【正文】 ion list program is short, the program execution is efficient. Key words: Instruction list。 controlzone。 obtuse angle inflection point 基于語句表編程的溫度控制程序設(shè)計(jì) II 目 錄 1 引言 ........................................................................................................................................ 1 課題的意義 .................................................................................................................. 1 本課題包含的主要工作 .............................................................................................. 1 2 鍋爐溫控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ........................................................................................................ 2 硬件介紹 ...................................................................................................................... 2 傳感器 ............................................................................................................... 2 變送器 ............................................................................................................... 2 S7300 PLC ....................................................................................................... 2 控制電路設(shè)計(jì) .............................................................................................................. 3 控制回路設(shè)計(jì) ................................................................................................... 3 加熱主回路的設(shè)計(jì) ........................................................................................... 3 3 軟件設(shè)計(jì)和組態(tài) .................................................................................................................... 4 SIMATIC STEP 7 ......................................................................................................... 4 SIMATIC WinCC ......................................................................................................... 5 4 控制程序的設(shè)計(jì) ..................................................................................................................... 6 功能塊簡介 .................................................................................................................. 6 FB41“CONT_C”連續(xù)控制器 ........................................................................... 6 FB43“PULSEGEN”脈沖發(fā)生器 ...................................................................... 8 控溫程序的編寫 .......................................................................................................... 9 主程序 OB1 的編寫 ........................................................................................ 9 中斷服務(wù)程序 OB35 的編寫 ......................................................................... 12 初始化程序 OB100 的編寫 ........................................................................... 12 5 溫度對象數(shù)學(xué)模型測試和控制規(guī)律測試 ........................................................................... 13 溫度對象的數(shù)學(xué)模型測試 ........................................................................................ 13 溫度控制規(guī)律的測試 ................................................................................................ 15 P 調(diào)節(jié)控制規(guī)律 .............................................................................................. 15 PD 調(diào)節(jié)控制規(guī)律 ........................................................................................... 15 PI 調(diào)節(jié)控 制規(guī)律 ............................................................................................ 16 PID 調(diào)節(jié)控制規(guī)律 .......................................................................................... 17 改進(jìn)的 PID 調(diào)節(jié)控制規(guī)律 ............................................................................. 18 本章總結(jié) .................................................................................................................... 18 基于語句表編程的溫度控制程序設(shè)計(jì) III 結(jié)束語 ...................................................................................................................................... 22 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 23 附錄 .......................................................................................................................................... 24 致謝 .......................................................................................................................................... 31 基于語句表編程的溫度控制程序設(shè)計(jì) 1 1 引言 課題的意義 溫度是工業(yè)對象中主要的被控對象之一。在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐的諸多 領(lǐng)域中，溫度控制占有著極為重要的地位 , 特別是在冶金、化工、建材、食品、機(jī)械、石油等工業(yè)中，具有舉足輕重的作用。例如冶金、機(jī)械、食品、化工等各類工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等。國內(nèi)還沒有一套較好的針對積分溫度對象的控制規(guī)律和參數(shù)整定技 術(shù)。 語句表 (Instruction List， IL)是用助記符來表達(dá) PLC 的各種操作功能的，類似于計(jì)算機(jī)的匯編語言的文本語言，指令通過語句表程序使用 PLC 內(nèi)存的累加器來執(zhí)行，多條指令組成一個(gè)程序段，一個(gè)復(fù)雜的控制功能是用較長的語句表來描述，這種語言比較抽象，不如梯形圖和功能塊圖那樣形象、直觀，但可以編寫梯形圖和功能塊圖無法實(shí)現(xiàn)的程序，語句表比較適合經(jīng)驗(yàn)豐富的程序員使用，其中 ACC 累加器和標(biāo)志位操作的存在提高了工作效率但卻使編程變得 較困難 [2]。 本課題包含的主要工作 本課題以過程控制實(shí)驗(yàn)室自制過程控制實(shí)驗(yàn)裝置為平臺，設(shè)計(jì)了鍋爐溫度加熱控制系統(tǒng)。并對溫度對象進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的測試，并對傳統(tǒng) P、 PI、 PD、 PID的控制規(guī)律和本設(shè)改進(jìn)后的 PID 控制規(guī)律進(jìn)行控制。程序控溫過程的中穿越幅度小，在溫變拐點(diǎn)處實(shí)現(xiàn)了既無超調(diào)又無欠溫的鈍角拐點(diǎn)的控制效果。 第 2 章介紹了控制系統(tǒng)的主要硬件，控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和配置，以及傳感變送和加熱回路的設(shè)計(jì)。 第 4 章介紹了 FB41“CONT_C”連續(xù)控制器和 FB43“PULSEGEN”脈沖發(fā)生器的 工作原理、介紹了主程序、中斷服務(wù)和初始化程序的編寫，其中主程序編寫又包含程序控溫算法的設(shè)計(jì)。 2 鍋爐溫控 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 硬件介紹 傳感器 控制系統(tǒng)的傳感器是 J 型熱電偶，型號為 WRF120/Ⅱ 250，它是鐵 銅鎳熱電偶，它的正極 (JP)的化學(xué)成分為純鐵，負(fù)極 (JN)的化學(xué)成分為銅鎳合金。 表 1 J 型熱電偶的參數(shù)表 溫度范圍 安裝方式 接線盒 精度等級 插入深度 保護(hù)套直徑 防護(hù)套材料 0750℃ 無固定方式 防濺式 Ⅱ 250mm 16mm 不銹鋼 變送器 AI818 是常用又很普遍的智能儀表，可以處理溫度、壓力、流量、液位、濕度。在儀表參數(shù)設(shè)置方面，控制方式 CtrL=0，采用位式調(diào)節(jié)（ ON/OFF），表示適用于要求不高的場合進(jìn)行控制時(shí)采用。輸入規(guī) 格 Sn=5，表示儀表接收的是 J 型熱電偶 020mV電壓信號。輸入下線顯示值 dIL=，對外給定、變送輸出均有效，用于定義線性輸入信號下限刻度。輸出方式 OPt=4，表示 420mA 線性限流輸出，主輸出模塊上安裝線性電流輸出模塊 [3]。由于S7300 簡單實(shí)用的分散式結(jié)構(gòu)和多界面網(wǎng)絡(luò)能力，使得應(yīng)用十分靈活 [4]。 技術(shù)數(shù)據(jù)如表 2 所示： 基于語句表編程的溫度控制程序設(shè)計(jì) 3 表 2 CUP314 的技術(shù)數(shù)據(jù)表 （ 2）信號模塊 (SM) 信號模塊是數(shù)字量輸入、輸出模塊和模擬量輸入、輸出模塊的總稱，它們使不同的過程信號電壓或電流與 PL 內(nèi)部的信號電平匹配。其中模擬量輸入模塊可以輸入熱電阻、熱電偶、 DC 420mA 和 DC 010V等多種不同類型和不同量程的模擬信號。 模擬量輸入模塊 SM331，訂貨號為：