基于西門子plc的溫度pid調節畢業設計論文(文件)

　

【正文】 I／O設備 根據系統的控制要求，確定用戶所需的輸入(如按鈕、行程開關、選擇開關等)和輸出設備(如接觸器、電磁閥、信號指示燈等)由此確定PLC的I／O點數。由于程序與硬件設計可同時進行，因此，PLC控制系統的設計周期可大大縮短，而對于繼電器系統必須先設計出全部的電氣控制線路后才能進行施工設計。 PID初始化指令如圖,PV_I是模擬量輸入模塊提供的反饋值的地址，Setpoint_R是以百分比為單位的實數給定值（SP）,Output是PID控制器的INT型的輸出地址。 在低限（Low Range）和高限（High Range）輸入域中輸入實數，缺省值為 ，表示給定值的取值范圍占過程反饋量程的百分比。 這個范圍是給定值的取值范圍。e.Unipolar：5V 等時選用10V、177。 Type（輸出類型） 可以選擇模擬量輸出或數字量輸出。20% Offset： 如果選擇了開關量輸出，需要設定此占空比的周期。 向導提供了三個輸出來反映過程值(PV)的低值報警、高值報警及過程值模擬量模塊錯誤狀態。此值最高可設為 ，即滿量程的 100% (PV)模擬量模塊錯誤報警并設定模塊于 CPU 連接時所處的模塊位置。需要為它們定義一個起始地址，要保證該地址起始的若干字節在程序的其它地方沒有被重復使用。6. 手動操作的設定，如圖。a. 指定 PID 初使化子程序的名字。 注意： PID 配置，則中斷程序名為只讀，不可更改。在 PID 手動控制模式下，回路輸出由手動輸出設定控制，此時需要寫入手動控制輸出參數一個 － 的實數，代表輸出的 0％－100％而不是直接去改變輸出值。 PID向導完成 程序編寫 來使能 PID，以保證它的正常運行。 控制 PID 的手/自動方式，當 為 1 時，為自動，經過 PID 運算從 AQW0 輸出；當 為 0 時，PID 將停止計算，AQW0 輸出為 ManualOutput（VD4）中的設定值，此時不要另外編程或直接給 AQW0 賦值。此處可輸入手動設定值的變量地址（VDxx），或直接輸入數。，相應的輸出置位為 1，若在向導中沒有使能低報警功能，則此項將不會出現。 圖 調用子程序 子程序調用子程序并進行標準量（setpoin）反饋的過程量（PV_1）模擬量輸出地址。如上圖：ALW0為模擬量輸入，ALW06400的結果為VW10，再次除以32000乘以100的結果為VW20，VW20即為數字量輸出溫度結果。 打開PID調節控制面板 在Micro/WIN ，從主菜單工具欄PID調節控制面板或點擊控制面板圖標進入PID調節控制面板中，如果面板沒有被激活（所有地方都是灰色的），可點擊配置按鈕運行CPU。 PID控制面板 調節器穩定后 自整定完成。 如果將PID自整定的參數應用到當前PLC中。，并在這一區間內調節變化如圖 輸出很大并在區間內變化產生原因： a 增益值太高。解決方案：降低積分時間。解決方案：a 調整微風參數到0—1的范圍內。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用于現代工業的自動控制之中。再加上由組態王設計的人機界面，整個系統操作簡單，控制方便，大大提高了系統的自動化程度和實用性。致 謝本課題的研究是在我的導師程老師及另外幾位老師的悉心指導下完成的，程老師學識淵博、治學態度嚴謹、工作一絲不茍，更有誨人不倦的師者風范，在此謹向程老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意！此外，衷心感謝本組的其他成員，若是沒有他們，也就不會有這篇論文的產生。還有人機界面內容不夠豐富，若再加上報表系統、打印功能的話，那就更完美了。組態軟件組態王因其簡單易用的特點，在HMI設計中深受用戶的喜歡而得到廣泛的使用。 結 論本課題設計了基于PLC的溫度控制系統。a 如果用了微分，可能是微分參數有問題。解決方法：降低增益值并且/或選擇短一些的掃描時間。完成PID調整后，最好下載一次整個項目（包括數據塊），是新參數保存到CPU的EEPROM中。此時可點擊自整定按鈕啟動自整定功能，這時候按鈕變為停止整定，這是需耐心等待，系統完成自整定會自動將計算出的PID參數顯示出。 為了使PID自整定順利進行，應當做到： a 使PID調節器基本穩定，輸出、反饋變化平緩，并且使反饋比較接近給定值。 