利用组态王模拟温度控制.
基于组态王的温度控制系统

1.绪论
1.1课题研究背景
随着科学技术的飞速发展,带动社会生产的发展,人类对能源的需求不断增加,世界上发达国家为了解决能源紧张而带给各行业的冲击,都努力在开发能源的同时,致力于节能新方案的研究。
本课题利用智能仪表控制系统,结合组态王监控软件设计人机对话界面,实现锅炉过热蒸汽控制系统设计。通过对现场系统数据的采集处理,在组态王中实现动画显示、报警处理、流程控制、实时曲线和报表输出等功能。同时利用智能仪表控制系统,在所设计的组态王监控界面中,进行相关仪表调校和控制器参数整定。最后向用户提供锅炉过热蒸汽控制系统的动态运行结果。
关键词:过热蒸汽温度;智能仪表;组态王
Abstract:Superheated steam temperature is a variety of important industrial boiler equipment parameters, in the production process, the entire path of soft drink is the highest temperature of superheated steam temperature, superheater temperature normal working hours, there are generally closer to the material to allow the maximum temperature, if overheating steam temperature too high, easy to damage superheater and steam turbine will cause excessive internal seriously affected the production of thermal expansion of the safety of operation; superheated steam temperature is low, it will reduce the efficiency of equipment, while the adoption of the final class of steam turbine steam humidity increased, the wear and tear caused by the leaves. Therefore, we must control the export steam superheater temperature. Overheated steam boiler control is tantamount to the task, that is, in order to maintain the export steam superheater temperature in the permit, and to protect the superheater tube wall temperature does not exceed allowable operating temperature.
基于组态王和研华ADAM模块的小功率加热体温度控制系统设计_祝宁

数据处理,并将运算结果送 给 D / A 转 换 模 块 ,转 换 成 0~10V 的 电信号送给调功器。 系统采用双向可控硅调功器,应用过零触发 方 式 (周 波 型 ),通 过 控 制 双 向 晶 闸 管 在 一 定 时 间 内 导 通 的 周 波 数,即晶闸管导通时间的占空比,以改变输出的平均电压或平均 功率。 即通过改变加热丝两端的有效电压的大小来达到控制温 度的目的,有效电压在 0~220V 内变化[1]。 2 系统的硬件实现
小功率加热体温度控制系统的监控界面主要包括登录画 面、主画面、历史曲线画面、报警摘要画画、数据查询画面、系统 帮助画面等。 系统实时监控主画面如图 3 所示,包括现场工作动 态模拟显示,系统 PID 调节参数设置,手动 / 自动切换操作,主要 监控变量(温度设定值、检测值、输出值)的实时变化趋势显示, 用户登录、操作手册、历史曲线、数据查询、报警摘要等画面切换 按钮,系统运行时间和操作身份显示等。
图 4 系统控制程序流程图 if(\\ 本站点 \ 手自动切换==1) / / 自动模式 邀 a0=\\ 本站点 \Kp觹(1+T / \\ 本站点 \Ti+\\ 本站点 \Td / T); / / 变量初始化 a1=-1觹\\ 本站点 \Kp觹(1+2觹\\ 本站点 \Td / T); a2=\\ 本站点 \Kp觹\\ 本站点 \Td / T; ek=\\ 本站点 \SV-\\ 本站点 \PV; if(ek<=0) adjust=0; else 邀 if( Abs(ek)<ee) 邀 adjust=0; 妖 else 邀 uk=a0觹ek+a1觹ek1+a2觹ek2; / / PID 算法 ek2=ek1; ek1=ek; uk1=Int( uk ); / / 对 uk 四舍五入取整 if(uk>0)
基于PLC和组态王的温度控制系统设计
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基于PLC和组态王的温度控制系统的设计目录第一章系统及工控机的设计与选择1.1 系统整体设计方案1.2 系统硬件各部分选型1.3 传感器Pt100的选型设计1.4 温度变送器选型设计第二章 PLC和HMI基础2.1 可编程控制器基础2.1.1 可编程控制器的产生和应用2.1.2 可编程控制器的组成和工作原理2.1.3 可编程控制器的分类及特点2.2 人机界面基础2.2.1 人机界面的定义2.2.2 人机界面产品的组成及工作原理2.2.3 人机界面产品的特点第三章 PLC控制系统硬件设计3.1 PLC控制系统设计的基本原则和步骤3.1.1 PLC控制系统设计的基本原则3.1.2 PLC控制系统设计的一般步骤3.2 PLC的选型与硬件配置3.2.1 PLC型号的选择3.2.2 S7-200 CPU的选择3.2.3 EM231模拟量输入模块3.2.4 热电式传感器3.3 I/O点分配及电气连接图3.4 PLC控制器的设计3.4.1 控制系统数学模型的建立3.4.2 PID控制及参数整定第四章 PLC控制系统软件设计4.1 