【文章內(nèi)容簡介】 高速計數(shù)器，2個獨(dú)立的20kHz的高速脈沖輸出，PID控制器。兩個RS485通信/編程口，與PPI協(xié)議，MPI通信協(xié)議和溝通能力。I/O端子塊作為一個整體，可以很容易地刪除。 EM235 模擬量輸入/輸出模塊在溫度控制系統(tǒng)中，傳感器將檢測到的溫度轉(zhuǎn)換成420mA電流信號，系統(tǒng)需要配置模擬量輸入模塊將電流信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后送入PLC處理。在這里，我們選擇了西門子EM235模擬輸入/輸出模塊。EM235模塊有4個模擬輸入/輸出模擬方法。它允許S7200連接微小的模擬信號，177。80mV范圍。用戶必須使用DIP開關(guān)選擇熱電偶，打破檢驗(yàn)，計量單位，冷端補(bǔ)償和開路故障的方向：SW1 ~ SW3用于選擇熱電偶的類型，SW4不使用，SW5斷線檢測是用來確定方向，SW6是用來選擇是否斷線檢測，SW7是用來選擇測量的方向，sw8用于選擇冷端補(bǔ)償。連接到模塊的所有熱電偶的類型必須相同。 熱電式傳感器熱電式傳感器是電力變換裝置中的溫度變化。在不同的熱電傳感器，轉(zhuǎn)換電位和最常用的方法的耐溫性。一個最常用的測量的熱電偶和熱電阻溫度，熱電偶溫度轉(zhuǎn)化為潛在的變化，而熱電阻的電阻變化為溫度變化。目前，兩個熱釋電傳感器廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。該傳感器系統(tǒng)需要為當(dāng)前溫度和最高溫度為100℃，所以我選擇Pt100鉑電阻傳感器。P100鉑熱電阻，簡稱：PT100鉑電阻，電阻隨溫度的變化而變化。100是在0℃100歐姆的電阻在100℃。它的工作原理：當(dāng)PT100在攝氏0度，當(dāng)他的100歐姆的電阻，其電阻隨著溫度的升高，其電阻均勻生長。 可控硅加熱裝置簡介溫度控制和不需要保持與數(shù)字溫度顯示的電阻爐溫度記錄顯示，帶有一個可調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)器PID調(diào)節(jié)溫度，輸出0 ~ 10mA的直流信號作為輸入控制電壓調(diào)節(jié)器的晶閘管觸發(fā)板改變導(dǎo)通角來調(diào)整輸出功率的大小，完全滿足投資成本低的要求，操作方便、直觀和易于維護(hù)。熱電偶溫度測量和控制是通過采集和輸出信號調(diào)節(jié)器PID溫度測量0 ~ 10mA或4 ~ 20mA控制觸發(fā)器控制可控硅的導(dǎo)通角板的大小，從而控制加熱元件的主電路電流的大小，使電阻爐的溫度保持在設(shè)定工況?？煽毓铚囟瓤刂破鞯闹麟娐泛涂刂齐娐吩?。主回路是由可控硅，快速熔斷器過電流保護(hù)，鋼筋混凝土和電阻爐加熱元件和其他元件的過電壓保護(hù)的部分。 系統(tǒng)整體設(shè)計方案和電氣連接圖系統(tǒng)選用了PLC CPU 226為控制器，PT100型熱電阻將檢測到的實(shí)際鍋爐水溫轉(zhuǎn)化為電流信號，經(jīng)過EM231模擬量輸入模塊轉(zhuǎn)化成數(shù)字量信號并送到PLC中進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，PID控制器輸出轉(zhuǎn)化為0～10mA的電流信號輸入控制可控硅電壓調(diào)整器或觸發(fā)板改變可控硅管導(dǎo)通角的大小來調(diào)節(jié)輸出功率，從而調(diào)節(jié)電熱絲的加熱[5]。:EM235 鍋 爐PT100 P L C計算機(jī) 可控硅 整體設(shè)計方案TT1TT2 24V :RA A+ A RB B+ B RC C+ C RD D+ D EM235 輸入M 1L+ 2M 2L+ M L +DC CPU 226 COM1 COM2 輸出 MO VO IOM L+ 1M 2M M L+電源 負(fù) 載 載 圖 系統(tǒng)硬件連線圖 PLC控制器的設(shè)計控制器的設(shè)計是整個控制系統(tǒng)中最重要的一步。首先要根據(jù)受控對象的數(shù)學(xué)模型和它的特性以及設(shè)計要求，確定控制器的結(jié)構(gòu)以及和受控對象的連接方式。最后根據(jù)所要求的性能指標(biāo)確定控制器的參數(shù)值。 控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立在本控制系統(tǒng)中，TT1(出口溫度傳感器)將檢測到的出口水溫度信號轉(zhuǎn)化為電流信號送入EM235模塊的A路，TT2(爐膛溫度傳感器)將檢測到的出口水溫度信號轉(zhuǎn)化為電流信號送入EM235模塊的B路。