基于PLC的温度PID控制
基于PLC的温度PID-模糊控制系统设计与仿真
实现对温度 的控制 ， 并且使其算法在 Ｐ Ｃ中通过软件 Ｌ
来实现 。
１ 控 制器 的设计
１ １ 总 体设 计 方 案 ． ．
Байду номын сангаас
对于温度控制系统 ， 由于受控系统对控制量 的作 用反应较慢 ， 工程上通常使用一阶惯性时滞模 型作 为 其系统模型 。由于实际生产过程给定值假设为 ， 在
２ｌ ０ １年 ６月
农 机 化 研 究
第 ６期
基 于 Ｐ Ｃ 的 温 度 Ｐ 一模 糊 控 制 系 统 设 计 与 仿 真 ｋ Ｉ Ｄ
陈水生 ，孟庆髫
（ ． 江康 恩 贝制 药 股 份 有 限公 司 ，浙 江 兰溪 ３ １ ０ １浙 ２ ９；２石 河 子 大学 机 械 电气 工程 学 院 ，新 疆 石 河 子 １ 摘 ８２０ ３ ０ ０）
收稿 日期 ：２ １ ０ ０—０ ８—１ ７
通常在语 言变量 的论 域上将 其划 分为有 限 的 几档 ， 可将 Ｅ，Ｃ和 划分为负大 、 Ｅ 负中、 负小 、 、 零 正 小 、 中和正 大 ， 用 简化 表示 为 ｛ Ｂ Ｎ Ｎ ， Ｅ 正 使 Ｎ ， Ｍ， Ｓ Ｚ ，
Ｐ ，Ｍ，Ｂ｝ 因此 ， ＳＰ Ｐ 。 一般 情 况 下 输 入 变 量 取 ７个 量 化
等级即可满足控制精度 。若选择较多 的档 ， 即对每一 个变量用 较 多 的状态 来描 述 ， 定规 则 时就 比较 灵 制 活 ， 则也 比较 细致 ， 相 应 的规则便 多 了 ， 规 但 变复 杂 了， 编制程序就 比较 困难 ， 占用的 内存储器容量较 多；
基金项 目 ：国家 自然科 学基金项 目（ ０ ６ ０ ２ ６６４ ０ ）
基于PLC的温度控制系统的设计
1 引言1.1 设计目的温度的测量和控制对人类日常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。
在许多场合，及时准确获得目标的温度、湿度信息是十分重要的。
近年来，温湿度测控领域发展迅速，并且随着数字技术的发展，温湿度的测控芯片也相应的登上历史的舞台，能够在工业、农业等各领域中广泛使用。
1.2 设计内容主要是利用PLC S7-200作为可编程控制器，系统采用PID控制算法，手动整定或自整定PID参数，实时计算控制量，控制加热装置，使加热炉温度为为一定值，并能实现手动启动和停止，运行指示灯监控实时控制系统的运行，实时显示当前温度值。
1.3 设计目标通过对温度控制的设计，提高在电子工程设计和实际操作方面的综合能力，初步培养在完成工程项目中所应具备的基本素质和要求。
培养团队精神，科学的、实事求是的工作方法，提高查阅资料、语言表达和理论联系实际的技能。
2 系统总体方案设计2.1 系统硬件配置及组成原理2.1.1 PLC型号的选择本温度控制系统采用德国西门子S7-200 PLC。
S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。
S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。
因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。
2.1.2 PLC CPU的选择S7-200 系列的PLC有CPU221、CPU222、CPU224、CPU226等类型。
S7-200PLC 硬件系统的组成采用整体式加积木式，即主机中包括定数量的I/O端口，同时还可以扩展各种功能模块。
S7-200PLC由基本单元（S7-200 CPU模块）、扩展单元、个人计算机（PC）或编程器，STEP 7-Micro/WIN编程软件及通信电缆等组成。
表2.1 S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元本设计采用的是CUP226。
它具有24输入/16输出共40个数字量I/O点。
基于PLC的温度PID_模糊控制系统设计与仿真
第 6期
图 3 主程序软件设计流程图 Fig. 3 The m ain program sof tw are flow ch art
图 4 主程序选择控制梯形 F ig. 4 Th em ain p rogram con trol ladder d iagram
2. 2 模糊控制程序 此程序段为查模糊控制表程序设计, 根据模糊控
由模糊规则进行推理可以得出模糊控制器语言规 则的输入 输 出关 系, 其关 系 是一 个非 线性 的关 系曲 面。当偏差较大时, 控制量的变化应尽力使偏差迅速 减小; 当偏差较小时, 除了要消除偏差外, 还要考虑系 统的稳定性, 防止系统出现过冲, 甚至引起系统振荡。 由隶属度函数及规则表, 使用 M amdan i推理方法和面 积重心法进 行清晰 化, 可以得 到控 制查 询表, 见 表 2
=
KP [ e( t)
+
1 Ti
t
0 e( t) dt + T D
d
e( t dt
)
]
在 PLC 软件内部有专门的 P ID 编程指令, 因此此
部分控制在软件中直接实现。
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2011年 6月
农 机化 研 究
2 系统的软件实现与仿真
2. 1 系统主程序 将传感器采集到的信号与设定 值比较, 在远大于
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第 6期
基 于 PLC 的 温 度 P I D - 模 糊 控 制 系 统 设 计 与 仿 真
陈水生1 , 孟庆建2
( 1. 浙江 康 恩 贝 制药 股 份 有 限公 司 , 浙 江 兰 溪 3 21109; 2 石河 子 大 学 机械 电 气 工 程学 院 , 新 疆 石 河 子 83 2000 )
