参考资料--基于PLC200控制系统研究算法设计.docVIP

课程设计任务书 学 院 专 业 学生姓名 班级学号 课程设计题目 基于PLC200控制系统研究---算法设计 实践教学要求与任务: 构成PLC200闭环温度控制系统 算法设计 实验调试 THFCS-1现场总线控制系统实验 撰写实验报告 工作计划与进度安排: 第1～2天，查阅文献，构成闭环温度控制系统 第3～4天，算法设计 第5～6，实验调试 第7～9天，THFCS-1现场总线控制系统实验 第10天，撰写实验报告 指导教师： 201 年 月 日 专业负责人： 201 年 月 日 学院教学副院长： 201 年 月 日 摘 要 在许多现代工业生产中，温度控制都是要解决的问题之一，对于无需人力控制的领域，我们需要自动控制。随着电子技术的发展, 可编程序控制器(PLC)已经由原来简单的逻辑量控制, 逐步具有了计算机控制系统的功能。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。 本文提出了采用可编程控制器和可控硅组成一个比较简单、通用的温度控制系统。PLC是温度控制的主控核心，采用PID算法，运用PLC梯形图编程语言进行编程，实现温度的自动控制。可编程控制器的一个优势就是可以很方便的改写其中的程序以满足不同的控制系统，尤其在控制系统需要改进时优势更加明显。 文章分别就控制系统的基本工作原理，特殊模块的选型、PLC配置、等几方面进行阐述。通过提高温度控制系统具有响应快、稳定性好、可靠性高、控制精度好等特点，对工业控制有现实意义。 关键词: 温度控制 PLC PID 可控硅 闭环系统 目 录 1 概述 3 2 系统组成 4 2.1 控制系统组成 4 2.2 控制要求 4 2.2实训设备 5 2.3控制面板 5 2.4 功能指令使用及程序流程图 6 2.5端口分配及接线图 6 3 STEP7程序设计 7 3.1硬件组态及参数设置 7 3.2梯形图设计 8 3.3程序调试 12 3.4 WinCC组态画面设计 12 4 PLC200与Wincc通信 13 5 S7-200 PID编程总结 15 6 结束语 17 1 概述 本实训设计了一种基于Wincc和S7-200实现PID控制的方法，利用PLC200固有的PID功能实现PID控制，通过Wincc进行实时监控，具有图形显示直观，参数设置方便等优点。 PID控制器是应用最广泛的闭环控制器 由于其结构简单 容易实现 不需要被控对象的数学模型 有较强的灵活性和适应性 所以现在有90%以上的闭环控制都采用PID控制器 STEP7提供丰富的PID控制功能模块 可以很方便的创建PID控制器和处理设定值 过程反馈值及对控制器的输出值进行后处理 组态软件Wincc是数据采集监控系统SCADA的软件平台工具利用Wincc不仅可以实现对闭环控制过程的监视 而且还可以通过Wincc的组态界面实时设置和修改PID参数 避免了在STEP7中每次调试PID控制 都得修改参数并下载程序。 图2.1控制系统组成 实现控制要求的系统组成如上图所示，该系统是由执行器、加热器、温度变送器、A/D转换器、PID调节器和D/A转换器等构成一个单回路温度控制系统。PID调节器、D/A和A/D转换器用西门子公司的S7-200，CPU224型PLC来实现，上位机PC安装了STEP7和WINCC组态软件。考虑温度控制属于大滞后系统，调节器采用PI类型。 2.2 控制要求 1、总体控制要求：如面板图所示，模拟量模块输入端从温度变送器端采集物体温度信号，经过程序运算后由模拟量输出端输出控制信号至驱动端控制加热器。 2、程序运行后，模拟量输出端输出加热信号，对受热体进行加热。 3、模拟量模块输入端将温度变送端采集的物体温度信号作为过程变量，经程序PID运算后，由模拟量输出端输出控制信号至驱动端控制加热器。 本系统的给定值（目标值）可以预先设定后直接输入到回路中；过程变量由在受热体中的Pt100测量并经温度变送器给出，为单极性电压模拟量；输出值是送至加热器的电压，其允许变化范围为最大值的0% 至100%。 2.2实训设备 序号 名 称 型号与规格 数量 备注 实训装置 THPFSM-2 1 实训挂箱 B11 1 导线 3号 若干 通讯编程电缆 PC/PPI 1 西门子 实训指导书 THPFSM-1/2 1 计算机（带编程软件） STEP7 MicroWIN SP3 1 自备 计算机（带组态软