爐窯溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)plc課程設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(參考版)
2025-06-23 08:56本頁(yè)面
【正文】 所以，系統(tǒng)的可擴(kuò)展性強(qiáng),但有很多還比較模糊，以后還要多加努力學(xué)習(xí)，在此多謝老師 參考文獻(xiàn)范永勝 王岷 主編 電氣控制PLC應(yīng)用 中國(guó)電力出版社張鳳珊．電氣控制及可編程序控制器（第二版）．北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，．袁任光．可編程序控制器選用手冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，．何友華．可編程序控制器及常用控制電器[M]．北京：冶金工業(yè)出版社，．吳麗 主編 電氣控制與PLC實(shí)用教程 黃河水利出版社廖常初 主編 FX系列PLC編程及應(yīng)用 機(jī)械工業(yè)出版社盧金鼎等．機(jī)電一體化技術(shù)[M]．北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，．宮淑貞，王冬青，徐世許．可編程序控制器原理及應(yīng)用[M]．北京：人民郵電出版社．．謝克明，夏路易．可編程序控制器原理與程序設(shè)計(jì)[M]．北京：電子工業(yè)出版社，．何衍慶，戴自祥，俞金壽．可編程序控制器原理及應(yīng)用技巧（第二版）[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，．齊占慶．機(jī)床電氣控制技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社。該控制系統(tǒng)提高了砌塊的生產(chǎn)周期和質(zhì)量，創(chuàng)新了強(qiáng)制式熱交換、使窯內(nèi)溫度場(chǎng)、濕度場(chǎng)、壓力場(chǎng)、速度場(chǎng)、聲能場(chǎng)分布均勻，使水泥制品水化反應(yīng)具備良好條件，提高水泥砌塊等制品密實(shí)度和彈性模量，相應(yīng)地提高了砌塊的抗壓強(qiáng)度、抗凍性能、抗?jié)B透性能，減少相對(duì)含水率，有效地解決了砌塊建筑存在的熱、裂、滲等難題。另外，我的知識(shí)領(lǐng)域得到進(jìn)一步擴(kuò)展，專業(yè)技能得到進(jìn)一步提高，同時(shí)增強(qiáng)了分析和解決工程實(shí)際的綜合能力，以其控制的先進(jìn)性、快速性、準(zhǔn)確性和可靠性亦是溫度控制的發(fā)展潮流。利用現(xiàn)場(chǎng)總線方式進(jìn)行微機(jī)監(jiān)控是一種比較先進(jìn)的方式，也是今后發(fā)展的趨勢(shì)之一，具有廣闊的應(yīng)用前景。還有西門子最大的優(yōu)點(diǎn)就是穩(wěn)定性好、安全系數(shù)高，常常可以無(wú)故障工作好幾年，而且就算是哪里壞了也只要換其中的一個(gè)模塊，既方便又經(jīng)濟(jì)。經(jīng)過(guò)這次設(shè)計(jì)得到了如下幾點(diǎn)感想：1）由于本次設(shè)計(jì)采用的是西門子PLC，對(duì)其有了一定的了解后才明白為何國(guó)內(nèi)這么多企業(yè)為何要不約而同的選擇西門子PLC。在課程設(shè)計(jì)中，我是采用PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)爐窖溫度控制系統(tǒng)控制，這次課程設(shè)計(jì)我根據(jù)設(shè)計(jì)要求考慮許多工程實(shí)際問(wèn)題，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇PLC型號(hào)、以及其它元件、設(shè)計(jì)程序等讓我把以前學(xué)過(guò)的知識(shí)真正的應(yīng)用了溫度控制系統(tǒng)西門子PLC S7200為核心控制爐窖。它的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能去分析和解決本專業(yè)范圍內(nèi)的一般工程技術(shù)問(wèn)題，建立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序和方法。PID控制根據(jù)不同的要求，針對(duì)自身的缺陷進(jìn)行了不少改進(jìn)，形成了一系列改進(jìn)的PID算法。PID控制適應(yīng)性好，有較強(qiáng)的魯棒性，對(duì)各種工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合，都可在不同的程度上應(yīng)用。