基于PLC的恒温控制系统
基于PLC的恒温控制系统本科生毕业论文（设计）题目：基于PLC的恒温控制系统院系：专业：学生姓名：学号：指导教师：二〇一四年五月摘要在工业控制领域，基于运行稳定性考虑，要对生产过程中的各种物理量进行详细的检测和控制。
这在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足轻重的作用。
其中温度控制又以其较为复杂的工艺过程而备受人们关注。
所以各种加热炉、热处理炉、反应炉等得到了广泛应用。
这些都对温度控制系统的设计提出了更高的要求。
本设计采用S7-200PLC对加热炉温度进行控制。
随着自动控制技术的迅速发展，PLC对温度的控制技术应用越来越广泛。
本文采用PLC对温度进行控制，通过合理的设计，提高温度控制水平，进而改善温度运行的稳定性，使其更加精确。
本文主要介绍了温度控制的PLC控制系统总体方案设计、设计过程、组成、梯形图，并给出了系统组成框图，分析流量逻辑关系，提出PLC的编程方法。
本系统分析了加热炉温度控制的PID控制原理，设计了系统的数学控制模型以及系统控制框图，用组态王软件组态配置工业控制监控系统，对数据进行实时监控。
通过对单回路控制系统的参数整定以及组态王的PID控制程序，实现了加热炉温度的精确控制。
通过对PLC程序的仿真调试以及对组态的系统仿真，验证了本加热炉温度控制系统的设计合理性，系统动态响应符合了最初的设计要求，也具有一定的实用价值。
关键词：温度控制，可编程控制器，PID，组态王目录第一章前言 01.1恒温控制的现状与意义 01.2系统设计要求 (1)1.3设计主要内容 (2)第二章恒温控制系统硬件设计 (4)2.1总体分析 (4)2.2PLC控制系统设计的基本原则和步骤 (5)2.2.1PLC控制系统设计的基本原则 (5)2.2.2PLC控制系统设计的一般步骤 (6)2.3PLC的选型与硬件配置 (7)2.3.1PLC型号的选择 (7)2.3.2S7-200 CPU的选择 (8)2.3.3EM231模拟量输入模块 (8)2.3.4热电偶温度传感器 (10)2.4I/O地址分配及电气连接图 (11)2.5PLC硬件接线图 (12)第三章PLC控制系统软件设计 (14)3.1PLC程序设计方法 (14)3.2编程软件STEP7--M ICRO/WIN概述 (15)3.2.1STEP7-Micro/WIN简单介绍 (15)3.2.2STEP7-Micro/WIN参数设置（通讯设置） (16)3.3基于S7200的PID控制 (18)3.3.1控制系统数学模型的建立 (18)3.3.2P ID在PLC中的回路指令 (19)3.4内存地址分配与PID指令回路表 (20)3.5程序设计梯形图 (23)3.5.1初次上电 (23)3.5.2启动/停止阶段 (24)3.5.3子程序0 (25)3.5.4中断程序、PID的计算 (26)第四章基于组态软件恒温监控系统设计 (28)4.1组态王软件介绍 (28)4.2组态软件开发过程 (29)4.2.1工程整体规划 (29)4.2.2工程建立 (29)4.2.3构造数据词典 (30)4.2.4组态用户窗口 (32)4.2.5组态王设备连接 (32)4.2.6组态王画面制作与动连接 (33)4.2.7PID控制脚本编写 (34)第五章系统运行结果及分析 (37)5.1PLC控制系统仿真测试 (37)5.2控制系统PID控制性能验证 (40)第六章总结 (43)参考文献 (44)致谢 (45)第一章前言1.1恒温控制的现状与意义温度的测量和控制对人类日常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。
基于plc温度控制系统的设计论文
基于plc温度控制系统的设计论文摘要：本设计论文基于PLC温度控制系统，旨在设计一个可靠、稳定、高效、精确的温度控制系统，应用于实际工业生产中。
通过研究传感器、执行器、控制器等硬件设备的特性和功能，并结合PID控制算法和PLC编程技术，实现对温度的自动控制和实时监测。
关键词：PLC、温度控制系统、PID控制、编程技术Abstract:This design paper is based on the PLC temperature control system with the aim of designing a reliable, stable, efficient, precise temperature control system that can be applied in industrial production. Through research of the characteristics and functions of hardware equipment such as sensors, actuators, and controllers, combined with PID control algorithms and PLC programming technology, we will achieve automatic control and real-time monitoring of temperature.Keywords: PLC, temperature control system, PID control, programming technology一、引言随着科技和工业的进步，现代化工业生产中需要用到大量的自动化控制系统来实现对生产过程的智能控制，提高生产效率和品质，还能有效地降低生产成本。
其中，温度控制系统是工业生产中最常用的自动化控制系统之一。
基于PLC的过程控制实验装置温度模糊PID控制
