plc西門子s7-200溫度控制系統設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 模塊，我設置PID開關為010001 DIP開關 溫度檢測和控制模塊由學校提供，模擬真實鍋爐的溫度檢測和控制模塊，可自行將0～10V模擬信號轉化為占空比對鍋爐進行加熱。輸出的模擬信號也是0～10V，鍋爐外接24V直流電源。 I/O分配表 I/O分配表輸入啟動按鈕停止按鈕輸出啟動指示燈停止指示燈正常運行指示燈溫度越上限報警指示燈鍋爐加熱指示燈 硬件接線圖 硬件連接圖 EM 235 CN連接圖第三章 軟件設計 PID控制程序設計模擬量閉環控制較好的方法之一是PID控制，PID在工業領域的應用已經有60多年，現在依然廣泛地被應用。人們在應用的過程中積累了許多的經驗，PID的研究已經到達一個比較高的程度。比例控制(P)是一種最簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關系。其特點是具有快速反應，控制及時，但不能消除余差。在積分控制(I)中，控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關系。積分控制可以消除余差，但具有滯后特點，不能快速對誤差進行有效的控制。 PID控制算法 閉環控制系統，PID控制器可調節回路輸出，使系統達到穩定狀態。偏差e和輸入量r、輸出量c的關系: （31）控制器的輸出為： （32）PID回路輸出比例系數P積分系數I微分系數DPID調節的傳輸函數為 （33）數字計算機處理這個函數關系式，必須將連續函數離散化，對偏差周期采樣后，計算機輸出值。： 模擬與離散形式模擬形式離散化形式所以PID輸出經過離散化后，它的輸出方程為: （34）式中， 稱為比例項 稱為積分項 稱為微分項上式中，積分項是包括第一個采樣周期到當前采樣周期的所有誤差的累積值。計算中，沒有必要保留所有的采樣周期的誤差項，只需要保留積分項前值，計算機的處理就是按照這種思想。故可利用PLC中的PID指令實現位置式PID控制算法量。 PID在PLC中的回路指令西門子S7200系列PLC中使用的PID回路指令， PID回路指令名稱PID運算指令格式PID指令表格式PID TBL,LOOP梯形圖使用方法：當EN端口執行條件存在時候，就可進行PID運算。指令的兩個操作數TBL和LOOP，TBL是回路表的起始地址，本文采用的是VB100，因為一個PID回路占用了32個字節，所以VD100到VD132都被占用了。LOOP是回路號，可以是0～7，不可以重復使用。 PID指令回路表偏移地址名稱數據類型說明0過程變量（PVn）實數~4給定值（SPn）實數~8輸出值（Mn）實數~12增益（Kc實數比例常數，可正可負16采樣時間（Ts）實數單位為s，必須是正數20采樣時間（Ti）實數單位為min，必須是正數24微分時間（Td）實數單位為min，必須是正數28積分項前值（MX）實數~32過程變量前值（PVn1）實數~ 回路輸入輸出變量的數值轉換方法本文中，設定的溫度是給定值SP，需要控制的變量是爐子的溫度。但它不完全是過程變量PV，過程變量PV和PID回路輸出有關。在本文中，經過測量的溫度信號被轉化為標準信號溫度值才是過程變量，所以，這兩個數不在同一個數量值，需要他們作比較，那就必須先作一下數據轉換。傳感器輸入的電壓信號經過EM235轉換后，是一個整數值，但PID指令執行的數據必須是實數型，所以需要把整數轉化成實數。使用指令DTR就可以了。如本設計中，是從AIW0讀入溫度被傳感器轉換后的數字量。其轉換程序如下:MOVW AIW0 AC0DTR AC0 AC0MOVR AC0 VD100 實數歸一化處理因為PID中除了采樣時間和PID的三個參數外，~，所以，在執行PID指令之前，必須把PV和SP的值作歸一化處理。~。單極性的歸一化的公式： （35） PID參數整定PID參數整定方法就是確定調節器的比例系數P、積分時間Ti和和微分時間Td，改善系統的靜態和動態特性，使系統的過渡過程達到最為滿意的質量指標要求。一般可以通過理論計算來確定，但誤差太大。目前，應用最多的還是工程整定法：如經驗法、衰減曲線法、臨界比例帶法和反應曲線法。經驗法又叫現場湊試法，它不需要進行事先的計算和實驗，而是根據運行經驗，利用一組經驗參數，根據反應曲線的效果不斷地改變參數，對于溫度控制系統，工程上已經有大量的經驗， 溫度控制器參數經驗數據被控變量規律的選擇比例度積分時間（分鐘）微分時間（分鐘）溫度滯后較大20～603