PLC程序设计方法4.2 编程软件STEP7--Micro/WIN概述4.2.1 STEP7-Micro/WIN简单介绍4.2.2 梯形图语言特点4.2.3 STEP7-Micro/WIN参数设置(通讯设置)4.3 程序设计4.3.1 设计思路4.3.2 控制程序流程图4.3.3 梯形图程序4.3.4 PID指令向导的运用4.3.5 语句表(STL)程序第五章基于组态王的HMI设计5.1 人机界面(HMI)设计5.1.1 监控主界面5.1.2 实时趋势曲线5.1.3 历史趋势曲线5.1.4 报警窗口5.1.5 设定画面5.2 变量设置5.3 动画连接4第六章系统运行结果及分析6.1 系统运行6.2 运行结果分析6.2.1 温度趋势曲线分析6.2.2 报警信息分析第七章总结参考文献摘要可编程控制器是一种应用很广泛的自动控制装置,它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体,具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点,非常适合温度控制的要求。
基于无线通信平台组态王温度PD控制系统主界面设计课程设计
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成绩评定表课程设计任务书摘要随着社会经济的迅速发展,人们对温度的控制系统可靠性的要求不断提高。
把先进的自动化技术、控制技术、通讯及网络技术等应用到温度控制领域,成为对温度系统的新要求。
温度控制系统集自控技术、电气技术、现代控制技术于一体。
采用该系统进行温度控制可以提高供温度系统的稳定性和可靠性,方便地实现温度系统的集中管理与监控;同时系统具有良好的节能效果,这在能量日益紧缺的今天尤为重要,所以研究设计该系统,对于提高企业效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的现实意义。
本课题利用无线通信平台控制系统,结合组态王监控软件设计人机对话界面,实现温度控制系统设计。
通过对现场系统数据的采集处理,在组态王中实现动画显示、报警处理、流程控制、实时曲线和报表输出等功能。
同时利用智能仪表控制系统,在所设计的组态王监控界面中,进行相关仪表调校和控制器参数整定。
最后向用户提供温度控制系统的动态运行结果。
关键词:无线通信平台;温度;组态王;目录1绪论 (1)1.1课题研究背景 (1)1.2课题研究意义 (2)1.3设计内容及要求 (2)2 系统设计方案简介 (4)2.1无线通信模块设计简介 (4)2.2组态王界面设计简介 (4)2.3 PD控制器简介 (5)2.4数据采集部分的设计 (5)3 系统硬件设计 (7)3.1温度自动控制实验箱连接 (7)3.1.1温度控制箱主要部件说明 (8)3.2温度传感器PT100 (9)3.3无线通信网络模块 (10)4系统软件设计 (14)4.1组态王概述 (14)4.2 组态王人机界面设计 (15)4.2.1新建工程和画面 (15)4.2.2监控主界面 (16)4.2.3实时趋势曲线 (17)4.2.4历史趋势曲线 (18)4.2.5报警窗口 (19)4.3组态王变量设置 (20)4.4动画连接 (23)4.5组态王主要软件程序及实验时所需变量的定义 (25)5系统运行结果分析 (27)5.1系统运行 (27)5.2运行结果分析 (27)6 系统总结 (28)参考文献 (29)1绪论1.1课题研究背景温度控制在电子、冶金、机械等工业领域应用非常广泛。
基于组态王的温度控制系统
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关键词:过热蒸汽温度;智能仪表;组态王
Abstract:Superheated steam temperature is a variety of important industrial boiler equipment parameters, in the production process, the entire path of soft drink is the highest temperature of superheated steam temperature, superheater temperature normal working hours, there are generally closer to the material to allow the maximum temperature, if overheating steam temperature too high, easy to damage superheater and steam turbine will cause excessive internal seriously affected the production of thermal expansion of the safety of operation; superheated steam temperature is low, it will reduce the efficiency of equipment, while the adoption of the final class of steam turbine steam humidity increased, the wear and tear caused by the leaves. Therefore, we must control the export steam superheater temperature. Overheated steam boiler control is tantamount to the task, that is, in order to maintain the export steam superheater temperature in the permit, and to protect the superheater tube wall temperature does not exceed allowable operating temperature.
基于单片机和组态王的温度测控管理系统设计