基于PLC的过程控制实验装置温度模糊PID控制陶 权，谢 彤（广西工业职业技术学院，广西 南宁 ５３０００３）摘 要：本文介绍了用Ｓ７－２００实现过程控制系统实验装置中锅炉夹套的温度模糊控制设计思想，对模糊ＰＩＤ控制的结构、模糊ＰＩＤ控制器的设计、模糊ＰＩＤ控制的ＰＬＣ实现进行了分析，文中详细介绍了模糊控制器程序的编写方法，结果表明，用ＰＬＣ 实现的模糊控制器简单实用。
关键词：过程控制系统实验装置；模糊ＰＩＤ；ＰＬＣ中图分类号：ＴＰ２７３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００３－７２４１（２０１０）１０－００２２－０５T emperature Fuzzy PID Control in the Process ControlExperimental Device Based on PLCTAO Quan, XIE Tong( Guangxi V ocational & Technical Institute of Industry, Nanning 530003 China )Abstract: This article describes design concept of realizing temperature fuzzy control for boiler jackets in the process control system experimental device by using S7-200, in which the structure of fuzzy PID control, fuzzy PID controller designing and PLC implementation of fuzzy PID control are analyzed,and the fuzzy controller programming is also introduced in detail. Results show that the fuzzy controllers consist of PLC are both simple and practical.Key words: process control system experimental device; Fuzzy-PID; PLC１ 引言本校自动化实验室采用的“ＴＨＪ－３型高级过程控制系统实验装置”是基于工业过程的物理模拟对象系统，该系统包括流量、温度、液位、压力等热工参数，可实现系统参数辨识，单回路控制，串级控制，前馈—反馈控制，比值控制，解耦控制等多种控制形式。
基于PLC的温度控制系统的设计
1 引言1.1 设计目的温度的测量和控制对人类平常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。
在许多场合，及时准确获得目的的温度、湿度信息是十分重要的。
近年来，温湿度测控领域发展迅速，并且随着数字技术的发展，温湿度的测控芯片也相应的登上历史的舞台，可以在工业、农业等各领域中广泛使用。
1.2 设计内容重要是运用PLC S7-200作为可编程控制器，系统采用PID控制算法，手动整定或自整定PID参数，实时计算控制量，控制加热装置，使加热炉温度为为一定值，并能实现手动启动和停止，运营指示灯监控实时控制系统的运营，实时显示当前温度值。
1.3 设计目的通过对温度控制的设计，提高在电子工程设计和实际操作方面的综合能力，初步培养在完毕工程项目中所应具有的基本素质和规定。
培养团队精神，科学的、实事求是的工作方法，提高查阅资料、语言表达和理论联系实际的技能。
2 系统总体方案设计2.1 系统硬件配置及组成原理2.1.1 PLC型号的选择本温度控制系统采用德国西门子S7-200 PLC。
S7-200 是一种小型的可编程序控制器，合用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。
S7-200系列的强大功能使其无论在独立运营中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。
因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。
2.1.2 PLC CPU的选择S7-200 系列的PLC有CPU221、CPU222、CPU224、CPU226等类型。
S7-200PLC 硬件系统的组成采用整体式加积木式，即主机中涉及定数量的I/O端口，同时还可以扩展各种功能模块。
S7-200PLC由基本单元（S7-200 CPU模块）、扩展单元、个人计算机（PC）或编程器，STEP 7-Micro/WIN编程软件及通信电缆等组成。
表2.1 S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元本设计采用的是CUP226。
它具有24输入/16输出共40个数字量I/O点。
基于PLC的温度控制系统设计与实现
基于PLC的温度控制系统设计与实现作者：单素素来源：《科学与财富》2019年第03期摘要：针对锅炉温控系统响应慢、精度低的问题，文章基于PLC结合传统的PID控制，进一步引入模糊控制算法实现系统的总体设计。
通过MATLAB仿真验证了系统具有较高的控制精度及抗干扰性。
关键词：温控系统；PID控制；模糊控制算法1 引言随着传感器技术和控制算法的发展，温度控制要求更高的精度和响应速度。
温度控制广泛应用于各工业生产过程，通常采用PID控制方法，针对不同的控制对象选择不同的PID参数。
模糊PID控制是一种模仿人类思维和经验的控制算法，稳定性高，且可应用于不同的控制对象。
PLC控制与模糊控制算法的结合，是工业控制领域的研究热点之一[1]。
