【正文】 PLC控制系統(tǒng)設(shè)置步驟圖 PID指令向?qū)? 編寫PID控制程序時(shí)，首先要把過程變量（PV）。最后根據(jù)系統(tǒng)分析的結(jié)果，具體的確定PLC的機(jī)型和系統(tǒng)的具體配置。項(xiàng)目包括的基本組件：程序塊、數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)塊、符號表、狀態(tài)表、交叉引用表。實(shí)際上就找到輸出和輸入的關(guān)系，完成設(shè)計(jì)任務(wù)。 硬件接線圖PLC主機(jī)計(jì)算機(jī)PID調(diào)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)溫度檢測裝置 溫度控制系統(tǒng)圖——實(shí)際溫度加熱器硬件接線圖見附錄 第四章PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分本在硬件基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹本項(xiàng)目的軟件設(shè)計(jì)，主要包括軟件設(shè)計(jì)的基本步驟、方法、編程軟件STEP7Micro/WIN的介紹以及本項(xiàng)目的程序設(shè)計(jì)。本論文采用的是K型熱電阻。I/O端子排可很容易地整體拆卸。 硬件配置 西門子S7200 CPU222CNS7200系列PLC可提供4種不同的基本單元和6種型號的擴(kuò)展單元。元件映像寄存器用來存儲(chǔ)PLC的開關(guān)量輸入/輸出和定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、輔助繼電器等內(nèi)部繼電器的ON/OFF狀態(tài)。(2) 用戶程序存儲(chǔ)器:用戶根據(jù)控制功能要求而編制的應(yīng)用程序稱為用戶程序，用戶程序存放在用戶程序存儲(chǔ)器中。(3) 位片式微處理器，如AMD2900系列等。 （7）運(yùn)動(dòng)控制功能符合PLC open 標(biāo)準(zhǔn)，方便工程實(shí)施和服務(wù)。，考慮系統(tǒng)的先進(jìn)性和可擴(kuò)展性。第三章 硬件設(shè)計(jì)本控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)由PLC控制系統(tǒng)硬件、監(jiān)視系統(tǒng)硬件以及其他輔助硬件設(shè)計(jì)組成。Kp太大時(shí)，系統(tǒng)會(huì)趨于不穩(wěn)定。β。Kp。特別是對于溫度、成份等變化緩慢的過程，這一現(xiàn)象將更嚴(yán)重。由于這一性質(zhì)，當(dāng)被控量接近給定值的時(shí)候，反號的比例作用阻礙了積分作用，因而避免了積分超調(diào)以及隨之帶來的振蕩，這顯然是有利于控制的。 比例系數(shù)。 控制點(diǎn)包含三種比較簡單的PID控制算法，分別是：增量式算法，位置式算法，微分先行。一旦生產(chǎn)過程某一環(huán)節(jié)發(fā)生改變，控制裝置就要重新設(shè)計(jì)改造。相信不久的將來，傳感器技術(shù)將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)飛躍，達(dá)到與其重要地位相稱的新水平。此外，還出現(xiàn)了對深化物質(zhì)認(rèn)識(shí)、開拓新能源、新材料等具有重要作用的各種極端技術(shù)研究，如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強(qiáng)磁場、超弱磁場等等。國家標(biāo)準(zhǔn)GB766587對傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量件并按照一定的規(guī)律(數(shù)學(xué)函數(shù)法則)轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。 溫度控制系統(tǒng)背景自70年代以來，由于工業(yè)過程控制的需要，特別是在微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及自動(dòng)控制理論和設(shè)計(jì)方法發(fā)展的推動(dòng)下，國內(nèi)外溫度控制系統(tǒng)發(fā)展迅速，并在職能化、自適應(yīng)、參數(shù)自整定等方面取得成果，在這方面，一日本、美國、德國、瑞典等國技術(shù)領(lǐng)先，都產(chǎn)生了一批商品化的、性能優(yōu)異的溫度控制器及儀器儀表，并在各行各業(yè)廣泛應(yīng)用。 可編程控制器（PLC）可編程控制器是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是繼承計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)為一體的新型自動(dòng)裝置。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題 目： 基于西門子PLC的溫度PID調(diào)節(jié) 姓 名： 李海超 學(xué) 院： 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級： 09級電氣2班 學(xué) 號： 200901040 指導(dǎo)教師： 李波 2013年 6 月 01 日摘 要從上世紀(jì)80年代至90年代中期，PLC得到了快速的發(fā)展，在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。溫度控制系統(tǒng) 的工藝過程復(fù)雜多變，具有不確定性，因此對系統(tǒng)要求更為先進(jìn)的控制技術(shù)和控制理論。在許多場合，及時(shí)準(zhǔn)確獲得目標(biāo)的溫度、濕度信息是十分重要的，近年來，溫濕度測控領(lǐng)域發(fā)展迅速，并且隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，溫濕度的測控芯片也相應(yīng)的登上歷史的舞臺(tái)，能夠在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各領(lǐng)域中廣泛使用。第二章 研究技術(shù)介紹 傳感技術(shù) 傳感技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)技術(shù)?