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f au e ff e d y i tra e f l f n t n , n a y t p r t . e t r so i n l n e c , u l u c i s a d e s o o e ae r f — o K y r s Sn l- i c o o u e ; n Viw; s a sc e wo d : i ge Ch p Mir c mp t r Ki g e Vi l Ba i u
W ANG n -k i , HUANG e g Fa g a Pn
(ea m n f ni n e t nier g G ago gId s T cncl o ee G aghu 5 0 0 ) D p ̄ et v o m na E gnei , u ndn ut eh i l g, unzo 3 0 oE r l n n  ̄ aC l 1
Ab t c :P e e t t e d sg ft mp r t r ol cin a d c n r ls s m a e n sn l - hp mir — s r t r s n s h e in o e e a u e c l t n o t y t b s d o ig e c i c o a e o o e
2 o . 0 09
4 结
语
『 周 六 顺 . 于 Vsa B s 2 1 基 i 1 a i 编 程 的 微 机 温 度 采 集 系 统 设 u c的 计 I1化 工设 计 通, 0 2 J . 20. 9 『 郝 迎 吉 , 德 平 . 种 基 于 单 片 机 的 组 态 王 温 度 监 控 系 统 3 1 马 一
sa B s ul ai 过 D E与 组 态 王 通信 . 在 组 态 王 上 能 显 c通 D 使
利用组态王模拟温度控制

前言可编程控制器是一种应用很广泛的自动控制装置,它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体,具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点,非常适合温度控制的要求。
在工业领域,随着自动化程度的迅速提高,用户对控制系统的过程监控要求越来越高,人机界面的出现正好满足了用户这一需求。
人机界面可以对控制系统进行全面监控,包括过程监测、报警提示、数据记录等功能,从而使控制系统变得操作人性化、过程可视化,在自动控制领域的作用日益显著。
本文主要介绍了基于三菱公司FX2N系列的可编程控制器和亚控公司的组态软件组态王的某一对象温度控制系统的设计方案。
编程时调用了编程软件STEP 7 -Micro WIN中自带的PID控制模块,使得程序更为简洁,运行速度更为理想。
利用组态软件组态王设计人机界面,实现控制系统的实时监控、数据的实时采样与处理。
目录第一章概述 (2)第二章总方案 (3)2.1 系统框图 (3)2.2 下位机设计 (4)2.2.1 元件选择 (6)2.3 上位机设计 (8)2.3.1 监控主界面 (9)2.3.2 实时趋势曲线 (10)2.3.3 历史趋势曲线 (11)2.3.4 报警窗口 (11)2.3.5 设定画面 (12)2.3.6 变量设置 (13)2.3.7 动画连接 (15)第三章总结 (17)第四章参考文献 (17)第一章概述温度控制在电子、冶金、机械等工业领域应用非常广泛。
由于其具有工况复杂、参数多变、运行惯性大、控制滞后等特点,它对控制调节器要求极高。
目前,仍有相当部分工业企业在用窑、炉等烘干生产线,存在着控制精度不高、炉内温度均匀性差等问题,达不到工艺要求,造成装备运行成本费用高,产出品品质低下,严重影响企业经济效益,急需技术改造。
近年来,国内外对温度控制器的研究进行了广泛、深入的研究,特别是随着计算机技术的发展,温度控制器的研究取得了巨大的发展,形成了一批商品化的温度调节器,如:职能化PID、模糊控制、自适应控制等,其性能、控制效果好,可广泛应用于温度控制系统及企业相关设备的技术改造服务。
基于PLC和组态王的温度控制系统设计毕业论文
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本科生毕业论文(设计)目录第一章前言 (1)1。
1项目背景、意义 (1)1.2温控系统的现状 (2)1.3项目研究内容 (3)第二章PLC和HMI基础 (5)2.1可编程控制器基础 (5)2.1.1可编程控制器的产生和应用 (5)2.1。
2可编程控制器的组成和工作原理 (5)2.1.3可编程控制器的分类及特点 (8)2.2人机界面基础 (8)2.2.1人机界面的定义 (8)2.2.2人机界面产品的组成及工作原理 (9)2.2。
3人机界面产品的特点 (9)第三章PLC控制系统硬件设计 (10)3.1PLC控制系统设计的基本原则和步骤 (10)3。
1.1 ...................................................................................... PLC控制系统设计的基本原则103.1.2PLC控制系统设计的一般步骤 (11)3.2PLC的选型与硬件配置 (13)3.2。
1 ............................................................................................................. P LC型号的选择133。
2。
2..................................................................................................... S7—200 CPU的选择143。
2。
3................................................................................................. E M231模拟量输入模块143.2。
4热电式传感器 (16)3。
3I/O点分配及电气连接图 (17)3。
利用组态王模拟温度控制.