2 系统设计2.1系统硬件该系统由四个模块组成，即采集模块，控制模块，显示模块和执行模块。
采集模块包含PT100温度传感器和变送器，温度传感器采集被测体的温度，转换成电信号，通过变送器将电信号转换成4～20mA标准电流信号。
然后由PLC扩展模块EM235提供的模拟输入通道传给PLC，经PLC运算处理后，将控制量发送给加热及冷却装置来调节温度，同时通过PLC的文本显示屏来显示实时温度值。
2.2系统软件软件部分基于S7-200 PLC平台编写程序，采用模糊PID算法进行温度控制，并在MATLAB平台上仿真实现。
3 模糊PID控制算法CPU根据系统偏差（偏差=给定值-反馈值）和偏差变化率（偏差率=当前周期偏差-上周期偏差）查询相应的模糊控制表，得到Kp、Ki和Kd的设定值，然后进行PID控制。
模糊控制规则的形成来自操作员或专家的经验，他们将知识和经验的控制转化为控制决策表。
这些规则可以用自然语言表达，通常只能形式化。
模糊控制器用于模糊控制过程，系统偏差及偏差变化率作为模糊控制器的输入。
该方法不仅可以保证系统的稳定性，还可以减少过冲和振荡现象。
PID控制对于线性时不变系统的控制是非常有效的，但对于非线性时变复杂系统来说控制效果不佳[2]。
毕业设计(论文)-基于PLC实现的水温控制
基于PLC实现的水温控制XXX（陕西理工学院电气工程系自动化专业，2007级2班，陕西汉中723003）指导教师：XXX[摘要]针对工农业生产中现有的水温控制系统可靠性低、控制精度差、成本高等缺点。
我们利用三菱FX0N60-MR型PLC构建了一个水温控制系统对这一问题进行了研究。
在整个控制系统中以电阻炉作为被控对象，以水温为被控变量，以三菱FX0N60-MR型PLC为控制器，输入部分外加光电耦合器，并用按键和数码管构建了人机接口设置目标温度；控制算法的选择经过对模糊控制和PID算法的实验对比，最终选择采用PID。
PLC程序利用梯形图编程语言进行编写。
在系统搭建完成后我们利用试凑法，通过大量实验对PID控制器的参数进行了优化，进过测试系统能够达到设计要求。
除此之外该系统还具有硬件结构简单、系统可靠性高、制作成本低廉、控制器参数易于调试等优点。
能够利用小型PLC实现对水温较高精度的控制。
[关键词]PLC 温度控制PIDPLC-based temperature control to achieveLiao zhong lin(Grade 07,Class2,Major Automation，Department of Electrical Engineering，Shaanxi University ofTechnology，Hanzhong 723003，Shaanxi)Tutor: Liu pei[Abstract] According to the existing water temperature in the industry and agriculture production control system reliability, low cost, high control precision poor shortcomings. We use mitsubishi FX0N60-MR type PLC has constructed a water temperature control system for this problem is studied. In the whole control system to resistance furnace as controlled object to water temperature as controlled variables, the mitsubishi FX0N60-MR type PLC as the controller, input part plus photoelectric couplers, buttons and digital tube and constructing the man-machine interface set target temperature; The choice of control algorithm based on fuzzy control and PID algorithm experimental, finally choosing PID. PLC program use ladder diagram programming language to write. After the completion of the structures in the system we use trail-and-error, through a large number of experiments of PID controller parameters are optimized, the test system can meet the design requirements. Besides this system also has the hardware structure is simple, system reliability high, production cost is low, and the controller parameters is easy to debug, etc. Can use small PLC to control the water temperature higher accuracy.[Key words] PLC temperature control PID目录绪论 (1)1．