兩路模擬信號經(jīng)過EM235轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號送入PLC，PLC再通過PID模塊進(jìn)行PID調(diào)節(jié)控制。具體流程在第四章程序編寫的時候具體論述。 PID控制及參數(shù)整定(1)PID控制器的組成PID控制器由比例單元（P）、積分單元（I）和微分單元（D）組成。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為： （）①比例系數(shù)KC對系統(tǒng)性能的影響：　　比例系數(shù)加大，使系統(tǒng)的動作靈敏，速度加快，穩(wěn)態(tài)誤差減小。Ｋc偏大，振蕩次數(shù)加多，調(diào)節(jié)時間加長。Ｋc太大時，系統(tǒng)會趨于不穩(wěn)定。Ｋc太小，又會使系統(tǒng)的動作緩慢。Ｋc可以選負(fù)數(shù)，這主要是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器以控制對象的特性決定的。如果Ｋc的符號選擇不當(dāng)對象狀態(tài)(pv值)就會離控制目標(biāo)的狀態(tài)(sv值)越來越遠(yuǎn)，如果出現(xiàn)這樣的情況Ｋc的符號就一定要取反。 ②積分控制Ｔi對系統(tǒng)性能的影響： 　 在下降的穩(wěn)定不可或缺的作用，德州儀器（積分作用）會使系統(tǒng)不穩(wěn)定，但它可以消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高系統(tǒng)的控制精度。③微分控制對系統(tǒng)性能的影響微分作用可以提高動態(tài)特性，當(dāng)TD太大，大量的超調(diào)量，沉降時間短。當(dāng)TD小，超—調(diào)量大，調(diào)節(jié)時間長。只有TD適當(dāng)做一個小的超調(diào)，縮短調(diào)節(jié)時間（2）主副回路控制規(guī)律的選擇主副回路控制律采用串級控制，所以有點(diǎn)一級和二級調(diào)節(jié)器。主調(diào)節(jié)器的設(shè)定值的控制作用的副調(diào)節(jié)器的伺服控制的作用，這是基本的出發(fā)點(diǎn)選擇法。主要參數(shù)是過程運(yùn)行的重要指標(biāo)，其允許的波動范圍較小，它表現(xiàn)不佳的一般要求，因此，這次大選組PI或PID控制主副參數(shù)調(diào)節(jié)，以確保質(zhì)量控制是主要的參數(shù)，允許一定的范圍內(nèi)變化，允許更多的比差，只要選P副調(diào)節(jié)器控制律可以。在這個控制系統(tǒng)中，我們將鍋爐出水溫度為主要參數(shù)，爐內(nèi)溫度為副參數(shù)。采用PI控制，主要的控制，采用P控制副控制器。（3）主副調(diào)節(jié)器正、反作用方式的確定①副調(diào)節(jié)器作用方式的確定：　 首先，確定控制閥，出于安全原因，生產(chǎn)過程中，可控硅輸出電壓應(yīng)該用開放的空氣，從而保證當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障損壞閥門處于完全關(guān)閉狀態(tài)以防止燃料入爐，以確保設(shè)備的安全閥，調(diào)節(jié)Kv 0。然后確定subk02充電過程中，當(dāng)閥門開度的增加，電壓增加，在水室的溫度上升，在K02 0。副調(diào)節(jié)器完成，確保負(fù)反饋環(huán)副各方面的放大因子（IE，增益）的產(chǎn)品必須是否定的，因此副調(diào)節(jié)器K 2＜0，副調(diào)節(jié)器作用方式反作用的方式。②主調(diào)節(jié)器作用方式的確定：　　爐膛水溫度升高，出口水溫度也升高，主被控過程 K01 0。為保證主回路為負(fù)反饋，各環(huán)節(jié)放大系數(shù)乘積必須為負(fù)，所以主調(diào)節(jié)器的放大系數(shù) K1 0，主調(diào)節(jié)器作用方式為反作用方式[7]。（4）采樣周期的分析較小的采樣周期Ts，反應(yīng)的溫度變化的樣品。然而，TS太小會增加CPU的計算工作量，相鄰的兩個樣品中的PID控制器的輸出衍生部分幾乎沒有變化，接近0，這不應(yīng)該太小，采樣時間。確定采樣周期時，應(yīng)確?？焖僮兓膸щ娏?，采樣點(diǎn)的數(shù)量足以確保采樣點(diǎn)不會丟太薄量模擬收集重要信息。由于本系統(tǒng)是一個溫度控制系統(tǒng)，溫度特性具有慣