传统挤出机的温控压力调速与用plc的比较.docVIP

精品论文 参考文献 传统挤出机的温控压力调速与用PLC的比较 东莞市常平镇松柏塘村华立工业村 523561 【摘要】介绍了sIMATlcs7—200可编程控制器在塑料挤出机温度控制系统中的应用，控制回路采用PID参数自整定和脉宽词功法．控制系统把传统的PID控制和PLC的逻辑判断指令结合起来，使PID控制更为灵活．能满足生产过程的 要求。详细描述了系统的工作原理和PLC的硬件组成、软件编制，简单介绍了上机的组态软件wincc。 【关键词】挤出机 PLC 温控压力调速 可编程控制器PIC(ProgranUnable Logic controller)是一种进行数字运算的电子系统，是专为在工业环境下的应用而设计的工业控制器…。目前，国内的塑料挤出机生产厂家大都是采用简单的温控仪表和温控电路进行控制，这种温度控制存在精度差、超调量大等缺点，很难满足生产高质量塑料制品的要求。本文介绍了PLC在塑料型材生产线温度控制系统中的应用。采用PJ．c作为温度控制系统的接心，克服了以往仪表控制的单回路凋节器的缺点；同时利用PT．c逻辑控制的优点，与输人、输出信号通过简单的编程实现联锁，可以对各种情况及时做出反应，使控制系统更加稳定可靠。在设计中，我们选用了sIMATlcs7—200可编程序控制器，s7—200是模块化中小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用。 1硬件构成 中央处理单元(cPu)采用cPu一314IFM，带有一个MPl接口，可以连接编程器、Pc机、操作面板，集成有20个数字输入端、16个数字输出端、4模拟输入端、1模拟输出端、闭环控制功能块PID控制器。数字量输出模块选用sM322，DO8times;230vACREL。模拟量输入模板选用SM331，AI8times;12位，参数可通过模板上的量程模块和用STEP7设定；通道按两路一纽划分，每次只能给一组通道设定参数；输A的热电偶可以是类型N、E、J、K、L，可以通过sTEP7设定；温度补偿可以用内部补偿，也可用外部补偿，外部补偿比内部补偿更精确。 本系统中温度传感器选用K型热电偶，其测温范围适中，线性度较好，相应的模人模板量程模块上的位置置于“A”。温度补偿方式采用内部补偿。输出控制电路是通过固态继电器(SSR)凋功方式完成的。只要在给定周期内改变固态继电器的通断时间比，就能达到改变加热功率的目的，从而实现温度调节。硬件配置如表I所示。 表1 2工作原理 该系统是一个闭环反馈控制系统，温度传感器(热电偶)检测到的料筒和机头温度信号，送给温度模块，PLC从温度模块中读取温度值PV与设定温度SP进行比较，得到偏差e(￡)=VP—Pv。如果存在差值，就要对此偏差e(￡)按PID算法进行修正，求得相应的控制量去控制固态继态器的通断时间，调节电加热器的加热功率，从而实现对料筒和机头温度的控制。 PID控制是过程控制中应用最广泛、最基本的一种控制方法；虽然控制理论和控制技术目趋完善和成熟，但目前大多数工业过程仍采用PID控制，其原因是这种控制方法并不要求精确的受控对象的数学模型，简单易行、稳定性好、可靠性高，并能满足大多数工业过程控制的要求。在PID控制中，控制器系数的整定和自适应问题，是提高工业过程控制品质的关键。 传统的PID控制调节规律的算式为： 式中，e(f)=SP—PV为PID控制器的输入信号；U(t)为控制器输出信号，Kp为比例系数，Ti为积分系数，Td为微分系数。 比例环节是成比例的反映控制系统的偏差信号e(t)，偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，以减少偏差；微分环节能反映偏差信号的变化趋势，按照偏差的变化趋势来控制，改善控制对象的品质，增强系统的稳定性；积分环节主要用于消除误静差，提高系统的无差度，它对误差进行积分，对系统控制有一定的滞后作用．积分作用过强，会造成系统超凋增大，甚至引起振荡。 本系统中，为了防止积分饱和，将积分环节分离出来，当偏差减少至一定范围内，才加入积分环节。因此．当偏差︳e(t)︳较大时，为避免系统超调，不加入积分环节；当︳e(t)︳较小时，积分环节有效，随︳e(t)︳的减少而增大．以消除系统的稳态误差。同时，为保证温度控制能迅速达到额定值，而不出现大的超调量，采取的措施是：在温度从室温到离额定温度还差50℃的自由升温过程中，固态继电器一直是导通的，猛加速升温；当温度偏差小于50℃而太于7．5％设定温度时，进行PD控制；当温度偏差不到7．5％设定温度时，采用PID调节，以减小超调量，提高控温精度。 控制器参数的整定[2]采用一种对输入输出关系在线辨识而整