设计方案的论证 (2)1.1PLC的选型 (2)1.1.1常用PLC的特点比较 (2)1.1.2本设计PLC的选型 (3)1.2控制方案的选择 (3)1.2.1采用模糊控制的温度控制 (3)1.2.2采用PID算法的温度控制 (3)1.2.3 控制方案的选择 (4)2．硬件电路的设计 (5)2.1PLC硬件资源分配设计 (5)2.2温度传感器 (8)2.2.1 利用温度变送器采集 (8)2.2.2 利用DS18B20采集 (8)2.3输入部分电路设计 (10)2.3.1 设置输入部分电路设计 (10)2.3.2 AD转换结果输入部分电路设计 (10)2.4输出部分电路设计 (10)3．系统软件的设计 (13)3.1PLC编程语言简介 (13)3.2输入部分程序设计 (15)3.3显示部分程序 (15)3.4PID运算部分程序设计 (15)4．系统的调试 (19)4.1硬件调试 (19)4.2软件调试 (19)4.1软硬件联合调试 (19)4.3实验数据 (19)参考文献 (20)英语科技文献翻译 (21)附录 (34)附录A：源程序 (34)附录B：元器件清单 (37)附录C：电路总图 (38)附录D：实物图 (39)致谢 (40)绪论温度控制系统在各行各业的应用虽然很广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高。
基于PLC与触摸屏实现压力与温度的PID控制
间继 电器 ＫＡ 来 控 制 ， 并 与 电 磁 阀 的 启 动 和 制 动 同时 进 行 。变 频 器 的 变 频 调 速 功 能 由其 内 置 的 Ｐ Ｄ 调 节 功 Ｉ 能 来 完 成 。 通 过 水压 传 感器 输 出 的 ４～２ ０ ｍＡ 模 拟 信
监 控 ， 当供 水 堵 塞 时 ， 水压 传 感 器 发 出开 关信 号 （ ） Ｘ７ ，经 Ｐ Ｃ延时 ｌ ｎ后确认 。当变频器发生故障 Ｌ ｍｉ 时，Ａ、ｃ两端输出异 常开关信号 （ ０ ，Ｐ Ｃ立即 ｘｌ ） Ｌ 停 止 变频器 和所 有 电磁 阀的工 作， 达到 停 止水 泵 工 作 的 目的 。同时触摸屏 也立 即弹 出报 警记录 子界面 ， 显 示故 障信 息 。变 频器 的具 体故 障信 息 由其 操 作 面
两种 Ｐ Ｄ控 制 方 法 ，并 对 两种 方 法进 行 了此较 分析 。 Ｉ
关 键 词 Ｐ Ｃ 触摸 屏 பைடு நூலகம் 程 控 制 Ｌ ＰＤ控 制 Ｉ
０引言
目前应 用 Ｐ Ｃ实 现 Ｐ Ｄ 控制 的 常用 方 法 有 两 种 ： Ｌ Ｉ 硬 件 法 和 软 件 法 。 软 件 法 是 在 Ｐ Ｃ 内 部 程 序 中 采 用 Ｌ Ｐ Ｄ 指 令 ， 该 指 令 由 Ｐ Ｃ 生 产 厂 家设 定 为 固 定 指 令 ， Ｉ Ｌ 用 户 在 使 用 过 程 中 可 以修 改 具 体 参 数 。 硬 件 法 为 采 用外 部 专 用 Ｐ Ｄ 插 件 ，该 插 件 由 Ｐ Ｃ生 产 厂家 制 造 ， Ｉ Ｌ
器 的 输 出 频 率 控 制 水 泵 的 转 速 ， 从 而 达 到 自 动 控 制 管 网 水 压 和 节 能 的 目的 。 灌 溉 供 水 网 受 水 压 传 感 器
表 ２ 变频 器主 要运行 参 数
基于PLC-PID参数整定的锅炉水温控制系统
假 设采样 周期为 ，系统开始 的时刻 为 ｔ０ ＝，
刖 形积 分近 似精确秋 分，用差 分近似 精确微 分 ， 将 式 （ ） 离 敞 化 ， 第 次 采 样 时 控 制 器 的 输 出 为 １
变 【
Ｍ ＝ Ｋ Ｉ ．
ｅ Ｋ ｜Ｋｔ ＋ ＋ ∑ｅ ｄ
为
频
器
分 别 为 模 拟 量 在 （ 、 ｖ ） ｅｔ、 Ｍ（ 在 第 ｎ次 ｆ （、 （ ） ， ） ， ）
采样 时的数字 量 。
图 ３ Ａ３ ０ ０ ０系 统 结 构
图 ２ Ｐ Ｃ 闭 环 控 制 系 统 方 框 图 Ｌ
许 多 控 制 系 统 内 ，可 能 只 需 要 Ｐ Ｉ Ｄ 中 的 、 、
工业用板 武换热 器 ，两个 水泵 ，大功 率＿】 管 ，滞 Ｊ热 Ｊ 【
后 时 町以调整 的滞后 系统 ，一个 硬件 联锁保 护系
统 。传 感 器 和 执 行 器 系 统 包 括 ５个 温 度 、３个 液 位 、 １ 爪 力 、 １ 电 磁 流 量 计 、 １个 涡 轮 流 量 计 、 １个 个 个 电动 调 阀 、 两 个 电磁 阀 、２个 液 位 丌 关 。 冈 ４为 一 个 闭 环 单 路 的锅 炉 温 度 控 制 系 统 的
度 的给定 值 。过程变 量是经 Ａ Ｄ转 换和 计算后 得剑 ／
的 被 控 量 的 实 测 值 ， 如 加 热 炉 温 度 的 测 量 值 。 给 定
值 与过程 变量 都是与被 控对 象有 关 的值 ，对 于不 删
的 系 统 ， 它 们 的 大 小 、 范 围 与 工 单 位 有 很 大 的 区 别 。应 Ｐ Ｃ 的 ＰＤ 指 令 对 这 些 量 进 行 运 算 之 前 ， Ｌ Ｉ 必须将其 转换成 标准化 的浮 点数（ 数１ 实 。 １ ． 锅 炉 水 温 定 值 控 制 系 统 ２
plc pid控制实例
plc pid控制实例
本文将介绍一个基于PLC和PID控制的实例。
PLC（可编程逻辑控制器）是一种常见的工业控制设备，可用于自动化控制系统。
而PID控制器是一种常见的反馈控制器，用于控制过程变量，使其保持在给定的目标值附近。
在这个实例中，我们假设有一个温度控制系统，需要维持加热器内的温度在一定的范围内。
我们使用一个PLC和一个PID控制器来实现这个系统。
首先，我们需要将温度传感器连接到PLC上，以便读取加热器内的温度。
然后，我们需要设置一个PID控制器，用于控制加热器的输出功率。
PID控制器包含三个控制项：比例项、积分项和微分项。
比例项根据目标值与当前值之间的误差来调整输出功率。
积分项根据误差的积分来调整输出功率，以消除持续的误差。
微分项根据误差变化的速率来调整输出功率，以减少过冲。
