温度控制 PLC.docVIP

内容摘要 温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关。在科学研究和生产实践的诸多领域中, 温度控制占有着极为重要的地位, 特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足轻重的作用。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案 也有所不同。例如冶金、机械、食品、化工等各类工业生产中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等；燃料有煤气、天然气、油、电等。温度控制系统 的工艺过程复杂多变，具有不确定性，因此对系统要求更为先进的控制技术和控制理论。 可编程控制器（PLC）可编程控制器是一种工业控制计算机，是继承计算机、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。它具有抗干扰能力强，价格便宜， 可靠性强，编程简单，易学易用等特点，在工业领域中深受工程操作人员的喜欢，因此PLC已在工业控制的各个领域中被广泛地使用 硬件设计 硬件配置 I/O分配表 硬件接线图 软件设计 PID控制程序设计 S7-200程序设计流程图 内存地址分配与PID指令回路表 S7-200程序设计梯形图 总体设计 主要是利用PLC S7-200 采用PID控制技术做一个温度控制系统 硬件设计 硬件配置 2.1.1 西门子S7-200 CUP226 S7-200系列PLC可提供4种不同的基本单元和6种的扩展单元。其系统构成包括基本单元、扩展单元、编程器、存储卡、写入器等。S7-200系列的基本单元如表1所本论文采用的是CUP22。它具有热电偶是一种感温元件，它直接温度，并把温度转换成热电势信号。常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、答应误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。用的是K型热电阻。235模块是组合强功率精密线性电流互感器、意法半导体（ST）单片集成变送器ASIC芯片于一体的新一代交流电流隔离变送器模块，它可以直接将被测主回路交流电流转换成按线性比例输出的DC4～20mA（通过250Ω电阻转换DC 1～5V或通过500Ω电阻 转换DC2～10V）恒流环标准信号，连续输送到接收装置（计算机或显示仪表）。表所示为如何用DIP开关设置EM 235模块。开关1到6可选择模拟量输入范围和分辨率。所有的输入设置成相同的模拟量输入范围和格式。表所示为如何选择单/双极性（开关6）、增益（开关4和5）和衰减（开关1、2和3）。下表中，ON为接通，OFF为断开。单极性SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6 ON OFF OFF ON OFF ON 0到50mV 12.5μV OFF ON OFF ON OFF ON 0到100mV 25μV ON OFF OFF OFF ON ON 0到500mV125uA OFF ON OFF OFF ON ON 0到1V250μV ON OFF OFF OFF OFF ON 0到5V1.25mV ON OFF OFF OFF OFF ON 0到20mA5μA OFF ON OFF OFF OFF ON 0到10V2.5mV 根据温度检测和控制模块，我设置PID开关为010001 图2.1 DIP开关 2.1.4 温度检测和控制模块 由学校提供，模拟真实锅炉的温度检测和控制模块，可自行将0～10V模拟信号转化为占空比对锅炉进行加热。输出的模拟信号也是0～10V，锅炉外接24V直流电源。 2.2 I/O分配表 表2.3 I/O分配表 输入 I0.0 启动按钮 I0.1 停止按钮 输出 Q0.1 启动指示灯 Q0.2 停止指示灯 Q0.3 正常运行指示灯 Q0.4 温度越上限报警指示灯 Q0.5 锅炉加热指示灯 2.3 硬件接线图 图2.2 硬件连接图 软件设计 PID控制程序设计 模拟量闭环控制较好的方法之一是PID控制，PID在工业领域的应用已经有60多年，现在依然广泛地被应用。人们在应用的过程中积累了许多的经验，PID的研究已经到达一个比较高的程度。比例控制(P)是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。其特点是具有快速