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)入了許多新領(lǐng)域：例如在宏觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙，微觀上要觀察小到fm的粒子世界，縱向上要觀察長達(dá)數(shù)十萬年的天體演化，短到 s的瞬間反應(yīng)。世界各國都十分重視這一領(lǐng)域的發(fā)展。這套裝置設(shè)備體積龐大，可靠性差，同時(shí)維護(hù)不便，而且，完全由邏輯硬件構(gòu)成，接線十分復(fù)雜。PID調(diào)節(jié)規(guī)律是連續(xù)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)校正的一種有效方法，它的參數(shù)整定方式簡便，結(jié)構(gòu)改變靈活。Ti。(2) 系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過程加速在增量式算法中，比例項(xiàng)與積分項(xiàng)的符號有以下關(guān)系：如果被控量繼續(xù)偏離給定值，則這兩項(xiàng)符號相同，而當(dāng)被控量向給定值方向變化時(shí)，則這兩項(xiàng)的符號相反。積分分離法在基本PID控制中，當(dāng)有較大幅度的擾動(dòng)或大幅度改變給定值時(shí)， 由于此時(shí)有較大的偏差，以及系統(tǒng)有慣性和滯后，故在積分項(xiàng)的作用下，往往會(huì)產(chǎn)生較大的超調(diào)量和長時(shí)間的波動(dòng)。 控制器輸入與設(shè)定值之間的誤差。 調(diào)節(jié)周期。Kp太小，又會(huì)使系統(tǒng)的動(dòng)作緩慢。在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮以下原則:。 西門子PLC的特點(diǎn)可以這樣歸納一下西門子PLC的特點(diǎn)，真是基于下面的這些優(yōu)越性是我們選擇了它的重要原因。 （8）同步的PRIFIBUS DP(DRIVE)保證在高速處理過程中高質(zhì)量的控制水平。位片式微處理器是獨(dú)立于微型機(jī)的另一分支。由于用戶程序需要經(jīng)常改動(dòng)、調(diào)試，故用戶程序存儲(chǔ)器多為可隨時(shí)讀寫的RAM。數(shù)據(jù)表用來存放各種數(shù)據(jù)，它的標(biāo)準(zhǔn)格式是每一個(gè)數(shù)據(jù)占一個(gè)字。其系統(tǒng)構(gòu)成包括基本單元、擴(kuò)展單元、編程器、存儲(chǔ)卡、寫入器等。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入/輸出點(diǎn)，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能。 EM231模擬量輸入模塊EM 231模塊是組合強(qiáng)功率精密線性電流互感器、意法半導(dǎo)體（ST）單片集成變送器ASIC芯片于一體的新一代交流電流隔離變送器模塊，它可以直接將被測主回路交流電流轉(zhuǎn)換成按線性比例輸出的DC4～20mA（通過250Ω電阻轉(zhuǎn)換DC 1～5V或通過500Ω電阻 轉(zhuǎn)換DC2～10V）恒流環(huán)標(biāo)準(zhǔn)信號，連續(xù)輸送到接收裝置（計(jì)算機(jī)或顯示儀表）。 PLC程序設(shè)計(jì)的方法PLC程序設(shè)計(jì)常用的方法：主要有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、繼電器控制電路轉(zhuǎn)換為梯形圖法、順序控制設(shè)計(jì)法、邏輯設(shè)計(jì)法等。 編程軟件STEP7Micro/WIN 概述 STEP7Micro/WIN 編程軟件是基于Windows的應(yīng)用軟件，由西門子公司專為S7200系列可編程控制器設(shè)計(jì)開發(fā)，它功能強(qiáng)大，主要為用戶開發(fā)控制程序使用，同時(shí)也可以實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。. 計(jì)算機(jī)與PLC的通信在STEP7Micro/WIN 中雙擊指令樹中的“通信”圖標(biāo)，或執(zhí)行菜單命令的“查看”/“組件”/“通信”，將出現(xiàn)“通信”對話框,見圖42。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以按以下步驟進(jìn)行：1．熟悉被控對象，制定控制方案 分析被控對象的工藝過程及工作特點(diǎn)，了解被控對象機(jī)、電、液之間的配合，確定被控對象對 PLC控制系統(tǒng)的控制要求。PID運(yùn)算結(jié)束之后，需要把回路輸出（）轉(zhuǎn)換為可以送給模擬量輸出模塊的整數(shù)。以下定義 PID 回路參數(shù)，這些參數(shù)都應(yīng)當(dāng)是實(shí)數(shù)：b. Derivative Time（微分時(shí)間）：如果不想要微分回路，可以把微分時(shí)間設(shè)為0。如果輸入為 4－20mA 則選單極性及此項(xiàng)，4mA 是 0－20mA 信號的 20%，所以選20% 偏移，即 4mA 對應(yīng) 6400，20mA 對應(yīng) 32000。 在指定輸入類型設(shè)置為 Bipolar 時(shí)，缺省的取值為32000 +32000，對應(yīng)的輸入范圍根據(jù)量程不同可以是177。然后定義輸出類型。Bipolar： 選擇模擬量設(shè)定回路輸出變量值的范圍為 Unipolar 時(shí)，缺省值為 0 到 32000。此值最低可設(shè)為 ，即滿量程的 1%向?qū)б呀?jīng)為初使化子程序和中斷子程序定義了缺省名，你也可以修改成自己起的名字。，如圖。 PID 手動(dòng)狀態(tài)下的輸出，從 AQW0 輸出一個(gè)滿值范圍內(nèi)對應(yīng)此值的輸出量。100 公式（41）此為模擬轉(zhuǎn)換成輸出數(shù)字量溫度計(jì)算公式。 b 設(shè)置合適的給定值，使PID調(diào)節(jié)的輸出遠(yuǎn)離趨勢圖的上、下坐標(biāo)軸，以免PID自整定開始后輸出值的變化范圍受限制。 PID自整定失敗原因及解決方法 PID輸出在最大值與最小值之間震蕩（曲線接觸到坐標(biāo)軸） 輸出在最大最小之間震蕩 解決方法：降低PID初始輸出步長值。b 沒有微分，可能是增益值太高。在西門子S7200系列PLC和組態(tài)軟件組態(tài)王的基礎(chǔ)上，我們成功設(shè)計(jì)出了溫度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)達(dá)到了快、準(zhǔn)、穩(wěn)的效果，也達(dá)到了預(yù)期的目