前言可编程控制器是一种应用很广泛的自动控制装置,它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体,具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点,非常适合温度控制的要求。
在工业领域,随着自动化程度的迅速提高,用户对控制系统的过程监控要求越来越高,人机界面的出现正好满足了用户这一需求。
人机界面可以对控制系统进行全面监控,包括过程监测、报警提示、数据记录等功能,从而使控制系统变得操作人性化、过程可视化,在自动控制领域的作用日益显著。
本文主要介绍了基于三菱公司FX2N系列的可编程控制器和亚控公司的组态软件组态王的某一对象温度控制系统的设计方案。
编程时调用了编程软件STEP 7 -Micro WIN中自带的PID控制模块,使得程序更为简洁,运行速度更为理想。
利用组态软件组态王设计人机界面,实现控制系统的实时监控、数据的实时采样与处理。
目录第一章概述 (2)第二章总方案 (3)2.1 系统框图 (3)2.2 下位机设计 (4)2.2.1 元件选择 (6)2.3 上位机设计 (8)2.3.1 监控主界面 (9)2.3.2 实时趋势曲线 (10)2.3.3 历史趋势曲线 (11)2.3.4 报警窗口 (11)2.3.5 设定画面 (12)2.3.6 变量设置 (13)2.3.7 动画连接 (15)第三章总结 (17)第四章参考文献 (17)1第一章概述温度控制在电子、冶金、机械等工业领域应用非常广泛。
由于其具有工况复杂、参数多变、运行惯性大、控制滞后等特点,它对控制调节器要求极高。
目前,仍有相当部分工业企业在用窑、炉等烘干生产线,存在着控制精度不高、炉内温度均匀性差等问题,达不到工艺要求,造成装备运行成本费用高,产出品品质低下,严重影响企业经济效益,急需技术改造。
近年来,国内外对温度控制器的研究进行了广泛、深入的研究,特别是随着计算机技术的发展,温度控制器的研究取得了巨大的发展,形成了一批商品化的温度调节器,如:职能化PID、模糊控制、自适应控制等,其性能、控制效果好,可广泛应用于温度控制系统及企业相关设备的技术改造服务。
组态王内置温控曲线控件例程说明书文档
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1。
功能概述常规需求:很多工业现场都会要求反映出实际测量值按设定曲线变化的情况。
在温控曲线中,纵轴代表温度值,横轴对应时间的变化,同时将每一个温度采样点显示在曲线中,另外还提供两个游标,当用户把游标放在某一个温度的采样点上时,该采样点的注释值就可以显示出来。
主要适用于温度控制,流量控制等等。
组态王中的实现方法:利用组态王置温控曲线及其函数、配方及其函数来反映出实际测量值按设定曲线变化的情况。
1. 工程实例我们举一个例子来说明置温控曲线的使用方法。
在此例程中我们定义25个变量,分别为“SV1、SV2……SV10”、“T1、T2……T10”、“pv”、“RecipeName”、“实时返回”、“设定返回”、“时间设定”,运行系统运行后,可通过按钮“调配方”打开配方模板并选择某一配方,将配方中的数据调入报表中,通过“加载设定曲线”按钮可将已选配方的数值显示在曲线上。
还可以在运行系统下对配方进行修改、删除。
下面就以此为例来演示完成这一要求的具体步骤。
2. 操作步骤3.1创建新工程打开组态王工程管理器,创建一个新工程。
3.2定义变量在数据词典中新建10个变量,变量名称依次为:SV1、SV2……SV10,变量类型为存实数,初始值为100之的实数,最大值为100。
新建10个存整数的变量,变量名称依次为:T1、T2……T10,最大值为1000000000,再新建存实型变量“pv”、“实时返回”、“设定返回”、存字符串变量“RecipeName”、存整型变量“时间设定”,变量基本属性定义画面如下图一所示:图一定义变量基本属性3.3 创建配方模板在工程浏览器的目录显示区中,选纲项“文件”下的成员“配方”,如下图二所示:图二新建配方在右侧的容显示区中用左键双击“新建”图标,或者右键单击“新建”图标,从浮动式菜单中选择命令“新建配方”,则弹出“配方定义”对话框,如图三所示:图三配方定义将上述已定义的变量SV1、SV2……SV10、T1、T2……T10添加到配方中,并添加配方1,2,3,4相对应的具体数值,这些数值可根据配方的实际情况进行修改,如图四所示:图四新配方然后进行保存,保存路径为当前工程文件夹下,保存名称为“新配方”。
基于PLC和组态王的温度控制系统设计
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西门子S7-200 CPU 226 模拟量输入模块 :EM231 热电式传感器 :K型热电偶
编程软件: STEP7--Micro/WIN
系统选用 PLC CPU226为控制器,K型热电偶将检测到的 实际炉温转化为电压信号,经过EM231模拟量输入模块转 换成数字量信号并送到PLC中进行PID调节,PID控制器输 出量转化成占空比,通过固态继电器控制炉子加热的通断来 实现对炉子温度的控制。 PLC 和 HMI 相连接,实现了系统 的实时监控。系统框架图如下:
本温度控制系统中,传感器(电热偶)将检测到的温度信 号转换成电压信号 经过温度模块后,与设定温度值进行比 较,得到偏差,此偏差送入 PLC 控制器按 PID 算法进行修 正,返回对应工况下的固态继电器导通时间,调节电热丝 的有效加热功率,从而实现对炉子的温度控制。
PLC 运 行 时 , 通 过 特 殊 继 电 器 SM0.0 产生初始化脉冲进行初始 化,将温度设定值, PID 参数值 等,存入有关的数据寄存器,使 定时器复位;按启动按钮,系统 开始温度采样,采样周期为10秒; K 型热电偶传感器把所测量的温 度进行标准量转换(0-41毫伏); 模拟量输入通道 AIW0 通过读入 0-41毫伏的模拟电压量送入 PLC; 经过程序计算后得出实际测量的 温度 T, 将 T 和温度设定值比较, 根据偏差计算调整量,发出调节 命令。
打开主界面,双击“开始”按钮,出现图1动画连接画面。在按下时左 边打沟,点击“确定”,出现命令语言输入窗口,在该窗口中输入图2 所示的命令,再点击“确定”,就完成了“开始”按钮的动画连接设 置。这样, 点击“开始”后,系统就开始运行,此按钮就相当于PLC 硬件图中的绿色启动开关。到这里,整个人机界面(HMI)就完成了。
利用组态王模拟温度控制
