基于plc的溫度控制閉環(huán)系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-07-24 18:47 本頁面
【文章內容簡介】 PV）之差，S7200解決的求比例項的算式是：MPn=Kc*（SPnPVn）其中：MPn 第n采樣時刻比例項的值 Kc 增益 SPn 第n采樣時刻的給定值 PVn 第n采樣時刻的過程變量的值積分項值MI與偏差和成正比。S7200解決的求積分的算式是：MIn=Kc*Ts/Ti*(SPnPVn)+MX其中：MIn 第n采樣時刻積分項的值 Kc 增益 Ts 采樣時間間隔 Ti 積分時間 SPn 第n采樣時刻的給定值 PVn 第n采樣時刻的過程變量的值 MX 第n1采樣時刻積分項（積分項前值） 積分和（MX）是所有積分項前值之和，在每次計算出MIn后，都要用MIn去更新MX。其中MIn可以被調整或限制，MX的處置通常在第一次計算輸出以前被設為Minitial（初值）。積分項還包括其他幾個常數：增益（Kc），采樣時間（Ts）和積分時間（Ti）。其中采樣時間是重新計算輸出的時間間隔，而積分時間控制積分項在整個輸出結果中影響的大小。微分項值Md與偏差的變化成正比，S7200使用下列算式來求解微分項：Mdn=Kc*Td/Ts*((SPnPVn)(SPn1PVn1))為了避免給定值變化的微分作用而引起的跳變，假定給定值不變SPn=SPn1，這樣可以用過程變量的變化替代偏差的變化，計算算式可改進為：Mdn=Kc*Td/Ts*(SPnPVnSPn+PVn1)或Mdn=Kc*Td/Ts*(PVn1+PVn)其中：Mdn 第n采樣時刻的微分項值 Kc 回路增益 Ts 回路采樣時間 Td 微分時間 SPn 第n采樣時刻的給定值 SPn1 第n1采樣時刻的給定值 PVn 第n采樣時刻的過程變量的值 PVn1 第n1采樣時刻的過程變量的值為了下一次計算微分項值，必須保存過程變量，而不是偏差，在第一采樣時刻，初始化為PVn1=PVn。在許多控制系統(tǒng)中，只需要一兩種回路控制類型。例如只需要比例回路或者比例積分回路，通過設置常量參數，可以選擇需要的回路控制類型。如果不想要積分動作（PID計算中沒有“I”），可以吧積分時間（復位）置為無窮大“INF”。即使沒有積分作用，積分項還是不為零，因為有初值MX。如果不想要微分回路，可以把微分時間置為零。如果不想要比例回路，但需要積分或積分微分回路，系統(tǒng)會在計算積分項和微分項時，[7]。4 基于PLC的爐溫控制系統(tǒng)的軟件設計 STEP 7 MICRO/WIN32軟件介紹STEP7Micro/WIN32編程軟件是由西門子公司專為S7200系列PLC設計開發(fā)，它功能強大，主要為用戶開發(fā)控制程序使用[8]，例如創(chuàng)建用戶程序、修改和編輯原有的用戶程序，編輯過程中編輯器具有簡單語法檢查功能。同時它還有一些工具性的功能，例如用戶程序的文檔管理和加密等。此外，還可直接用軟件設置PLC的工作方式、參數和運行監(jiān)控等。程序編輯過程中的語法檢查功能可以提前避免一些語法和數據類型方面的錯誤。梯形圖中的錯誤處的下方自動加紅色曲線，語句表中錯誤行前有紅色叉，且錯誤處的下方加紅色曲線。軟件功能的實現(xiàn)可以在聯(lián)機工作方式（在線方式）下進行，部分功能的實現(xiàn)也可以在離線工作方式下進行。聯(lián)機方式：有編程軟件的計算機與PLC 連接，此時允許兩者之間做直接通信。離線方式：有編程軟件的計算機與PLC 斷開連接，此時能完成大部分基本功能。如編程、編譯和調試程序系統(tǒng)組態(tài)等，但所有的程序和參數都只能存放在計算機上[9]。兩者的主要區(qū)別是：聯(lián)機方式下可直接針對相連的PLC進行操作，如上載和下載用戶程序和組態(tài)數據等；而離線方式下不直接與PLC 聯(lián)系，所有程序和參數都暫時存放在磁盤上，等聯(lián)機后在下載到PLC 中。 輸入輸出點配置符號地址注釋運行0運行 1 停止輸出歸一VD9000~1手自動0手動1自動手動輸出VD7000~1實際溫度VD550度設定溫度VD650度模擬輸出AQW016000~0PID輸出VW800VW800 系統(tǒng)流程圖鉑電阻Pt100溫度變送器模數轉換與設定值比較PID算法數模轉換直流轉換為交流燈泡 系統(tǒng)程序實現(xiàn) 爐溫實際溫度的檢測爐溫實際溫度的檢測是要將溫度量轉化為PLC可識別的量，所以，將溫度變送器輸出的值先由16位的整型轉化為32位的雙整型，再由雙整型轉化為實型，實型小數點后可有6位，故比較精確。由于鉑電阻的最大量程為150攝氏度，PLC模擬輸入輸出最大位為32000，為將測得的溫度值與PLC中計算值相對應，故將送入PLC中的溫度值先除以32000再乘以150，此時得到測得溫度值在PLC中計算所對應的數，將該數送入變量寄存器VD550。 PID算法在S7200中的實現(xiàn)S7200的編程軟件Micro/WIN提供了PID指令向導，PID控制程序可以通過指令向導自動生成[10]。除此之外，PID指令也同時會被自動調用。首先選擇運用PID算法的回路，本系統(tǒng)就一個回路，故選擇回路0：第二步給回路參數定值，本系統(tǒng)采用的鉑電阻的測量范圍是0~150度，故給定范圍的低限和高限分別為0和150；回路的參數可以先不設定，因為新的S7200 CPU支持PID自整定功能第三步設置回路輸入輸出項，輸入和輸出量都是單級性的模擬量，因為S7200的單極性模擬量輸入輸出信號的數值范圍是0~32000[11]，所以輸入項的量程為0~32000，由于輸出時通過的變相器的量程只有輸入時的一半，故輸出的量程設置為0~16000第四步是給該子程序命名和添加手動控制這步完成以后PID向導就幫我們完成了PID算法子程序的設計。然后在程序中調用向導生成的PID子程序（如下圖） PID子程序圖 輸出控制量的處理經PID控制過后的輸出量和輸入一樣，同樣要其由整型轉化為實型，但由于本系統(tǒng)的電壓變送器采用的是5伏的反相模塊，所以對應的最大值變
環(huán)評公示相關推薦
鄂ICP備17016276號-1