我们需要使用PLC编程语言（例如Ladder Logic）编写一个控制程序，以便将PID控制器与加热器连接起来。
控制程序应在PLC中运行，以实时监测温度并调整输出功率。
最后，我们需要对系统进行调试和优化，以确保温度控制系统能够稳定地工作，并且能够快速响应目标值的变化。
这可以通过调整PID控制器的参数来实现。
总之，PLC和PID控制是工业控制系统中常用的技术。
通过本文
介绍的实例，我们可以了解到如何使用它们来实现一个温度控制系统。
基于PLC的PID温度控制系统设计附程序代码
基于PLC的PID温度控制系统设计（附程序代码）摘要自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用，温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。
随着PLC技术的飞速发展，通过PLC 对被控对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向。
温度控制系统广泛应用于工业控制领域，如钢铁厂、化工厂、火电厂等锅炉的温度控制系统。
而温度控制在许多领域中也有广泛的应用。
这方面的应用大多是基于单片机进行PID 控制, 然而单片机控制的DDC 系统软硬件设计较为复杂, 特别是涉及到逻辑控制方面更不是其长处, 然而PLC 在这方面却是公认的最佳选择。
根据大滞后、大惯性、时变性的特点，一般采用PID调节进行控制。
随着PLC功能的扩充，在许多PLC 控制器中都扩充了PID 控制功能, 因此在逻辑控制与PID控制混合的应用场所中采用PLC控制是较为合理的。
本设计是利用西门子S7-200PLC来控制温度系统。
首先研究了温度的PID调节控制，提出了PID的模糊自整定的设计方案，结合MCGS监控软件控制得以实现控制温度目的。
关键词：PLC；PID；温度控制目录1 引言11.1 温度控制系统的意义 11.2 温度控制系统背景 11.3 研究技术介绍 11.3.1 传感技术 11.3.2 PLC 21.3.3 上位机31.3.4 组态软件 31.4 本文研究对象 42 温度PID控制硬件设计 52.1 控制要求52.2 系统整体设计方案 52.3 硬件配置62.3.1 西门子S7-200 CUP224 6 2.3.2 传感器62.3.3 EM235模拟量输入模块 7 2.3.4 温度检测和控制模块8 2.4 I/O分配表82.5 I/O接线图83 控制算法设计93.1 P-I-D控制93.2 PID回路指令113.2.1 PID算法113.2.2 PID回路指令143.2.3 回路输入输出变量的数值转换163.2.4 PID参数整定174 程序设计194.1 程序流程图194.2 梯形图195 调试235.1 程序调试235.2 硬件调试23结束语24附录程序代码25参考文献271引言1.1 温度控制系统的意义温度及湿度的测量和控制对人类日常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。
基于PID算法的S7-200 PLC锅炉水温控制系统
中图分类号 ： Ｍ ７ ． １ Ｔ ５ １６
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ：０ ４—０２ （０ ０ ０ ０ ３ ０ １０ ４ ０ ２ １ ）６— ０ ３— ３
Ｃｏ ｔ ｏ ｙ ｔ ｍ ｆ ｗａ ｅ ｅ ｐｅ ａ ｕｒ ｏ ｉｅ ｎ ｒ ｌｓ ｓ ｅ ｏ ｔ ｒ ｔ ｍ ｒ ｔ ｅ ｆ ｒ ｂｏ ｌ ｒ ｂａ ｅ ｎ ＰＩ ａ ｇ ｒ ｔ ｔ ７ —２ ０ ＰＬＣ ｓ ｄ ｏ Ｄ ｌ ｏ ｉｈｍ ｗｉｈ Ｓ ０
摘要 ： 设计 了以西门子 ｓ ２ ０Ｐ Ｃ为控 制核心的锅炉水 温控 制装置 ， 用其模 拟量通 道对温 度信号 进行采集 ７— ０ Ｌ 利
和 处 理 ， 用 ＰＤ 算 法 实 现 对 锅 炉 水 温 的 自动 控 制 ， 得 良好 的运 行 效 果 。 采 Ｉ 取 关 键 词 ：Ｉ ｓ ２ ０ Ｐ Ｃ； 温 控 制 ； 摸 屏 ＰＤ；７— ０ ；Ｌ 水 触
如具有 大惯性 、 滞后 系统 ， 纯 可以在传统 ＰＤ调 节器 的 Ｉ 基础上 ， 融人相应 的智 能控 制 算法 衍 生 出各种 实 用可 行 的改进 ＰＤ算 法 ， Ｉ 因此 ， 它具有较强 的灵活性 和应用 性 。西 门子 ｓ ７—２４ Ｐ可 编程 控 制 器 自带有 两路 模 ２Ｘ
０ 引 言
在工业控Байду номын сангаас 领域 ， 于运行稳定性 考虑 ， 基 大多采 用
文采用 ｓ ７—２ ０Ｐ Ｃ作 为 主控 制单 元 ， 合外 围检 测 ０ Ｌ 配
电路 、 行单 元 、 执 人机 界面 等技 术 ， 引入 ＰＤ算 法控 制 Ｉ
程序， 设计 出一 种新 的锅炉水温 自动控制 系统 ， 以获 得
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参考论文-基于西门子S7-200PLC的温度控制系统设计毕业论文
基于西门子S7-200 PLC的温度控制系统设计毕业论文第一章前言1.1 课题研究背景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[1]。
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[2]。
目前在控制领域中，虽然逐步采用了电子计算机这个先进技术工具，特别是石油化工企业普遍采用了分散控制系统（DCS）。
但就其控制策略而言，占统治地位的仍然是常规的PID控制。
PID结构简单、稳定性好、工作可靠、使用中不必弄清系统的数学模型[3]。