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前言可编程控制器是一种应用很广泛的自动控制装置,它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体,具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点,非常适合温度控制的要求。
在工业领域,随着自动化程度的迅速提高,用户对控制系统的过程监控要求越来越高,人机界面的出现正好满足了用户这一需求。
人机界面可以对控制系统进行全面监控,包括过程监测、报警提示、数据记录等功能,从而使控制系统变得操作人性化、过程可视化,在自动控制领域的作用日益显著。
本文主要介绍了基于三菱公司FX2N系列的可编程控制器和亚控公司的组态软件组态王的某一对象温度控制系统的设计方案。
编程时调用了编程软件STEP 7 -Micro WIN中自带的PID控制模块,使得程序更为简洁,运行速度更为理想。
利用组态软件组态王设计人机界面,实现控制系统的实时监控、数据的实时采样与处理。
目录第一章概述··2第二章总方案··32.1 系统框图··32.2 下位机设计··42.2.1 元件选择··62.3 上位机设计··82.3.1 监控主界面··92.3.2 实时趋势曲线··102.3.3 历史趋势曲线··112.3.4 报警窗口··112.3.5 设定画面··122.3.6 变量设置··132.3.7 动画连接··15第三章总结··17第四章参考文献··17第一章概述温度控制在电子、冶金、机械等工业领域应用非常广泛。
由于其具有工况复杂、参数多变、运行惯性大、控制滞后等特点,它对控制调节器要求极高。
目前,仍有相当部分工业企业在用窑、炉等烘干生产线,存在着控制精度不高、炉内温度均匀性差等问题,达不到工艺要求,造成装备运行成本费用高,产出品品质低下,严重影响企业经济效益,急需技术改造。
利用组态王模拟温度控制
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前言可编程控制器是一种应用很广泛的自动控制装置,它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体,具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点,非常适合温度控制的要求。
在工业领域,随着自动化程度的迅速提高,用户对控制系统的过程监控要求越来越高,人机界面的出现正好满足了用户这一需求。
人机界面可以对控制系统进行全面监控,包括过程监测、报警提示、数据记录等功能,从而使控制系统变得操作人性化、过程可视化,在自动控制领域的作用日益显著。
本文主要介绍了基于三菱公司FX2N系列的可编程控制器和亚控公司的组态软件组态王的某一对象温度控制系统的设计方案。
编程时调用了编程软件STEP 7 -Micro WIN中自带的PID控制模块,使得程序更为简洁,运行速度更为理想。
利用组态软件组态王设计人机界面,实现控制系统的实时监控、数据的实时采样与处理。
目录第一章概述 (2)第二章总方案 (3)2.1 系统框图 (3)2.2 下位机设计 (4)2.2.1 元件选择 (6)2.3 上位机设计 (8)2.3.1 监控主界面 (9)2.3.2 实时趋势曲线 (10)2.3.3 历史趋势曲线 (11)2.3.4 报警窗口 (11)2.3.5 设定画面 (12)2.3.6 变量设置 (13)2.3.7 动画连接 (15)第三章总结 (17)第四章参考文献 (17)第一章概述温度控制在电子、冶金、机械等工业领域应用非常广泛。
由于其具有工况复杂、参数多变、运行惯性大、控制滞后等特点,它对控制调节器要求极高。
目前,仍有相当部分工业企业在用窑、炉等烘干生产线,存在着控制精度不高、炉内温度均匀性差等问题,达不到工艺要求,造成装备运行成本费用高,产出品品质低下,严重影响企业经济效益,急需技术改造。
近年来,国内外对温度控制器的研究进行了广泛、深入的研究,特别是随着计算机技术的发展,温度控制器的研究取得了巨大的发展,形成了一批商品化的温度调节器,如:职能化PID、模糊控制、自适应控制等,其性能、控制效果好,可广泛应用于温度控制系统及企业相关设备的技术改造服务。
基于组态王和研华ADAM模块的小功率加热体温度控制系统设计
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mo n i t o r i n g o b j e c t s , t a k i n g K i n g Vi e w6 . 5 5 f o r s o f t wa r e p l a t f o r m, t a k i n g t h e c o mmu n i c a t i o n mo d u l e AD AM一 4 5 2 0 , t h e a n a l o g i n p u t
4 1 1 7 、 模 拟 量 输 出模 块 A D AM一 4 0 2 4为 硬 件 设 备 , 设 计 了一 种 小功 率加 热 体 温 度 控 制 系统 , 并根 据控 制 系统 的 整 体 方 案 ,
进 行 了硬 件 实现 、 通信 设 置 和软 件 设 计 。 系统 调 试 结 果表 明 , 各设备之 间兼容性较好 , 系统 运 行 稳 定 可 靠 , 操 作 方便 , 实验
效果 良好 , 既 可 用 于科 研 、 教 学、 培训 等相 关 工 作 , 也 可 广 泛 应 用 于 涉及 温 度 对 象 的工 业 控 制 领 域 。
关键词 : 组态王 6 . 5 5 , 研 华模 块 , 温 度 控 制 系统
Ab s t r ac t
T he de si gn of t em p er a t u r e c on t r ol s y s t e m o f l o w po wer h e a t i n g bo dy i s r e al i z e d ห้องสมุดไป่ตู้b y t ak i n g l o w po we r h ea t i ng b ody f or
《 工业 控制 计 算 机/ 2 0 1 3年 第 2 6卷 第 2期
组态王内置温控曲线控件例程说明资料文档

1。