總程序第五章 系統仿真及調試 控制程序運行及其分析 程序運行并啟動程序監控，如圖。 計算程序T=[（ALW06400）/32000]，相應的輸出置位為 1，若在向導中沒有使能模塊錯誤報警功能，則此項將不會出現調用 PID 子程序時，不用考慮中斷程序。，相應的輸出置位為 1，若在向導中沒有使能高報警功能，則此項將不會出現。例：如輸入 ，則設定為輸出的 50％。（VDxx），或者直接輸入設定值常數，根據向導中的設定 －，此處應輸入一個 － 的實數，例：若輸入 20，即為過程值的 20％，假設過程值 AIW0 是量程為 0－200 度的溫度值，則此處的設定值 20 代表40 度（即 200 度的 20％）；如果在向導中設定給定范圍為 ，則此處的20相當于20度。 手動操作設置此處可進行是否手動操作的設定。 向導中斷用的是 SMB34 定時中斷，在用戶使用了 PID 向導后，注意在其它編程時不要再用此中斷，也不要向 SMB34 中寫入新的數值，否則 PID 將停止工作。向導將自動為該參數表分配符號名，用戶不要再自己為這些參數分配符號名，否則將導致 PID 控制不執行。 報警裝置設定圖5. PID指令的參數表占用的V存儲區的起始地址如圖。 (PV)報警的低值，此值為過程值的百分數，即報警的低值為過程值的 10％。這些功能在選中了相應的選擇框之后起作用。： 單極性輸出，可為 0－10V 或 0－20mA 等，可以選擇：此反饋輸入也可以是工程單位數值，參見：設置給定－反饋的量程范圍。 選用 20%偏移。如輸入信號為177。 PID參數設置圖，如圖。Sample Time（采樣時間）：是 PID 控制回路對反饋采樣和重新計算輸出值的時間間隔。d.參見：設置給定－反饋的量程范圍。 主回路PID指令向導，如圖 主回路用0號PID回路，如圖。圖 PLC控制系統設置步驟圖 PID指令向導 編寫PID控制程序時，首先要把過程變量（PV）。4．分配PLC的I／O地址 根據生產設備現場需要，確定控制按鈕，選擇開關、接觸器、電磁閥、信號指示燈等各種輸入輸出設備的型號、規格、數量；根據所選的PLC的型號列出輸入／輸出設備與PLC輸入輸出端子的對照表，以便繪制PLC外部I／O接線圖和編制程序。最后根據系統分析的結果，具體的確定PLC的機型和系統的具體配置。 通信窗口 程序設計 程序設計思路PLC運行時，設置溫度給定值，PID參數值等存入數據寄存器，隨后系統開始溫度采樣，溫度采集由傳感器來完成，由燈加熱作為加熱器模擬熱源，輸出的模擬信號是4—20MA，溫度變送器將采集溫度信號轉換為電流信號，電流信號在通過AIW0進入PLC，作為主回路的反饋值，經過主控制器（PID0）的PI運算產生輸出信號，作為副回路的給定值。項目包括的基本組件：程序塊、數據塊、系統塊、符號表、狀態表、交叉引用表。指令樹將顯示用于創建控制程序的所有項目對象指令。實際上就找到輸出和輸入的關系，完成設計任務。 ：用PLC的外部硬件接線和梯形圖軟件來實現繼電器控制系統的功能。 硬件接線圖PLC主機計算機PID調節執行機構溫度檢測裝置 溫度控制系統圖——實際溫度加熱器硬件接線圖見附錄 第四章PLC控制系統的軟件設計 PLC控制系統的設計主要包括硬件設計和軟件設計兩部分本在硬件基礎上，詳細介紹本項目的軟件設計，主要包括軟件設計的基本步驟、方法、編程軟件STEP7Micro/WIN的介紹以及本項目的程序設計。 EM 231 CN選擇模擬量輸入范圍的開關表 注意：－－模擬量到數字量轉換器(ADC)的12位讀數，其數據格式是左端對齊的。本論文采用的是K型熱電阻。常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類。I/O端子排可很容易地整體拆卸。可連接2個擴展模塊，最大擴展至78路數字量I/O點或10 路模擬量I/O點。 硬件配置 西門子S7200 CPU222CNS7200系列PLC可提供4種不同的基本單元和6種型號的擴展單元。根據需要，部分數據在停電時用后備電池維持其當前值，在停電時可以保持數據的存儲器區域稱為數據保持區。元件映像寄存器用來存儲PLC的開關量輸入/輸出和定時器、計數器、輔助繼電器等內部繼電器的ON/OFF狀態。目前較先進的PLC(如歐姆龍公司的CPMIA型PLC)采用快閃存儲器作用戶程序存儲器，快閃存儲器可隨時讀寫，掉電時數據不會丟失，不需用后備電池保護。(2) 用戶程序存儲器:用戶根據控制功能要求而