plc西門子s7-200溫度控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計論文(編輯修改稿)
2025-07-22 14:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 多的經(jīng)驗，PID的研究已經(jīng)到達一個比較高的程度。比例控制(P)是一種最簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關(guān)系。其特點是具有快速反應，控制及時，但不能消除余差。在積分控制(I)中，控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關(guān)系。積分控制可以消除余差，但具有滯后特點，不能快速對誤差進行有效的控制。在微分控制(D)中，控制器的輸出與輸入誤差信號的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。微分控制具有超前作用，它能猜測誤差變化的趨勢。避免較大的誤差出現(xiàn)，微分控制不能消除余差。PID控制，P、I、D各有自己的長處和缺點，它們一起使用的時候又和互相制約，但只有合理地選取PID值，就可以獲得較高的控制質(zhì)量。 PID控制算法 閉環(huán)控制系統(tǒng)，PID控制器可調(diào)節(jié)回路輸出，使系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)。偏差e和輸入量r、輸出量c的關(guān)系: （31）控制器的輸出為： （32）PID回路輸出比例系數(shù)P積分系數(shù)I微分系數(shù)DPID調(diào)節(jié)的傳輸函數(shù)為 （33）數(shù)字計算機處理這個函數(shù)關(guān)系式，必須將連續(xù)函數(shù)離散化，對偏差周期采樣后，計算機輸出值。： 模擬與離散形式模擬形式離散化形式所以PID輸出經(jīng)過離散化后，它的輸出方程為: （34）式中， 稱為比例項 稱為積分項 稱為微分項上式中，積分項是包括第一個采樣周期到當前采樣周期的所有誤差的累積值。計算中，沒有必要保留所有的采樣周期的誤差項，只需要保留積分項前值，計算機的處理就是按照這種思想。故可利用PLC中的PID指令實現(xiàn)位置式PID控制算法量。 PID在PLC中的回路指令西門子S7200系列PLC中使用的PID回路指令， PID回路指令名稱PID運算指令格式PID指令表格式PID TBL,LOOP梯形圖使用方法：當EN端口執(zhí)行條件存在時候，就可進行PID運算。指令的兩個操作數(shù)TBL和LOOP，TBL是回路表的起始地址，本文采用的是VB100，因為一個PID回路占用了32個字節(jié)，所以VD100到VD132都被占用了。LOOP是回路號，可以是0～7，不可以重復使用。 PID指令回路表偏移地址名稱數(shù)據(jù)類型說明0過程變量（PVn）實數(shù)~4給定值（SPn）實數(shù)~8輸出值（Mn）實數(shù)~12增益（Kc實數(shù)比例常數(shù)，可正可負16采樣時間（Ts）實數(shù)單位為s，必須是正數(shù)20采樣時間（Ti）實數(shù)單位為min，必須是正數(shù)24微分時間（Td）實數(shù)單位為min，必須是正數(shù)28積分項前值（MX）實數(shù)~32過程變量前值（PVn1）實數(shù)~ 回路輸入輸出變量的數(shù)值轉(zhuǎn)換方法本文中，設(shè)定的溫度是給定值SP，需要控制的變量是爐子的溫度。但它不完全是過程變量PV，過程變量PV和PID回路輸出有關(guān)。在本文中，經(jīng)過測量的溫度信號被轉(zhuǎn)化為標準信號溫度值才是過程變量，所以，這兩個數(shù)不在同一個數(shù)量值，需要他們作比較，那就必須先作一下數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。傳感器輸入的電壓信號經(jīng)過EM235轉(zhuǎn)換后，是一個整數(shù)值，但PID指令執(zhí)行的數(shù)據(jù)必須是實數(shù)型，所以需要把整數(shù)轉(zhuǎn)化成實數(shù)。使用指令DTR就可以了。如本設(shè)計中，是從AIW0讀入溫度被傳感器轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。其轉(zhuǎn)換程序如下:MOVW AIW0 AC0DTR AC0 AC0MOVR AC0 VD100 實數(shù)歸一化處理因為PID中除了采樣時間和PID的三個參數(shù)外，~，所以，在執(zhí)行PID指令之前，必須把PV和SP的值作歸一化處理。~。單極性的歸一化的公式： （35） PID參數(shù)整定PID參數(shù)整定方法就是確定調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)P、積分時間Ti和和微分時間Td，改善系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)特性，使系統(tǒng)的過渡過程達到最為滿意的質(zhì)量指標要求。一般可以通過理論計算來確定，但誤差太大。目前，應用最多的還是工程整定法：如經(jīng)驗法、衰減曲線法、臨界比例帶法和反應曲線法。經(jīng)驗法又叫現(xiàn)場湊試法，它不需要進行事先的計算和實驗，而是根據(jù)運行經(jīng)驗，利用一組經(jīng)驗參數(shù)，根據(jù)反應曲線的效果不斷地改變參數(shù)，對于溫度控制系統(tǒng)，工程上已經(jīng)有大量的經(jīng)驗， 溫度控制器參數(shù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)被控變量規(guī)律的選擇比例度積分時間（分鐘）微分時間（分鐘）溫度滯后較大20～603～10～3根據(jù)反復的試湊，調(diào)處比較好的結(jié)果是P=15，I=，D= S7200程序設(shè)計流程圖運行PLC初始化PID初始化運行指示燈調(diào)用子程序0設(shè)定溫度設(shè)定PID值每100ms調(diào)用一次中斷程序讀入溫度并轉(zhuǎn)換把實際溫度值放入VD100調(diào)用PID指令輸出PID值返回主程序子程序0中斷程序 設(shè)計流程圖 內(nèi)存地址分配與PID指令回路表 內(nèi)存地址分配
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