PID的使用已经有60多年了，有人称赞它是控制领域的常青树。
组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。
在组态概念出现之前，要实现某一任务，都是通过编写程序来实现的。
编写程序不但工作量大、周期长，而且容易犯错误，不能保证工期。
组态软件的出现，解决了这个问题。
对于过去需要几个月的工作，通过组态几天就可以完成.组态王是国内一家较有影响力的组态软件开发公司开发的，组态王具有流程画面，过程数据记录，趋势曲线，报警窗口，生产报表等功能，已经在多个领域被应用[4]。
《2024年基于PLC的环形炉温度控制系统设计与应用》范文
《基于PLC的环形炉温度控制系统设计与应用》篇一一、引言随着工业自动化技术的不断发展，温度控制系统的设计与应用在工业生产中显得尤为重要。
环形炉作为许多工业生产过程中的关键设备，其温度控制系统的稳定性和精确性直接影响到产品的质量和生产效率。
本文将介绍一种基于PLC的环形炉温度控制系统，通过对其设计原理、系统构成和应用实例的分析，展示其在工业生产中的优势和效果。
二、系统设计原理基于PLC的环形炉温度控制系统采用先进的控制算法和硬件设备，实现对环形炉温度的精确控制。
系统设计原理主要包括以下几个方面：1. 控制算法：系统采用PID（比例-积分-微分）控制算法，根据环形炉内温度与设定值的偏差，自动调整加热元件的功率，使温度保持在设定范围内。
2. PLC控制器：选用高性能的PLC控制器，实现对温度控制系统的集中控制和监控。
PLC控制器具有高可靠性、高精度和高速度的特点，能够满足环形炉温度控制系统的需求。
3. 传感器与执行器：系统采用高精度的温度传感器，实时监测环形炉内的温度。
执行器包括加热元件和散热装置，根据PLC 控制器的指令进行工作，实现对温度的精确控制。
三、系统构成基于PLC的环形炉温度控制系统主要由以下几部分构成：1. PLC控制器：负责接收传感器信号，处理控制算法，发出执行器指令。
2. 温度传感器：实时监测环形炉内的温度，将信号传输给PLC控制器。
3. 加热元件与散热装置：根据PLC控制器的指令进行工作，实现对环形炉内温度的调节。
4. 人机界面：用于显示环形炉内温度、设定温度和控制状态等信息，方便操作人员对系统进行监控和操作。
四、应用实例基于PLC的环形炉温度控制系统已广泛应用于钢铁、化工、建材等行业的生产过程中。
以钢铁行业为例，该系统能够实现对炼钢炉内温度的精确控制，提高钢水的质量和产量。
在化工行业中，该系统能够确保反应釜内的温度控制在最佳范围内，提高化学反应的效率和产物纯度。
在建材行业中，该系统能够优化陶瓷烧制过程中的温度控制，提高产品的质量和产量。
基于信捷plc的pid参数自整定的温度控制
基于信捷plc的pid参数自整定的温度控制作者：苏卫峰来源：《数字技术与应用》2017年第08期摘要：本文介绍了一种基于临界振荡法的PID自整定方法，通过整定可得到较佳的PID参数。
采用信捷XC系列本体的PID控制，采用开关量输出，利用PT100传感器采集到温度，通过信捷模拟量温度混合模块转化为数字量给PLC输入温度值，该方法简单实用，在实际工业中的某锅炉的水温控制中取得了良好的效果。
关键词：临界振荡法；PID；信捷XC中图分类号：TP393.04 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）08-0001-011 引言PID控制不依赖控制对象的数学模型，因此PID控制广泛应用于温度、流量、压力等过程控制中。
然而PID控制的三个参数比例积分微分具有非线性关系，因此调节PID参数就显得比较困难，本文利用信捷PLC自带的PID参数自整定功能，通过自整定可以较佳的PID参数。
2 控制构成本控制系统采用信捷XC3-32T-E为控制器，PT100为温度传感器，XC-E3AD4PT2DA为模拟量转化模块；采用信捷TH765-N触摸屏作为系统监控。
XC-E3AD4PT2DA具有3通道14位精度电流输入，4通道PT100温度输入和2通道10位精度电压输出。
本系统采用PT100温度输入，温度和数字量的对应关系为温度-100-350度对应数字量-1000-3500。
3 信捷PLC参数自整定信捷PLC提供了PID指令，通过PID指令配置参数设定参数就可以很方便的使用。
PID 指令格式为[PID S1 S2 S3 D]，S1为设定目标值（SV）的软元件的地址编号，S2为测定值（PV）的软元件的地址编号，S3设定控制参数的元件首地址编号，D为运算结果（MV）的存储器地址编号或者输出端口。
其中S3-S43被PID指令占用，S3、S3+1为采样时间；S3+2为模式设置，bit0为0则为负动作，1为正动作；bit7为0手动PID，1为自整定PID；bit9-bit10为自整定方法，00为阶跃响应法，01为临界振荡法；bit13-bit14为自整定PID控制模式，00为PID控制，01为PI控制，10为P控制；S3+3为比例增益，范围是1-32767（%），S3+4为积分时间，范围0-32767（*100ms），S3+5为微分时间，范围为0-32767（*10ms），S3+6为PID运算范围0-32767。
基于PLC 的温度控制系统
《可编程控制器件及应用》课程考查论文题目：基于PLC 的温度控制系统专业班级：电子科学与技术2007级学号：222007322072007姓名：王松龄成绩：基于PLC 的温度控制系统概述：介绍了染色工艺的特点，并根据其特点提出温度控制的要求，进而确定以PLC 为核心的温度控制系统，阐述了染色温度控制的工艺流程，详细介绍了温度控制的原理和组成，实践证实这套系统简单有效可靠。
关键词：PLC、染色、温度控制1 引言染色工序在纺织品生产中占有重要地位，染色质量直接决定了纺织品的色泽、外观，甚至还影响纺织品的生产成本。