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(huì)在計(jì)算積分項(xiàng)和微分項(xiàng)時(shí)。即使沒(méi)有積分作用，積分項(xiàng)還是不為零，因?yàn)橛谐踔礛X。例如只需要比例回路或者比例積分回路，通過(guò)設(shè)置常量參數(shù)，可以選擇需要的回路控制類型。微分項(xiàng)值Md與偏差的變化成正比，S7200使用下列算式來(lái)求解微分項(xiàng)：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(guò)程變量的變化替代偏差的變化，計(jì)算算式可改進(jìn)為：Mdn=Kc*Td/Ts*(SPnPVnSPn+PVn1)或Mdn=Kc*Td/Ts*(PVn1+PVn)其中：Mdn 第n采樣時(shí)刻的微分項(xiàng)值 Kc 回路增益 Ts 回路采樣時(shí)間 Td 微分時(shí)間 SPn 第n采樣時(shí)刻的給定值 SPn1 第n1采樣時(shí)刻的給定值 PVn 第n采樣時(shí)刻的過(guò)程變量的值 PVn1 第n1采樣時(shí)刻的過(guò)程變量的值為了下一次計(jì)算微分項(xiàng)值，必須保存過(guò)程變量，而不是偏差，在第一采樣時(shí)刻，初始化為PVn1=PVn。積分項(xiàng)還包括其他幾個(gè)常數(shù)：增益（Kc），采樣時(shí)間（Ts）和積分時(shí)間（Ti）。S7200解決的求積分的算式是：MIn=Kc*Ts/Ti*(SPnPVn)+MX Kc 增益 Ts 采樣時(shí)間間隔 Ti 積分時(shí)間 SPn 第n采樣時(shí)刻的給定值 PVn 第n采樣時(shí)刻的過(guò)程變量的值 MX 第n1采樣時(shí)刻積分項(xiàng)（積分項(xiàng)前值） 積分和（MX）是所有積分項(xiàng)前值之和，在每次計(jì)算出MIn后，都要用MIn去更新MX。簡(jiǎn)化算式是：Mn =Kc*en +Ki*en +MX+Kd*(enen1)輸出=比例項(xiàng)+積分項(xiàng)+微分項(xiàng)其中：Mn 在第n采樣時(shí)刻，PID回路輸出的計(jì)算值 Kc PID回路增益 en 采樣時(shí)刻n回路的偏差值 en1 回路的偏差值的起一個(gè)值 Ki 積分項(xiàng)的比例常數(shù) MX 積分項(xiàng)前值 Kd 微分項(xiàng)的比例常數(shù)CPU實(shí)際上使用以上簡(jiǎn)化算式的改進(jìn)形式計(jì)算PID輸出，這個(gè)改進(jìn)型算式是：Mn =MPn +MIn +MDn輸出=比例項(xiàng)+積分項(xiàng)+微分項(xiàng)其中：Mn 第n采樣時(shí)刻的計(jì)算值 MPn 第n采樣時(shí)刻的比例項(xiàng)值 Min 第n采樣時(shí)刻的積分項(xiàng)值 MDn 第n采樣時(shí)刻的微分項(xiàng)值比例項(xiàng)MP是增益（Kc）和偏差（e）的乘積。其中：MIn 第n采樣時(shí)刻積分項(xiàng)的值由于計(jì)算機(jī)從第一次采樣開(kāi)始，每有一個(gè)偏差采樣值必須計(jì)算一次輸出值，只要保存偏差前值和積分項(xiàng)前值。所以對(duì)有較大慣性或滯后的被控對(duì)象，比例+微分(PD)控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)特性。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近零時(shí)，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。 自動(dòng)控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。因此，比例+積分(PI)控制器，可以使系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無(wú)穩(wěn)態(tài)誤差。積分項(xiàng)對(duì)誤差取決于時(shí)間的積分，隨著時(shí)間的增加，積分項(xiàng)會(huì)增大。對(duì)一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個(gè)控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的 或簡(jiǎn)稱有差系統(tǒng)（System with Steady
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