基于西門子plc的溫度pid調(diào)節(jié)畢業(yè)設計論文(更新版)

　　

【正文】 PLC控制系統(tǒng)設置步驟圖 PID指令向?qū)? 編寫PID控制程序時，首先要把過程變量（PV）。最后根據(jù)系統(tǒng)分析的結果，具體的確定PLC的機型和系統(tǒng)的具體配置。項目包括的基本組件：程序塊、數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)塊、符號表、狀態(tài)表、交叉引用表。實際上就找到輸出和輸入的關系，完成設計任務。 硬件接線圖PLC主機計算機PID調(diào)節(jié)執(zhí)行機構溫度檢測裝置 溫度控制系統(tǒng)圖——實際溫度加熱器硬件接線圖見附錄 第四章PLC控制系統(tǒng)的軟件設計 PLC控制系統(tǒng)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。本論文采用的是K型熱電阻。I/O端子排可很容易地整體拆卸。 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。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(shù)器、輔助繼電器等內(nèi)部繼電器的ON/OFF狀態(tài)。(2) 用戶程序存儲器:用戶根據(jù)控制功能要求而編制的應用程序稱為用戶程序，用戶程序存放在用戶程序存儲器中。(3) 位片式微處理器，如AMD2900系列等。 （7）運動控制功能符合PLC open 標準，方便工程實施和服務。，考慮系統(tǒng)的先進性和可擴展性。第三章 硬件設計本控制系統(tǒng)硬件設計由PLC控制系統(tǒng)硬件、監(jiān)視系統(tǒng)硬件以及其他輔助硬件設計組成。Kp太大時，系統(tǒng)會趨于不穩(wěn)定。β。Kp。特別是對于溫度、成份等變化緩慢的過程，這一現(xiàn)象將更嚴重。由于這一性質(zhì)，當被控量接近給定值的時候，反號的比例作用阻礙了積分作用，因而避免了積分超調(diào)以及隨之帶來的振蕩，這顯然是有利于控制的。 比例系數(shù)。 控制點包含三種比較簡單的PID控制算法，分別是：增量式算法，位置式算法，微分先行。一旦生產(chǎn)過程某一環(huán)節(jié)發(fā)生改變，控制裝置就要重新設計改造。相信不久的將來，傳感器技術將會出現(xiàn)一個飛躍，達到與其重要地位相稱的新水平。此外，還出現(xiàn)了對深化物質(zhì)認識、開拓新能源、新材料等具有重要作用的各種極端技術研究，如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強磁場、超弱磁場等等。國家標準GB766587對傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量件并按照一定的規(guī)律(數(shù)學函數(shù)法則)轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。 溫度控制系統(tǒng)背景自70年代以來，由于工業(yè)過程控制的需要，特別是在微電子技術和計算機技術的迅猛發(fā)展以及自動控制理論和設計方法發(fā)展的推動下，國內(nèi)外溫度控制系統(tǒng)發(fā)展迅速，并在職能化、自適應、參數(shù)自整定等方面取得成果，在這方面，一日本、美國、德國、瑞典等國技術領先，都產(chǎn)生了一批商品化的、性能優(yōu)異的溫度控制器及儀器儀表，并在各行各業(yè)廣泛應用。 可編程控制器（PLC）可編程控制器是一種工業(yè)控制計算機，是繼承計算機、自動控制技術和通信技術為一體的新型自動裝置。 青島農(nóng)業(yè)大學海都學院本科畢業(yè)論文（設計） 青島農(nóng)業(yè)大學畢業(yè)論文(設計)題 目： 基于西門子PLC的溫度PID調(diào)節(jié) 姓 名： 李海超 學 院： 青島農(nóng)業(yè)大學海都學院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 09級電氣2班 學 號： 200901040 指導教師： 李波 2013年 6 月 01 日摘 要從上世紀80年代至90年代中期，PLC得到了快速的發(fā)展，在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。溫度控制系統(tǒng) 的工藝過程復雜多變，具有不確定性，因此對系統(tǒng)要求更為先進的控制技術和控制理論。在許多場合，及時準確獲得目標的溫度、濕度信息是十分重要的，近年來，溫濕度測控領域發(fā)展迅速，并且隨著數(shù)字技術的發(fā)展，溫濕度的測控芯片也相應的登上歷史的舞臺，能夠在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各領域中廣泛使用。第二章 研究技術介紹 傳感技術 傳感技術、通信技術和計算機技術是現(xiàn)代信息技術的三大基礎技術。現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，進入了許多新領域：例如在宏觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙，微觀上要觀察小到fm的粒子世界，縱向上要觀察長達數(shù)十萬年的天體演化，短到 s的瞬間反應。