在染色工序中，影响染色的因素主要有染液浓度、温度、液位等，其中温度控制是很重要而又复杂的控制过程。
染色过程实际上是执行由工艺人员针对不同织物的一条温度曲线，每个工艺对染色的温度、升降温过程都有严格的要求，否则，容易使织物产生色差、缸差、条痕等疵点，造成复染率上升，生产成本的增加。
针对染色过程温度控制的复杂性，设计了基于PLC 的染色机温度控制系统，实现对染色过程温度的控制，从而减少织物疵点，提高生产效率，降低生产成本。
2 系统控制要求1）温度曲线存储要求对于不同的染色品种，其对温度的要求是不同的，因此对应的温度工艺曲线也是不同的，若将所有染色品种的温度工艺曲线都存入现场温度控制器中，则对该控制器的内存要求非常高，导致系统臃肿，因此本系统设计通过一台中控机，将工艺人员设定的不同的温度工艺曲线，全部由工作人员在中控机上输入后经PROFIBUS—DP 现场总线下传给现场控制器，现场控制器根据接收的温度工艺曲线进行温度控制，同时现场控制器可以随时向中控机申请修改温度工艺曲线的参数。
在网络中断时，现场控制器可以保存当前的温度工艺曲线，并且具有断电长期保存当前温度曲线的功能。
2）温度控制要求在染色工艺过程中，典型的工艺曲线如图1 下所示：图1 典型的工艺曲线由图1 可知，染色工艺可以分为多个曲线段，不同的曲线段对应不同的温度。
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基于PLC 的温度PID 控制
一、PID 算法
在工业生产过程控制中，模拟量PID （由比例、积分、微分构成的闭合回路）调节是常用的一种控制方法。
运行PID 控制指令，S7-200将根据参数表中的输入测量值、控制设定值即PID 参数，进行PID 运算，求得输出控制值。
典型的PID 算法包括三项：比例项、积分项和微分项，即：输出=比例项+积分项+微分项
计算机在周期性地采样并离散化后进行PID 运算，算法如下：
++s d n c n n c n n X c n n i s
T T
M K SP PV K SP PV M K SP PV T T =⨯-⨯
⨯-+⨯⨯-（）（）（）
c n n K SP PV ⨯-比例项：（）
s
c n n X i
T K SP PV M T ⨯
⨯-+积分项：（） d
c n n s
T K SP PV T ⨯
⨯-微分项：（）
二、PID 控制回路选项
常用的控制回路有PI 、PID 。
（1）如果不需要积分回路（即在PID 运算中无“I ”），则应将积分时间Ti 设为无限大。
由于积分项Mx 的初始值，虽然没有积分运算，积分项的数值也可能不为零。
（积分时间与积分效果成反比关系）
（2）如果不需要微分运算（即在PID 运算中无“D ”），则应将微分时间Td 设定为0.0。
（微分时间与微分效果成正比关系）
注：PID 参数设定的原则：先设比例放大系数（比例放大系数越大，回路的调节速度越快，但是比例放大系数过大，也会造成系统不稳定，产生振荡，所以要找一个合适的比例放大系数）；再设
积分时间（用来消除余差）
三、回路输入量的转换和标准化
在PLC进行PID控制前，必须将其转换成标准浮点表示法。
（1）将回路输入量数值从16位整数转换成32为浮点数或实数。
下列指令说明如何将整数数值转换成实数。
ITD AIW0, AC0 //将输入数值转换成双字
DTR AC0, AC0 //将32位整数转换成实数（0~32000）
（2）将实数转换成0.0~1.0之间的标准化数值。
/R 32000.0, AC0 //使累加器中的数值标准化
+R 0.0, AC0 //加偏移量0
MOVR AC0, VD100 //将标准化数值写入PID回路参数表中
四、PID回路输出转换为成比例的整数
程序执行后，PID回路输出0.0~1.0之间的标准化实数数值，必须被转换成16位成比例整数数值，才能驱动模拟输出。
PID回路输出成比例实数数值=（PID回路输出标准化实数值-偏移量）×取值范围
MOVR VD108, AC0 //将PID回路输出送入AC0
*R 32000.0, AC0 //AC0的值乘以取值范围，变成成比例实数数值
ROUND AC0, AC0 //将实数四舍五入取整，变成32位整数
DTI AC0, AC0 //32为整数转换成16位整数
MOVW AC0, AQW0 //16位整数写入AQW0
五、PID指令
六、PID指令应用举例
在恒温箱内装有一个电加热元件和一个制冷风扇，电加热元件和制冷风扇的工作状态只有OFF和ON，即不能自行调节。
现要控制恒温箱的温度恒定，且能在25~100℃范围内可调，如图所示：
信号类型
I/O信号电压信号电流信号
模拟量输入×2 ±10V ——
模拟量输出×10~10V 0~20mA
PLC软元件分配如下：
Q1.0 控制接通加热器
Q1.1 控制接通制冷风扇
AIW0 接收温度传感器的温度检测值
控制方法：
对恒温箱进行恒温控制，要对温度值进行PID调节。
PID运算的结果去控制接通电加热器或制冷风扇，但由于电加热器或制冷风扇只能为OFF或ON，不能接受模拟量调节，故采用“占空比”的调节方法。
温度传感器检测到的温度值送入PLC后，诺经PID指令运算得到一个0~1的实数，把该实数按比例换算成一个0~100的整数，把该整数作为一个范围为0~10s的时间t，设计一个周期为10s的脉冲，脉冲宽度为t，把该脉冲加给电加热器或制冷风扇，即可控制温度。
符号表
符号地址符号地址
设定值VD204 微分时间VD224
回路增益VD212 控制量输出VD208
采样时间VD216 检测值VD200
积分时间VD220
PID指令编写：
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