功能概述常规需求:很多工业现场都会要求反映出实际测量值按设定曲线变化的情况。
在温控曲线中,纵轴代表温度值,横轴对应时间的变化,同时将每一个温度采样点显示在曲线中,另外还提供两个游标,当用户把游标放在某一个温度的采样点上时,该采样点的注释值就可以显示出来。
主要适用于温度控制,流量控制等等。
组态王中的实现方法:利用组态王内置温控曲线及其函数、配方及其函数来反映出实际测量值按设定曲线变化的情况。
1. 工程实例我们举一个例子来说明内置温控曲线的使用方法。
在此例程中我们定义25个变量,分别为“SV1、SV2……SV10”、“T1、T2……T10”、“pv”、“RecipeName”、“实时返回”、“设定返回”、“时间设定”,运行系统运行后,可通过按钮“调配方”打开配方模板并选择某一配方,将配方中的数据调入报表中,通过“加载设定曲线”按钮可将已选配方的数值显示在曲线上。
还可以在运行系统下对配方进行修改、删除。
下面就以此为例来演示完成这一要求的具体步骤。
2. 操作步骤3.1创建新工程打开组态王工程管理器,创建一个新工程。
3.2定义变量在数据词典中新建10个变量,变量名称依次为:SV1、SV2……SV10,变量类型为内存实数,初始值为100之内的实数,最大值为100。
新建10个内存整数的变量,变量名称依次为:T1、T2……T10,最大值为1000000000,再新建内存实型变量“pv”、“实时返回”、“设定返回”、内存字符串变量“RecipeName”、内存整型变量“时间设定”,变量基本属性定义画面如下图一所示:图一定义变量基本属性3.3 创建配方模板在工程浏览器的目录显示区中,选中大纲项“文件”下的成员“配方”,如下图二所示:图二新建配方在右侧的内容显示区中用左键双击“新建”图标,或者右键单击“新建”图标,从浮动式菜单中选择命令“新建配方”,则弹出“配方定义”对话框,如图三所示:图三配方定义将上述已定义的变量SV1、SV2……SV10、T1、T2……T10添加到配方中,并添加配方1,2,3,4相对应的具体数值,这些数值可根据配方的实际情况进行修改,如图四所示:图四新配方然后进行保存,保存路径为当前工程文件夹下,保存名称为“新配方”。
基于组态王的PLC温度控制系统设计
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1 5 8 ・
科 技制 系统设 计
刘 斌 赵丹丹
( 河南工业职业技 术学院智能控制工程技术研究 中心 , 河南 南阳 4 7 3 0 0 0 )
摘 要: 为 了高效可靠地控 制混合 炉加 热的温度 , 采用成熟的 P L C控 制技 术和 电力拖动 自 动控制技术 , 运用P L C模块化编程 、 D / A 转换、 A / D转换、 P I D 控制, 获得 了运 用成 熟的 P L C和电力拖动 自动控制 的温度 自动控 制 系统 , 实时有效的控制混合 炉的温度。仿真计算 的结果证 明了方案的可行性和对环境温度变化的适应能力。 采用P L C和电力拖动 自动控 制的温度控制 系统代替 了传统的电气控制 系统 系统具有 经济 高效、 稳定、 维护方便 、 降低 电能损耗等优点。 关键词 : 温度控制 ; 可编程控制器 ; 人机界面; 组态王
,
偏差送人 P L C控制器按 P I D算法 进行 修正 ,返 回对应工况下 的固 近年来 , 国内外对温度控制器 的研究进行 了广泛 、 深入 的研究 , 态继 电器导通时 间 , 调节 电热丝 的有效 加热功率 , 从 而实现对炉子 特别是随着计算机技术 的发展 , 温度控制器 的研究取得 了巨大的发 的温度控制 。R ( s ) 为设定温度 的拉 氏变换式 ; E ( s ) 为偏 差的拉氏变换 展, 形成 了一批商品化的温度调节器 , 如: 职能化 P I D、 模糊控制 、 自 式 ;G c ( s ) 为控制器的传递 函数 ; G o ( s ) 为广义对象 , 即控制 阀、 对 象控 适应 控制 等 , 其性能 、 控制效果好, 可广泛应 用于温度控制系统及企 制通道、 测量变送装置三个环节的合并 。 业相 关设备 的技术改造服务 。P L C ( 可编程控制器 ) 以其可靠性 高、 在 系统投运 之前 , 还需要进行控制器的参数整定 。控制器参数 抗 干扰能力强 、 编程简单 、 功能强大 、 性价 比高 、 体积小 、 能耗低等显 整定方法很多 , 归纳起来可分为 两大类 , 即理论计算 整定法和工程 著特 点广 泛应用 于现代工业 的自动控制之 中。 目前 的工业控 制中, 整定法。理论计算整定法是在 已知被控对象 的数学模型的基础上 , 常常选用 P L C 作 为现场的控制设备 , 用于数据采集与处理 、 逻辑判 根据 选取 的质量指 标 , 通过 理论计 算 ( 微 分方 程 、 根 轨迹 、 频 率 法 断、 输 出控制 ; 而上位机 则是 利用 H MI软件 来完成工业控制状态 、 等) , 来求得最佳 的整定参数。 这类方法计算繁杂 , 工作量又大 , 而且 流程 和参数的显示, 实现监控 、 管理 、 分 析和存储等功能 。这种监控 由于用解析法或实验测 定法求得 的对象数学模 型都 只能近似 的反 系统充分利用 了 P L C 和计算机各 自的特点, 得到 了广泛的应用 。在 映过程的动态特性 , 整定结果 的精度 是不高的 , 因而未在工程上受 这种方式 的基础上设计 了一套温度控制系统 。以基 于 P L C 的下位 到广泛推广 。对于工程整定法 , 工程技术人员无需知道对象的数学 机和完成 HM I 功能 的上位 机相结合, 构建成分布 式控制系统 , 实现 模型 , 无 需具备理论计算所需 的理论 知识 , 就可 以在 控制系统 中直 了温度 自动控制。 接进行整定 , 因而简单 、 实用 , 在实际工程 中被广泛使用。常用的工 2 P L C 的 选 型 与硬 件 配 置 程整定法有经验整定 法 、 临界 比例度 法 、 衰减 曲线法 、 反应 曲线 法 、 2 . 1 P L C型 号 的 选 择 自整定 法等 。 本 温度控制系统选 择德 国西 门子 公司的 s 7 — 2 0 0系列 的 P L C 。 4 系统 运 行 结果 S 7 0 0 P L C属于小型整体式的 P L C 。 完成了 P L C程 序设 计 和人 机界 面设 计 之 后 , 进 入 系 统 运 行 测试 2 . 2热电式传感器 阶段。