世界各國都十分重視這一領域的發(fā)展。這套裝置設備體積龐大，可靠性差，同時維護不便，而且，完全由邏輯硬件構成，接線十分復雜。PID調(diào)節(jié)規(guī)律是連續(xù)系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)校正的一種有效方法，它的參數(shù)整定方式簡便，結構改變靈活。Ti。(2) 系統(tǒng)的動態(tài)過程加速在增量式算法中，比例項與積分項的符號有以下關系：如果被控量繼續(xù)偏離給定值，則這兩項符號相同，而當被控量向給定值方向變化時，則這兩項的符號相反。積分分離法在基本PID控制中，當有較大幅度的擾動或大幅度改變給定值時， 由于此時有較大的偏差，以及系統(tǒng)有慣性和滯后，故在積分項的作用下，往往會產(chǎn)生較大的超調(diào)量和長時間的波動。 控制器輸入與設定值之間的誤差。 調(diào)節(jié)周期。Kp太小，又會使系統(tǒng)的動作緩慢。在設計中應考慮以下原則:。 西門子PLC的特點可以這樣歸納一下西門子PLC的特點，真是基于下面的這些優(yōu)越性是我們選擇了它的重要原因。 （8）同步的PRIFIBUS DP(DRIVE)保證在高速處理過程中高質(zhì)量的控制水平。位片式微處理器是獨立于微型機的另一分支。由于用戶程序需要經(jīng)常改動、調(diào)試，故用戶程序存儲器多為可隨時讀寫的RAM。數(shù)據(jù)表用來存放各種數(shù)據(jù)，它的標準格式是每一個數(shù)據(jù)占一個字。其系統(tǒng)構成包括基本單元、擴展單元、編程器、存儲卡、寫入器等。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入/輸出點，更強的模塊擴展能力，更快的運行速度和功能更強的內(nèi)部集成特殊功能。 EM231模擬量輸入模塊EM 231模塊是組合強功率精密線性電流互感器、意法半導體（ST）單片集成變送器ASIC芯片于一體的新一代交流電流隔離變送器模塊，它可以直接將被測主回路交流電流轉(zhuǎn)換成按線性比例輸出的DC4～20mA（通過250Ω電阻轉(zhuǎn)換DC 1～5V或通過500Ω電阻 轉(zhuǎn)換DC2～10V）恒流環(huán)標準信號，連續(xù)輸送到接收裝置（計算機或顯示儀表）。 PLC程序設計的方法PLC程序設計常用的方法：主要有經(jīng)驗設計法、繼電器控制電路轉(zhuǎn)換為梯形圖法、順序控制設計法、邏輯設計法等。 編程軟件STEP7Micro/WIN 概述 STEP7Micro/WIN 編程軟件是基于Windows的應用軟件，由西門子公司專為S7200系列可編程控制器設計開發(fā)，它功能強大，主要為用戶開發(fā)控制程序使用，同時也可以實時監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。. 計算機與PLC的通信在STEP7Micro/WIN 中雙擊指令樹中的“通信”圖標，或執(zhí)行菜單命令的“查看”/“組件”/“通信”，將出現(xiàn)“通信”對話框,見圖42。PLC控制系統(tǒng)設計可以按以下步驟進行：1．熟悉被控對象，制定控制方案 分析被控對象的工藝過程及工作特點，了解被控對象機、電、液之間的配合，確定被控對象對 PLC控制系統(tǒng)的控制要求。PID運算結束之后，需要把回路輸出（）轉(zhuǎn)換為可以送給模擬量輸出模塊的整數(shù)。以下定義 PID 回路參數(shù)，這些參數(shù)都應當是實數(shù)：b. Derivative Time（微分時間）：如果不想要微分回路，可以把微分時間設為0。如果輸入為 4－20mA 則選單極性及此項，4mA 是 0－20mA 信號的 20%，所以選20% 偏移，即 4mA 對應 6400，20mA 對應 32000。 在指定輸入類型設置為 Bipolar 時，缺省的取值為32000 +32000，對應的輸入范圍根據(jù)量程不同可以是177。然后定義輸出類型。Bipolar： 選擇模擬量設定回路輸出變量值的范圍為 Unipolar 時，缺省值為 0 到 32000。此值最低可設為 ，即滿量程的 1%向?qū)б呀?jīng)為初使化子程序和中斷子程序定義了缺省名，你也可以修改成自己起的名字。，如圖。 PID 手動狀態(tài)下的輸出，從 AQW0 輸出一個滿值范圍內(nèi)對應此值的輸出量。100 公式（41）此為模擬轉(zhuǎn)換成輸出數(shù)字量溫度計算公式。 b 設置合適的給定值，使PID調(diào)節(jié)的輸出遠離趨勢圖的上、下坐標軸，以免PID自整定開始后輸出值的變化范圍受限制。 PID自整定失敗原因及解決方法 PID輸出在最大值與最小值之間震蕩（曲線接觸到坐標軸） 輸出在最大最小之間震蕩 解決方法：降低PID初始輸出步長值。b 沒有微分，可能是增益值太高。在西門子S7200系列PLC和組態(tài)軟件組態(tài)王的基礎上，我們成功設計出了溫度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)達到了快、準、穩(wěn)的效果，也達到了預期的目