基于組態(tài)的試驗機溫度監(jiān)控系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計論文-閱讀頁
2025-07-09 01:04本頁面
【正文】 特性決定的。 Error! Reference source not found.(2) 積分控制Ｔi對系統(tǒng)性能的影響： 積分作用使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，Ｔi小（積分作用強）會使系統(tǒng)不穩(wěn)定，但能消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高系統(tǒng)的控制精度。Ｔd偏小時，超調(diào)量也較大，調(diào)節(jié)時間也較長。至此溫度控制系統(tǒng)就已經(jīng)完成。我們將運用經(jīng)驗整定法來整定PID的參數(shù)值，下面簡單說明其步驟。事先的計算和實驗都可以省略，而是依靠以往經(jīng)驗，先保證一組控制器參數(shù)，使系統(tǒng)投入運行，通過觀察人為加入的干擾過渡過程曲線，根據(jù)不同的控制作用對過渡過程的各種影響來改變相應(yīng)的控制參數(shù)值，進行重復(fù)試驗，最終得到滿意的控制質(zhì)量[11]。整定途徑要遵循兩條： （1）單獨運用P作用，加入人為干擾后，將過渡過程調(diào)整為4：1的衰減振蕩過程。同時在加入的積分作用之前，應(yīng)先減少比例作用，通常把比例度增大9%25%。最后加入D作用，以零為開端，逐漸增大微分時間Td，由于微分作用能強制降低振蕩，在加入微分作用之前，可以把積分時間減小。必須要通過微分時間的不斷試用，（2）通常取Td=(1/31/4)Ti，所以要注意積分時間Ti和Td的選取，然后反復(fù)湊試比例度，直至結(jié)果滿意為止。這時Ti和Td應(yīng)重復(fù)湊試，使曲線最終達到控制目標(biāo)。第4章 基于組態(tài)王的監(jiān)控界面設(shè)計隨著我國工業(yè)化和信息化進程的加快，工控組態(tài)軟件扮演者越來越重要的角色，為自動化控制系統(tǒng)監(jiān)控層提供了良好的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件。HMI的主要功能有：數(shù)據(jù)的輸入與顯示；系統(tǒng)或設(shè)備的操作狀態(tài)方面的實時信息顯示；報警處理及打印；數(shù)據(jù)歸檔和報表系統(tǒng)[12]。在本項目中，我們選擇了組態(tài)王來完成監(jiān)控畫面和西門子S7200 PLC的設(shè)計組態(tài)王和其他組態(tài)軟件相比最大的優(yōu)勢是它操作方便靈活，有較強的通信功能，支持的硬件非常豐富。雙擊組態(tài)王的快捷方式，出現(xiàn)組態(tài)王的工程管理器窗口，雙擊新建按扭，按照彈出的建立向?qū)?，填寫工程名稱。進入組態(tài)畫面的設(shè)計。 新建畫面 由于組態(tài)畫面要與西門子S7200 PLC連接之后才能使用，所以要新建S7200的連接[13]，、?；绢愋偷淖兞靠梢苑譃椤皟?nèi)存變量”和I/O變量兩類。而I/O變量是兩者之間互相交換數(shù)據(jù)的橋梁，S7200和組態(tài)王的數(shù)據(jù)交換是雙向的[14]。寄存器和數(shù)據(jù)類型要與程序中一致，否則組態(tài)王就不能起到監(jiān)控作用了。 新建變量“當(dāng)前溫度”報警定義設(shè)置圖，我們設(shè)置了當(dāng)前溫度低于100度時，報警當(dāng)前溫度太低?！霸囼灆C爐溫控制”記錄和安全區(qū)設(shè)置圖，我們設(shè)置“記錄”為數(shù)據(jù)變化記錄，變化靈敏度設(shè)為1。 當(dāng)前溫度記錄和安全區(qū)設(shè)置 根據(jù)系統(tǒng)的特點，設(shè)計了實時控制主畫面，主要包括了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理畫面，實時曲線畫面，預(yù)定溫度的設(shè)定，爐溫實時溫度的顯示，PID控制器參數(shù)的設(shè)定。實時曲線畫面用于顯示被測量，被控量以及設(shè)定值的實時變化趨勢。