首先在 S T E P 7 一 Mi c o/ r Wi n 编程软件 中将设计好的程序下载到 热 电式传感器是一种将温度变化转化为 电量变化的装置 。 在各 P L C中, 然后打开组态王 , 切换 到运行模式 。初次上 电, 没有模 拟量 种热 电式传感器 中 ,以将温度量转换 为电势和 电阻 的方 法最为普 输入 , 只显示 P I D值和当前温度 , 曲线图为锅 炉温度 的实时 曲线 图。 锅炉开始升温 , 并维持在 5 0摄氏度左右 。 遍。其 中最常用于测量温度 的是热 电偶和热 电阻 , 热 电偶是将温度 启动后 , 变化 转换 为电势变化 , 而热 电阻是将温度变化转换为 电阻的变 化。 5 结 论 这两种热 电式传感器 目前在工业生产中已得到广泛应用 。 P L C ( 可编程控制器 )以其 可靠性 高 、 抗干扰能力强 、 编程简单 、 该 系统 中需要用传感器将温度转换成 电压 , 且炉子 的温度最高 功能强大 、 性价 比高 、 体积小 、工业上最常用 业的 自动控制之 中。P I D闭环控制是控制系统 中应 用很广泛 的一种 的温度检测元 件之一 。国际标准热电偶有 S 、 B 、 E 、 K 、 R 、 J 、 T 七种类 控制算法 , 对大部分控制对象都有 良好 的控制效果 。组态软件组态 I 设计 中深 受用 户的喜欢而得到广 型, 在本系统中 , 选用了 K型热电偶度 。 . 王 因其简单易用的特点 ,在 HM 泛 的使用 。在西 门子 s 7 — 2 0 0系列 P L C和组 态软件组 态王 的基础 2 . 3 I / O点分配及 电气连接图 2 . 3 . 1该温度控制 系统 中 I / O点分配表如表 1 所示 。 上, 成功设计 出了温度控制 系统 , 该系统达到了快 、 准、 稳的效果 , 也
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前言可编程控制器是一种应用很广泛的自动控制装置,它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体,具有控制能力强、操作灵活方便、可靠性高、适宜长期连续工作的特点,非常适合温度控制的要求。
在工业领域,随着自动化程度的迅速提高,用户对控制系统的过程监控要求越来越高,人机界面的出现正好满足了用户这一需求。
人机界面可以对控制系统进行全面监控,包括过程监测、报警提示、数据记录等功能,从而使控制系统变得操作人性化、过程可视化,在自动控制领域的作用日益显著。
本文主要介绍了基于三菱公司FX2N系列的可编程控制器和亚控公司的组态软件组态王的某一对象温度控制系统的设计方案。
编程时调用了编程软件STEP 7 -Micro WIN中自带的PID控制模块,使得程序更为简洁,运行速度更为理想。
利用组态软件组态王设计人机界面,实现控制系统的实时监控、数据的实时采样与处理。
目录第一章概述 (2)第二章总方案 (3)2.1 系统框图 (3)2.2 下位机设计 (4)2.2.1 元件选择 (6)2.3 上位机设计 (8)2.3.1 监控主界面 (9)2.3.2 实时趋势曲线 (10)2.3.3 历史趋势曲线 (11)2.3.4 报警窗口 (11)2.3.5 设定画面 (12)2.3.6 变量设置 (13)2.3.7 动画连接 (15)第三章总结 (17)第四章参考文献 (17)1第一章概述温度控制在电子、冶金、机械等工业领域应用非常广泛。
由于其具有工况复杂、参数多变、运行惯性大、控制滞后等特点,它对控制调节器要求极高。
目前,仍有相当部分工业企业在用窑、炉等烘干生产线,存在着控制精度不高、炉内温度均匀性差等问题,达不到工艺要求,造成装备运行成本费用高,产出品品质低下,严重影响企业经济效益,急需技术改造。
近年来,国内外对温度控制器的研究进行了广泛、深入的研究,特别是随着计算机技术的发展,温度控制器的研究取得了巨大的发展,形成了一批商品化的温度调节器,如:职能化PID、模糊控制、自适应控制等,其性能、控制效果好,可广泛应用于温度控制系统及企业相关设备的技术改造服务。
在工业自动化领域内,PLC(可编程控制器)以其可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、功能强大、性价比高、体积小、能耗低等显著特点广泛应用于现代工业的自动控制之中。
目前的工业控制中,常常选用PLC 作为现场的控制设备,用于数据采集与处理、逻辑判断、输出控制;而上位机则是利用HMI 软件来完成工业控制状态、流程和参数的显示,实现监控、管理、分析和存储等功能。
这种监控系统充分利用了PLC 和计算机各自的特点,得到了广泛的应用。
在这种方式的基础上设计了一套温度控制系统。
以基于PLC 的下位机和完成HMI功能的上位机相结合,构建成分布式控制系统,实现了温度自动控制。
此外,随着工业自动化水平的迅速提高,用户对控制系统的过程监控要求越来越高,人机界面(HMI)的出现正好满足了用户这一需求。
人机界面可以对控制系统进行全面监控,包括参数监 2测、信息处理、在线优化、报警提示、数据记录等功能,从而使控制系统变得简单易懂、操作人性化,深受广大用户的喜欢。
人机界面(HMI)在自动控制领域的作用日益显著。
HMI正在成为引导工业生产制造走向成功的重要因素,因为这些系统越来越多的用于监控生产过程,让过程变得更加准确、简洁和快速。
第二章总方案2.1系统框图系统整体设计方案及硬件连接图。
系统选用FX2NPLC为控制器,Pt100型热电偶将检测到的实际炉温转化为电压信号,经过FX2N-4AD模拟量输入模块转换成数字量信号并送到PLC中进行PID调节,PID控制器输出量转化成占空比,通过固态继电器控制炉子加热的通断来实现对炉子温度的控制。
PLC和HMI相连接,实现了系统的实时监控。
整个硬件连接图如图2-1所示。
32.2下位机设计根据对系统设计内容的分析,确定控制系统所需要的输入输出点数为1/3点。
选用FX2N系列PLC, 输入输出点数的分配如表2-1所示,由于系统必须对温度信号进行采集和控制,还必须使用到模拟量输入/输出模块FX2N-4AD模块、晶闸管跳功模块、温度变送器。
整个硬件系统的原理图2-2如下:下位机总框图2-2分析简述工作流程:通过热电偶对被测对象进行温度测量,将测量的结果送到温度变送器,通过温度变送器将模拟量转换为标准1-5V的电压信号。
