基于mcgs的鍋爐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(參考版)
2025-06-21 16:48本頁(yè)面
【正文】 第四：要學(xué)會(huì)與他人交流，有交流就會(huì)有進(jìn)步。 圖14 組態(tài)界面6 結(jié)束語(yǔ)通過這次方向設(shè)計(jì)，我有了很大的收獲。經(jīng)過常規(guī)PID的抗干擾測(cè)試，可以看出系統(tǒng)的響應(yīng)曲線基本沒有太大波動(dòng)。圖10 Kp=100 、KI= 、KD=50時(shí)的仿真曲線圖從圖11可以看出系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時(shí)有比較小穩(wěn)態(tài)誤差，%，在暫態(tài)時(shí)最大超調(diào)量比較大，曲線也比較陡峭，這么長(zhǎng)的調(diào)整時(shí)間要求非常高的控制系統(tǒng)，所以還必須進(jìn)一步調(diào)整控制參數(shù)，以使得系統(tǒng)工作在最佳的控制狀態(tài)，通過多次試驗(yàn)，當(dāng)Kp=50、KI=、KD=50時(shí)得到最佳的控制效果如圖11所示。常規(guī)的PID參數(shù)整定根據(jù)PID控制模型，利用 SIMULINK 靈活的非線性設(shè)計(jì)功能，通過對(duì)系統(tǒng)對(duì)象分析及建模分析，綜合實(shí)際情況可建立SIMULINK模型如圖9所示： 圖9 PID控制的SIMULINK模型根據(jù)傳遞函數(shù)的各項(xiàng)系數(shù)，通過調(diào)節(jié)PID的各個(gè)參數(shù)，得到不同數(shù)組下的曲線并對(duì)比分析。此時(shí)，我們就想到利用軟件仿真的形式來實(shí)現(xiàn)對(duì)PID參數(shù)的整定，而MATLAB／Simulink就給我們提供了一個(gè)良好的軟件平臺(tái)。 控制系統(tǒng)仿真及參數(shù)整定在PID參數(shù)整定中，工程整定法因其固有的優(yōu)點(diǎn)而受到廣大工程技術(shù)人員的歡迎。這類程序雖然在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)不會(huì)動(dòng)作，但是在各類突發(fā)情況出現(xiàn)時(shí)能直接處理或者安全停機(jī)，達(dá)到保護(hù)設(shè)備的目的。 圖8 回路輸入輸出參數(shù)性質(zhì)配置界面 報(bào)警及系列連鎖程序程序除了溫度采集、電壓大小轉(zhuǎn)換、PID程序以外還需要設(shè)計(jì)報(bào)警程序以及程序連鎖等系列附加程序，保證設(shè)備安全運(yùn)行。圖7 給定值范圍的設(shè)定第三步設(shè)置回路輸入輸出項(xiàng)，輸入和輸出量都是單級(jí)性的模擬量，全部選擇“使用20%偏移量”，因?yàn)镾7200的單極性模擬量輸入輸出信號(hào)的數(shù)值范圍是6400—32000，所以輸入項(xiàng)的量程為6400—32000。首先選擇運(yùn)用PID算法的回路，本系統(tǒng)就一個(gè)回路，故選擇回路0，如圖6所示。 輸出到可控硅電壓經(jīng)過PID運(yùn)算后從AQW0輸出的信號(hào)為6400—32000的標(biāo)準(zhǔn)值，可以直接加到可控硅模塊控制電壓大小，但是我們亦需要將其轉(zhuǎn)換為可以識(shí)別的電壓大小，其具體程序見附錄。~。因?yàn)镻ID只能針對(duì)浮點(diǎn)型實(shí)數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，因此要先把溫度變送器輸出的值轉(zhuǎn)換成16位的整型存儲(chǔ)在累加寄存器AC0中，再將AC0中的值轉(zhuǎn)化為32位的雙整型繼續(xù)存放于AC0中，接著把AC0中的數(shù)由雙整型轉(zhuǎn)化為實(shí)型，仍然存放到AC0中。轉(zhuǎn)換的第一步是將給定值或A/D轉(zhuǎn)換后得到整數(shù)值由16位轉(zhuǎn)換成浮點(diǎn)數(shù)，轉(zhuǎn)換后的下一步是將實(shí)數(shù)進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)數(shù)，鍋爐溫度測(cè)量范圍是0～100℃，模擬量的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)是420mA，A/D轉(zhuǎn)換后數(shù)值為640032000，設(shè)T為轉(zhuǎn)換后的溫度值，則其轉(zhuǎn)換公式如下： (1) 對(duì)于輸出信號(hào)亦是同樣的設(shè)計(jì)公式，設(shè)U為輸出電壓，其轉(zhuǎn)換公式如下： (2) 系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)鍋爐溫度的閉環(huán)控制回路，其具體框圖如圖5。圖3 溫度變送器與PLC連接可控硅與電加熱棒構(gòu)成一個(gè)電壓可調(diào)的模塊，通過調(diào)節(jié)給到電熱棒兩端的電壓大小來改變電加熱棒對(duì)鍋爐內(nèi)液體供熱的大小，從而達(dá)到加熱的目的，單相SCR可調(diào)壓裝置與PLC的接線如圖4。表4 PLC硬件連接情況及I/O分配名稱類型地址備注開始按鈕數(shù)字量（BOOL）停止按鈕數(shù)字量（BOOL）常閉急停按鈕數(shù)字量（BOOL）常閉工作指示數(shù)字量（BOOL）中間繼電器/輸出繼電器報(bào)警指示數(shù)字量（BOOL）中間繼電器/輸出繼電器加熱指示數(shù)字量（BOOL）中間繼電器/輸出繼電器溫度采集模擬量（4—20mA）AIW0電流接法可控硅輸出模擬量（4—20mA）AQW0電流接法溫度實(shí)時(shí)值VD14比例參數(shù)設(shè)定VD132積分參數(shù)設(shè)定VD140微分參數(shù)設(shè)定VD144溫度設(shè)定值VD250可控硅端電壓VD320硬件連線主要有溫度變送器的接線與PLC的接線、可控硅與PLC的接線。 圖2 鍋爐溫度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
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