基于s7-200的家用浴缸水溫pid的控制課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-09 09:13 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 變化必須等到下一工作周期的輸入刷新階段才能被讀入。 程序執(zhí)行階段 在程序執(zhí)行階段，根據(jù)用戶輸入的控制程序，從第一條開始逐步執(zhí)行，并將相應(yīng)的邏輯運(yùn)算結(jié)果存入對(duì)應(yīng)的內(nèi)部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器。當(dāng)最后一條控制程序執(zhí)行完畢后，即轉(zhuǎn)入輸入刷新階段。 輸出刷新階段 當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢后，將輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容，依次送到輸出鎖存電 3 路（輸出映像寄存器），并通過一定輸出方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部相應(yīng)執(zhí)行元件工作，這才形成PLC的實(shí)際輸出。 由此可見，輸入刷新、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段構(gòu)成 PLC一個(gè)工作周期，由此循環(huán)往復(fù)，因此 稱為循環(huán)掃描工作方式。 顯然掃描周期的長(zhǎng)短主要取決于程序的長(zhǎng)短。掃描周期越長(zhǎng)，響應(yīng)速度越慢。由于每個(gè)掃描周期只進(jìn)行一次 I/O刷新，即每一個(gè)掃描周期 PLC只對(duì)輸入、輸出狀態(tài)寄存器更新一次，所以系統(tǒng)存在輸入輸出滯后現(xiàn)象，這在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。但是由于其對(duì)I/O的變化每個(gè)周期只輸出刷新一次，并且只對(duì)有變化的進(jìn)行刷新，這對(duì)一般的開關(guān)量控制系統(tǒng)來說是完全允許的，不但不會(huì)造成影響，還會(huì)提高抗干擾能力。這是因?yàn)檩斎氩蓸与A段僅在輸入刷新階段進(jìn)行， PLC在一個(gè)工作周期的大部分時(shí)間是與外設(shè)隔離的，而工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的干 擾常常是脈沖、短時(shí)間的，誤動(dòng)作將大大減小。 PLC在輸入采樣階段：首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入，并將其寫入各對(duì)應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入。隨即關(guān)閉輸入端口，進(jìn)行程序執(zhí)行階段。 PLC在程序執(zhí)行階段：按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令，經(jīng)相應(yīng)的運(yùn)算和處理后，其結(jié)果在寫入輸出狀態(tài)寄存器中，輸出狀態(tài)寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。 此課程設(shè)計(jì)使用 S7200實(shí)現(xiàn)溫度 PID控制 第二章 硬件設(shè)計(jì) 控制要求 欲使受熱體維持一定的溫度，則 需要降溫工具不斷給其降溫。這就需要同時(shí)有一加熱器以不同加熱量給受熱體加熱，這樣才能保證受熱體溫度恒定。 本系統(tǒng)的給定值（目標(biāo)值）可以預(yù)先設(shè)定后直接輸入到回路中；過程標(biāo)量由在受熱體中的 Pt100測(cè)溫并進(jìn)過溫度變送器給出，為單極性電源模擬量；輸出值是送至加熱器的電源，其允許變化范圍為最大的 0%至 100%。 4 選擇 PLC 型號(hào)和硬件 PLC 型號(hào)選擇 本溫度控制系統(tǒng)采用德國(guó)西門子 S7— 200PLC。 S7200 是一種小型的 可編程序控制器 ，適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。 S7200 系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。 硬件選擇 S7200系列 PLC可提供 4個(gè)不同的基本型號(hào) CPU供您使用 ，即 CPU22 CPU22 CPU22CPU226。此系統(tǒng)選用 S7200CPU226 型號(hào)， CPU226集成 24輸入 /16輸出共 40個(gè)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)?？蛇B接 7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至 248路數(shù)字量 I/O 點(diǎn) 或 35路模擬量 I/O 點(diǎn)。 13K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。 6個(gè)獨(dú)立的 30kHz 高速計(jì)數(shù)器， 2路獨(dú)立的 20kHz 高速脈沖輸出，具有 PID控制器。 2個(gè) RS485通訊 /編程口，具有 PPI通訊協(xié)議、 MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。 I/O 端子排可很容易地整體拆卸。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?？赏耆m應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。 S7200 PLC 的 PID 功能指令 PID循環(huán)（ PID）指令根據(jù)表格 (TBL)中輸入和配置信息對(duì) 引用 LOOP執(zhí)行 PID循環(huán)計(jì)算。 提供 PID 循環(huán)指令（成比例、整數(shù)、導(dǎo)出循環(huán)）進(jìn)行 PID 計(jì)算。邏輯堆棧（ TOS）頂值必須是“打開”（功率流）狀態(tài)，才能啟用 PID計(jì)算。本指令有兩個(gè)操作數(shù)：表示循環(huán)表起始地址的 TBL地址和 0至 7常量的“循環(huán)”號(hào)碼。 循環(huán)表存儲(chǔ)九個(gè)參數(shù)，用于控制和監(jiān)控循環(huán)運(yùn)算，包括程序變量、設(shè)置點(diǎn)、輸出、增益、樣本時(shí)間、整數(shù)時(shí)間（重設(shè)）、導(dǎo)出時(shí)間（速率）以及整數(shù)和（偏差）的當(dāng)前值及先前值。 如果循環(huán)表起始地址或指令中指定的 PID循環(huán)號(hào)碼操作數(shù)超出范圍， CPU編譯器將生成一則錯(cuò)誤（范圍錯(cuò)誤），編譯 將會(huì)失敗。 PID 指令不對(duì)某些循環(huán)表輸入值進(jìn)行范圍檢查。您必須保證程序變量和設(shè)置點(diǎn)（以及作為輸入的偏差和先前程序變量）是 數(shù)。如果進(jìn)行 PID計(jì)算的數(shù)學(xué)運(yùn)算時(shí)遇到錯(cuò)誤，將設(shè)置 （溢出或非法數(shù)值）并終止 PID指令的執(zhí)行。（對(duì)循環(huán)表中的輸出數(shù)值的更新可能不完整，因此您應(yīng)當(dāng)忽略這些數(shù)值，并在 5 執(zhí)行下一個(gè)循環(huán) PI
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