转换后的标准电压信号通过FX2N-4AD的A/D器转换为PLC可以识别的数字量。
FX2NPLC检测到来自A/D转换后的信号,通过内部的程序进行比较和运算将所得的控制信号输出给固态继电器。
固态继电器按照原先设定的准则进行工作从而控制阀门的开或关,以实现蒸汽量的进或出从而使被控对象得到预期的控制。
4电器原理图如下图所示:下位机设计接线原理图52.2.1 元件的选型1. 温度传感器温度传感器是用来检测水温的,他将温度信号转换为电信号,再送到变送器。
本次设计选用Pt100铂电阻作温度传感器,铂电阻的阻值变化范围为100.0-138.5欧,经变送器转换后输出4-20mA电流。
2. 温度变送器温度变送器,专应于热电阻或热点偶,将温度转换成4-20MA的电流信号。
本次选用WZPB一体化温度变送器,WZPB一体化温度变送器是温度传感器与变送器的完美结合,以十分简捷的方式把-200~+1600 ℃范围内的温度信号转换为二线制 4~20mA DC 的电信号传输给显示仪、调节器、记录仪、 DCS 等,实现对温度的精确测量和控制。
一体化温度变送器是现代工业现场、科研院所温度测控的更新换代产品,是集散系统、数字总线系统的必备产品。
3. PLC控制器本次设计中,我们将采用FX2n系列PLC,FX系列PLC为单元型,内含CPU、电源和固定搭配的输入/输出。
Q4AR系列为双机热备系列,最大输入输出点数为8192点。
A系列PLC的最大输入输出点数为2048点。
F系列程控器的最大输入输出点数为256点。
三菱小型 FX 2(N)系列程控器的输入输出点最大不超过256点。
每台主机可连模入、模出、高速记数、定位等特殊功能模块,不超过8个。
FX系列在日本三菱的姬路制作所生产。
目前FX系列PLC为中国内地销量最多的小型PLC。
FX2n系列PLC是该系列中功能最强、速度最快的微型PLC。
有RAM, EPROM和EEPROM FX2N系列 PLC 的特点超高速的运算速度 0.08微秒. 比FX2的0.48微秒 6快六倍.容量极大8K步(最大16K步).比FX2大四倍.机体小型化比FX2小50% .兼容FX2的编程设计.备有多种不同的FX2N扩展单元及特殊模块.输入输出点数的分配表表2-1根据设计要求,本次设计选用模拟量输入模块FX2N-4AD,该模块用4个12位模拟量输入通道,输入量程为DC-10V--+10V和4—20MA,转换速度为15MS/通道或6MS/通道(高速)。
4. 调压器调压器是应用晶闸管(又称可控硅)及其触发控制电路用于调整负载功率的盘装功率调整单元。
本次设计选用PAD-37系列SCR晶闸管作为交流调压器,PAD37系列晶闸管调功器”通过对电压、电流和功率的精确控制,从而实现精密控温。
并且凭借其先进的数字控制算法,优化了电能使用效率。
随着自动化技术迅猛发展,控制系统功能越来越强大,控制过程也变得越来越复杂,系统操作最大透明化已经成为一种需要。
人机界面(HMI Human Machine Interface)以其过程可视化、操作员对操作过程可方便的控制等显著特点,很好的满足了这种需求而得到广泛的应用。
工业HMI又称触摸屏监控器,是一种智能化操作控制显示装置。
它一般与PLC等工业控制设备,利用显示 7屏显示,通过输入单元(如触摸屏、键盘、鼠标等)写入工作参数或输入操作命令,实现人与机器信息交互。
HMI的主要功能有:数据的输入与显示;系统或设备的操作状态方面的实时信息显示;报警处理及打印;数据归档和报表系统。
此外,新一代工业人机界面还具有简单的编程、对输入的数据进行处理、数据登录及配方等智能化控制功能。
2.3上位机设计HMI监控系统由监控主画面及相应的功能子画面组成,HMI画面设计对于HMI 来说是非常关键的。
HMI画面是用组态软件来做的,常见的组态软件有西门子公司的Wincc、罗克韦尔公司的RsView及国产的组态王、力控等。
在本温度控制系统设计中,我们选择了组态王来完成监控画面的设计。
组态王和其他组态软件相比最大的优势是它操作方便,提供了资源管理器式的操作主界面,并且提供了以汉字作为关键字的脚本语言支持,对于新手来说很容易上手。
我们从北京亚控公司的主页上下载了组态王6.5.1演示版,安装好以后。
双击桌面图标,打开工程管理器,建立工程。
如图所示,最下面的一行是我们新建的工程,工程名称为“组态王”。
双击工程管理器中的工程名,出现工程浏览器。
在工程浏览器中,双击新建图标,新建画面(如图2-3-2所示)。
在这里我们制作了监控主界面、实时趋势曲线、历史趋势曲线、报警窗口等画面。
下面详细介绍每个画面的设计方法。
8图2-3-1 新建工程图2-3-2 新建画面2.3.1监控主界面打开开发系统页面后,点击“图库”,打开图库管理器,把开关、温度仪表、闹钟直接拖进开发页面,再利用工具箱做好“停止”,“温度输入”和“退出”按钮以及报警窗口、参数设置、实时趋势曲线、历史趋势曲线等按钮。
完整的主界面如图2-3-3所示。
运行组态王后,开关变绿色,系统开始运行,目前温度值下面的方框和仪表上都显示当前温度值。
点击“温度控制”会进入9参数设定画面,点击“报警窗口”会进入报警画面,实时趋势曲线和历史趋势曲线也是一样。
点击“停止”按钮,系统运行结束,同时开关变红色。
图2-3-3 温度控制界面2.3.2实时趋势曲线打开开发系统页面后,点击工具箱中的“实时趋势曲线”把实时趋势曲线放进开发页面,然后双击曲线画面,对曲线进行设置,如X轴和Y轴的设置及标示定义等,最后利用工具箱做好“返回主界面”按钮,即可形成如图2-3-4所示的实时趋势曲线画面。
系统运行时,实时趋势曲线会显示当前温度值的变化趋势和设定温度值。
点击“返回主界面”按钮,就会回到主界面。
10图2-3-4 实时趋势曲线2.3.3历史趋势曲线打开开发系统页面后,点击“图库”,打开图库管理器,双击“历史曲线”把它放进开发页面,再双击历史趋势曲线画面,对曲线进行设置,包括曲线定义,坐标系,操作面板和安全属性等设置,最后利用工具箱做好“返回主界面”按钮,即可形成如图2-3-5所示的历史趋势曲线画面。
系统运行时,画面上会记录某段时间内设定温度值和当前温度值的变化曲线。
点击“返回主界面”按钮,就会回到主界面。
2.3.4报警窗口打开开发系统页面后,点击工具箱中的“报警窗口”把报警窗口放进开发页面,然后双击画面,对报警窗口进行设置,包括通用属性、列属性、操作属性、条件属性、颜色和字体属性的设置。