打開開發(fā)系統(tǒng)頁面后，點擊工具箱中的“實時趨勢曲線”按鈕，把實時趨勢曲線放進開發(fā)頁面，然后雙擊曲線畫面，對曲線進行設(shè)置，實時趨勢曲線隨時間變化自動卷動，可快速反應(yīng)變量的新變化。系統(tǒng)運行時，報警窗口會根據(jù)當(dāng)前溫度值做出適當(dāng)?shù)膱缶Ｈ缓筇砑訄蟊碓O(shè)置，打印預(yù)覽，報表打印，關(guān)閉畫面等按鈕并對其進行設(shè)置。 PLC程序設(shè)計PLC運行時，將溫度設(shè)定值，PID參數(shù)值等，存入有關(guān)的數(shù)據(jù)寄存器，使定時器復(fù)位；按啟動按鈕，系統(tǒng)開始溫度采樣，采樣周期為10秒；K型熱電偶傳感器把所測量的溫度進行標(biāo)準(zhǔn)量轉(zhuǎn)換（041毫伏）；模擬量輸入通道AIW0通過讀入041毫伏的模擬電壓量送入PLC；經(jīng)過程序計算后得出實際測量的溫度T，將T和溫度設(shè)定值比較，根據(jù)偏差計算調(diào)整量，發(fā)出調(diào)節(jié)命令[15]。此向?qū)Э梢酝瓿山^大多數(shù)PID運算的自動編程，用戶只需在主程序中調(diào)用PID向?qū)傻淖映绦?，就可以完成PID控制任務(wù)。本項目程序中就正好運STEP7Micro/WIN軟件自帶的PID指令向?qū)?。首先打開“指令向?qū)А?，選擇“PID”。其中，增益Kc=120，積分時間為3分鐘，微分時間為1分鐘，抽樣時間為10秒。 配置PID環(huán)路參數(shù)點擊“下一步”。點擊“下一步”，配置成功。 ，其實就是利用PID指令向?qū)Ь幊?。每個PID回路都有兩個輸入變量，給定值SP和過程變量PV。即先把整數(shù)值轉(zhuǎn)換成浮點型實數(shù)值，再把實數(shù)值進行歸一化處理。在本項目中，R=100，即就是設(shè)定溫度100度；S=32000，M=，所以按照歸一化公式R1=100/32000+=。又因我們設(shè)置了采樣時間為10秒。VW2和VW4分別是采樣周期內(nèi)的加熱時間和非加熱時間[18]。 梯形圖程序網(wǎng)絡(luò)5該網(wǎng)絡(luò)的程序是為了在電腦上通過STEP7Micro/WIN編程軟件顯示當(dāng)前溫度和設(shè)定溫度值而寫的，其實也就是歸一化的逆過程。組態(tài)王和PLC編程軟件不能同時啟動，因為他們使用的是同一個端口，要想在線利用組態(tài)王監(jiān)控程序，那就先必須在關(guān)閉組態(tài)王的情況下，先把PLC程序下載到PLC中，并且運行程序，再把編程軟件關(guān)閉，才可以啟動組態(tài)王，這樣就可以利用組態(tài)王在線監(jiān)控了[19]。這個時候，系統(tǒng)會自動打開一個信息窗口，可以通過信息窗口來知道，組態(tài)王的運行情況以及和PLC的連接是否成功。如果提示連接設(shè)備成功，窗口會顯示開始記錄數(shù)據(jù)，那就表示可以開始系統(tǒng)的運行了?！鹘缑纥c擊組態(tài)畫面的實時曲線按鈕，可以觀察，在自PID參數(shù)的作用下，控制效果的情況。所以，我們可以增大Kc，使調(diào)節(jié)時間變短，點擊主控控制畫面的參數(shù)設(shè)定窗口的比例增益來進行調(diào)節(jié)，如圖 。圖 報表查詢記錄的數(shù)據(jù)如圖 。第5章 總結(jié) PLC（可編程控制器）以其可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單、功能強大、性價比高、體積小、能耗低等顯著特點廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)的自動控制之中。組態(tài)軟件組態(tài)王因其簡單易用的特點，在HMI設(shè)計中深受用戶的喜歡而得到廣泛的使用。再加上由組態(tài)王設(shè)計的人機界面，整個系統(tǒng)操作簡單，控制方便，大大提高了系統(tǒng)的自動化程度和實用性。謝 辭在此次畢業(yè)設(shè)計初始，我盲目的在網(wǎng)上搜索資料，進展不是很順利。在陶文華老師的指導(dǎo)下，我摸索著前進，在圖書館與實驗室之間，充實自己，同時充實著我的畢業(yè)設(shè)計。同時要感謝我的同學(xué)們，他們給了我很大的幫助。還要感謝學(xué)校方便的
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