基于西門子plc的溫度pid調節畢業設計論文(存儲版)

　　

【正文】 算出的控制增量可能比較大，如果該值超過了執行元件所允許的最大限度，那么實際上執行的控制增量將時受到限制時的值，多余的部分將丟失，將使系統的動態過程變長，因此，需要采取一定的措施改善這種情況。離散化公式：Δu(t) = q0e(t) + q1e(t1) + q2e(t2) 公式（23）當|e(t)|≤β時q0 = Kp(1+T/Ti+Td/T)q1 = Kp(1+2Td/T)q2 = Kp Td /T當|e(t)|β時q0 = Kp(1+Td/T)q1 = Kp(1+2Td/T)q2 = Kp Td /Tu(t) = u(t1) + Δu(t)注：各符號含義如下u(t)。Td。微分先行PID算法又叫測量值微分PID算法。(2) 積分控制Ti對系統性能的影響：積分作用使系統的穩定性下降，Ti小（積分作用強）會使系統不穩定，但能消除穩態誤差，提高系統的控制精度。 （3）現有的S7程序可以再利用，減少編程的工作量。2）現代PLC使用的CPU主要有以下幾種:(1) 通用微處理器，如808018 08812等。位片式結構可以使用多個微處理器，將控制任務劃分為若千個可以并行處理的部分，幾個微處理器同時進行處理。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。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。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。常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類。 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。 ：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。指令樹將顯示用于創建控制程序的所有項目對象指令。 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。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。 主回路PID指令向導，如圖 主回路用0號PID回路，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。如輸入信號為177。，可以選擇：這些功能在選中了相應的選擇框之后起作用。 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。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。 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。（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。例：如輸入 ，則設定為輸出的 50％。，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。 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。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。解決方法：降低增益值并且/或選擇短一些的掃描時間。 結 論本課題設計了基于PLC的溫度控制系統。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。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。解決方案：a 調整微風參數到0—1的范圍內。，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。 PID控制面板 調節器穩定后 自整定完成。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。，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。此處可輸入手動設定值的變量地址（VDxx），或直接輸入數。 PID向導完成 程序編寫 來使能 PID，以保證它的正常運行。a. 指定 PID 初使化子程序的名字。 (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。 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。 Type（輸出類型） 可以選擇模擬量輸出或數字量輸出。10V、177。Unipolar：e. 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。 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。2．確定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。在將新的設置下載到S7200之前，應設置遠程站的地址，是它與S7200的地址。 以 STEP7Micro/WIN創建程序，為接通STEP7Micro/WIN，可雙擊STEP7 Micro/WIN的圖標，如圖41所示，STEP7Micro/WIN項目窗口將提供用于創建程序的工作空間。：經驗設計法即在一些典型的控制電路程序的基礎上，根據被控制對象的具體要求，進行選擇組合，并多次反復調試和修改梯形圖，有時需增加一些輔助觸點和中間編程環節，才能達到控制要求。 EM231CN端子連接圖： － EM231CN接線圖 單極性 滿量程輸入 分辨率 SW1 SW2 SW3 ON OFF ON 0到10V ON OFF 0到5V 0到20mA 5uA 雙極性 滿量程輸入 分辨率 OFF OFF ON 177。可完全適應于一些復雜的中小型控制系統。 型號輸入點輸出點可帶擴展模塊數S7200CPU221640S7200CPU222862個擴展模塊S7200CPU22424107個擴展模塊S7200CPU224XP24167個擴展模塊S7200CPU22624167個擴展模塊 S7200系列PLC中CPU22X的基本單元 本文采用的是CPU222CN。它存儲用戶程序執行時的某些可變參數值，如定時器和計數器的當前值和設定值。由于RAM掉電會丟失數據，因此使用RAM作用戶程序存儲器的PLC，都有后備電池(視電池)保護RAM，以免電源掉電時，丟失用戶程序。它主要追求運算速度快，它以4位為一片。 （9）廣泛、全面的SIMATIC 產品線，包括多種集中式和分布式的模塊化擴展方 PLC各部分的作用 (CPU)1）CPU 在 P LC中的作用類似于人體的神經中樞，它是PLC的運算、控制中心。 （1）SIMATIC CPU將技術功能和運動控制集于一身，最大限度的減少成本。可靠性是控制系統的生命，系統不可靠，即使功能再完善，經濟性再好也沒有用，可靠性不好的設備是沒有市場的。Kp可以選負數，這主要是由執行機構、傳感器以控制對象的特性決定的。 積分分離閾值當控制系統的給定值發生階躍時，微分作用將導致輸出值大幅度變化，這樣不利于生產的穩定操作。 比例系數。另外積分分離的閾值應視具體對象和要求而定。為了加快開始的動態過程，我們可以設定一個偏差范圍v，當偏差|e(t)| β時，即被控量接近給定值時，就按正常規律調節，而當|e(t)|= β時，則不管比例作用為正或為負，都使它向有利于接近給定值的方向調整