s7-300plc的溫度模糊控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文-文庫吧資料
2025-07-04 08:52本頁面
【正文】 即相比于控制量，被控制量變化緩慢；再次，溫度控制對象還容易受到現(xiàn)場環(huán)境溫度的影響。如在熱交換器中，被控量是被加熱物料的出口溫度，而控制量是載熱介質(zhì)，當(dāng)改變載熱介質(zhì)流量后，對物料出口溫度的影響必然要滯后一段時間，即介質(zhì)經(jīng)管道所需的時間。可以單獨激活或取消，通過引入擾動量可實現(xiàn)前饋反饋復(fù)雜控制，即用積分初始化，手自動無擾動切換，輸出限幅，防止積分飽和等一系列功能，正是由于FB41具有如此多的優(yōu)點，使得它在液位，流量，壓力控制中都取得滿意的效果，但其在溫度控制中的效果不太理想，具體表現(xiàn)為溫度波動范圍較大，調(diào)節(jié)時間長和參數(shù)整定困難。FB58具有參數(shù)自整定功能，每次整定得到的優(yōu)化參數(shù)都是自動保存的，如果整定得到的參數(shù)效果不理想，則可以手動修改，然后將其保存，“撤銷參數(shù)修改”（UNDO_PAR用來激活修改后的參數(shù)；“裝載優(yōu)化參數(shù)”（LOAD_PID）用來重新激活控制器整定得到的優(yōu)化參數(shù)。參數(shù)設(shè)置的經(jīng)驗法則：CON_ZONE=250/GAINPER_TM/CYCLE_P50CYCLE時間不能超過積分時間TI的10%為了保證控制精度，脈沖周期時間PER_TM應(yīng)該至少是CYCLE_P的50倍脈沖周期時間不能超過積分時間的5%。如果沒用控制帶基本上只用通過減小比例作用才能減小可調(diào)節(jié)變量。如果偏差在CONZ_ON之內(nèi)，則可調(diào)節(jié)變量采用來自PID控制器的數(shù)值，控制帶可根據(jù)用戶需要激活或關(guān)閉。“微分因子”（D_F）表示微分作用的延遲時間，一般不做改變，運算流程如圖7所示: 圖7. PID運算方框圖如下式（3）所示，LmnN為PID的運算結(jié)果，通過脈沖周期時間PER_TM相乘得到高電平的輸出時間： 脈寬=LmnN*PER_TM/100 （3） 脈沖輸出單元每次執(zhí)行都累加一個CYCLE_P,通過判斷累加值和脈寬，或者和周期與脈寬差值的比較來改變輸出點的狀態(tài)，脈沖形成的過程如圖8所示: 圖8. 脈沖觸發(fā)示意圖 正確使用“控制帶”（CONZ_ON）可改善控制效果，如果CONZ_ON=TRUE，則控制器運行時使用控制帶。為防止超調(diào)，可使用“比例因子”（PFAC_SP）來弱化比例作用。為了抑制由于可調(diào)節(jié)變量變化所引起的小幅恒定振蕩，F(xiàn)B58對偏差通過“死區(qū)（DEADBAND）”進行處理，由參數(shù)DEADDB_W設(shè)定死區(qū)寬度,如圖6所示:圖6. 偏差信號的形成1）PID算法和脈沖觸發(fā)。（2）功能塊FB58介紹FB58是專門用于溫度控制的PID模塊，它集成了PID運算和脈沖觸發(fā)功能。對于輸入和反饋，執(zhí)行：變量*100/27648，然后將結(jié)果傳送到PVIN和SPINT對于輸出變量，執(zhí)行：LMN*27648/100，然后將結(jié)果取整傳送給PQW即可； 4）FB41的PID的調(diào)整方法：一般不用D，除非一些大功率加熱控制等慣大的系統(tǒng)；僅使用PI即可， 一般先使I等于0，P從0開始往上加，直到系統(tǒng)出現(xiàn)等幅振蕩為止，記下此時振蕩的周期，,應(yīng)該就可以滿足大多數(shù)的需求。