PI
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