CONT_C的方框如圖5所示:1）所有的輸入?yún)?shù)：COM_RST: BOOL: 重新啟動PID：當(dāng)該位TURE時：PID執(zhí)行重啟動功能，復(fù)位PID內(nèi)部參數(shù)到默認(rèn)值；通常在系統(tǒng)重啟動時執(zhí)行一個掃描周期，或在PID進入飽和狀態(tài)需要退出時用這個位；MAN_ON： BOOL：手動值ON；當(dāng)該位為TURE時，PID功能塊直接將MAN的值輸出到LMN，這可以在PID框圖中看到；也就是說，這個位是PID的手動/自動切換位；PEPER_ON： BOOL：過程變量外圍值ON：過程變量即反饋量，此PID可直接使用過程變量PIW（不推薦），也可使用 PIW規(guī)格化后的值（常用），因此，這個位為FALSE；P_SEL： BOOL：比例選擇位：該位ON時，選擇P（比例）控制有效；一般選擇有效I_SEL： BOOL：積分選擇位；該位ON時，選擇I（積分）控制有效；一般選擇有效；INT_HOLD BOOL：積分保持，不去設(shè)置它；I_ITL_ON BOOL：積分初值有效，IITLVAL（積分初值）變量和這個位對應(yīng)，當(dāng)此位ON時，則使用IITLVAL變量積分初值。在本次設(shè)計中，從溫度變送器送來的4～20mA模擬電流信號經(jīng)過SM331轉(zhuǎn)換為0～27648之間的整數(shù)，～，～，還要用一個FC106將之轉(zhuǎn)換為對應(yīng)閥門開度的0%～100%的整形數(shù)0～27648，然后經(jīng)SM332輸出4～20mA的信號去控制調(diào)節(jié)閥。BIPOLAR：假定輸出整型值介于 27648和27648之間，因此，K1 = ，K2 = +。將結(jié)果寫入OUT。在本次設(shè)計中，從溫度變送器送來的4～20mA模擬電流信號經(jīng)過SM331轉(zhuǎn)換為0～27648之間的整數(shù)，～。通過設(shè)置LO_LIM HI_LIM可獲得反向標(biāo)定。UNIPOLAR：假定輸入整型值介于0和27648之間，因此K1 = ，K2 = +，輸出(OUT)將鉗位于HI_LIM，并返回一個錯誤。FC105輸出等式如式（1）：OUT = [ ((FLOAT (IN) K1)/(K2K1)) * (HI_LIMO_LIM)] + LO_LIM （1）常數(shù)K1和K2根據(jù)輸入值是BIPOLAR還是UNIPOLAR設(shè)置。FC105接受一個整型值(IN)，并將其轉(zhuǎn)換為以工程單位表示的介于下限和上限(LO_LIM和HI_LIM)之間的實型值。但是在PLC內(nèi)部要對相應(yīng)的信號進行比較和運算時，需要將該信號轉(zhuǎn)換成實際物理值(對應(yīng)于傳感器的量程)方能運算。利用OB100先于OB35執(zhí)行的特性，可以為用戶主程序的運行準(zhǔn)備初始變量或參數(shù)。在設(shè)計中我們設(shè)置的中斷時間為100mS，如圖4所示:圖4. OB35中斷時間的設(shè)置 組織塊OB100 組織塊OB100上電初始化模塊，當(dāng)CPU 的狀態(tài)由停止態(tài)轉(zhuǎn)入運行態(tài)時（暖啟動），操作系統(tǒng)都調(diào)用OB100。在硬件組態(tài)窗口下，雙擊CPU位置，就會打開Properties對話框。 設(shè)計中使用到s7300各模塊介紹圖3. 硬件組態(tài)信息 課題涉及到的S7300PLC各模塊介紹 定時中斷組織
公司管理相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1