PID温度控制的PLC程序设计
基于PLC的温度PID-模糊控制系统设计与仿真
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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 )
用PLC构成温度的检测和控制系统,接线图及原理图
![用PLC构成温度的检测和控制系统,接线图及原理图](https://img.taocdn.com/s3/m/70f3f91e7cd184254b3535f1.png)
用PLC构成温度的检测和控制系统,接线图及原理图如图40,41所示。
1. 控制要求
温度控制原理:通过电压加热电热丝产生温度,温度再通过温度变送器变送为电压。
加热电热丝时根据加热时间的长短可产生不一样的热能,这就需用到脉冲。
输入电压不同就能产生不一样的脉宽,输入电压越大,脉宽越宽,通电时间越长,热能越大,温度越高,输出电压就越高。
PID闭环控制:通过PLC+A/D+D/A实现PID闭环控制,接线图及原理图如图40,41所示。
比例,积分,微分系数取得合适系统就容易稳定,这些都可以通过PLC软件编程来实现。
参数整定找最佳,从小到大顺序查
先是比例后积分,最后再把微分加
曲线振荡很频繁,比例度盘要放大
曲线漂浮绕大湾,比例度盘往小扳
曲线偏离回复慢,积分时间往下降
曲线波动周期长,积分时间再加长
曲线振荡频率快,先把微分降下来
动差大来波动慢。
微分时间应加长
理想曲线两个波,前高后低4比1
一看二调多分析,调节质量不会低
2. 程序设计
如图42所示梯形图模拟量模块以EM235或EM231+EM232为例。
图42 PID控制梯形图
图42(续)
图40 温度检测和控制示意图图41 PID控制示意图。
基于PLC的温度控制系统的设计
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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。
S7-200中的PID控制(温度控制举例)
![S7-200中的PID控制(温度控制举例)](https://img.taocdn.com/s3/m/131d62635f0e7cd184253685.png)
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PID温度控制示例-实现过程
通过PID向导配置PID回路 PID相关指令及回路表 通过文本显示向导配置TD200C显示屏 编写程序
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实现过程-通过PID向导配置PID回路
步骤
1 进入PID配置向导
2选择要配置的PID回路
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PID温度控制示例
提纲
PID控制理论简介 PID温度控制示例
工作原理 任务目标 实现过程
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S7-200 PID 温度控制
PID温度控制示例
工作原理 任务目标 实现过程
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PID温度控制示例-工作原理
PID温度控制系统是一个闭环系统,由 PLC的输出控制加热器对热电阻的加热 程度.
1. 选择一个未使用的V存储区来存放模块的配置信息,可 以点击“建议地址”按钮,让系统来选定一个合适的存 储区。这里PID回路存储区的首地址为VB400。
2. 点击“下一步”按钮。
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配置PID回路-步骤7:指定子程序和中断程序
1. 为向导子程序和中断程序命名。 2. 点击“下一步”按钮。
相关指令
通过向导完成对PID回路的 配置后回生成子程序 “PIDx_INIT”。
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PID相关指令及回路表- PIDx_INIT指令
PIDx_INIT 指令根据在PID向导中设 置的输入和输出执行 PID 功能。 每次扫描均调用该指令。
PIDx_INIT 指令的输入和输出取决 于在PID 向导中所作的选择。例 如,如果选择“增加PID手动控制 ”功能则在指令中将显示 Auto_Manual(自动/手动切换)和 ManualOutput(手动模式下的输出 值)输入,如果在 PID 向导的“ 回路报警选项”屏幕中选择“使 能低限报警(PV)”,则在指令 中将显示LowAlarm(低限报警) 输出。
三菱PID控制实例
![三菱PID控制实例](https://img.taocdn.com/s3/m/598df5f7f7ec4afe05a1df00.png)
三菱PLC与FX2N-4AD-TC实现温度PID闭环控制系统得学习参考。
风机鼓入得新风经加热交换器、制冷交换器、进入房间。
原理说明:进风不断被受热体加温,欲使进风维持一定得温度,这就需要同时有一加热器以不同加热量给进风加热,这样才能保证进风温度保持恒定。
plc接线图如下,按图接好线。
配线时,应使用带屏蔽得补偿导线与模拟输入电缆配合,屏蔽一切可能产生得干扰。
fx2n-4ad-tc得特殊功能模块编号为0。
输入与输出点分配表这里介绍pid控制改变加热器(热盘管)得加热时间从而实现对温度得闭环控制。
在温度控制系统中,电加热器加热,温度用热电耦检测,与热电耦型温度传感器匹配得模拟量输入模块 fx2n-4ad-tc将温度转换为数字输出,cpu将检测得温度与温度设定值比较,通过plc得pid控制改变加热器得加热时间从而实现对温度得闭环控制。
pid控制时与自动调谐时电加热器得动作情况如上图所示。
其参数设定内容如下表所示。
三菱plc与fx2n-4ad-tc实现温度pid闭环控制系统程序设计:用选择开关置x10作为自动调谐控制后得pid控制,用选择开关置x11作为无自动调谐得pid控制。
当选择开关置x10时,控制用参数得设定值在pid运算前必须预先通过指令写入,见图程序0步开始,m8002为初始化脉冲,用mov指令将目标值、输入滤波常数、微分增益、输出值上限、输出值下限得设定值分别传送给数据寄存器d500、d512、d515、d532、d533。
程序第26步,使m0得电,使用自动调谐功能就是为了得到最佳pid控制,自动调谐不能自动设定得参数必须通过指令设定,在第29步~47步之间用mov指令将自动调谐用得参数(自动调谐采用时间、动作方向自动调谐开始、自动调谐用输出值)分别传送给数据寄存器d510、d511、d502。
程序第53步开始,对fx2n-4ad-tc进行确认、模式设定,且在plc运行中读取来自fx2n-4ad-tc 得数据送到plc得d501中,103步开始对pid动作进行初始化。
基于PLC的温度控制系统的设计
![基于PLC的温度控制系统的设计](https://img.taocdn.com/s3/m/0e66cc41854769eae009581b6bd97f192379bf52.png)
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。
欧姆龙PLC 编程语言的设计与应用PID实例
![欧姆龙PLC 编程语言的设计与应用PID实例](https://img.taocdn.com/s3/m/8d3f7174ddccda38376baf34.png)
欧姆龙PLC 编程语言的设计与应用PID实例1 引言在PLC中有多种程序设计语言,如梯形图语言、布尔助记符语言、功能表图语言、功能模块图语言及结构化语句描述语言等。
梯形图语言和布尔助记符语言是基本程序设计语言,它通常由一系列指令组成,用这些指令可以完成大多数简单的控制功能,例如,代替继电器、计数器、计时器完成顺序控制和逻辑控制等。
通过扩展或增强指令集,它们也能执行其它的基本操作。
功能表图语言和语句描述语言是高级的程序设计语言,它可根据需要去执行更有效的操作,例如,模拟量的控制,数据的操纵,报表的报印和其他基本程序设计语言无法完成的功能。
功能模块图语言采用功能模块图的形式,通过软连接的方式完成所要求的控制功能,它不仅在PLC中得到了广泛的应用,在集散控制系统的编程和组态时也常常被采用。
由于它具有连接方便、操作简单、易于掌握等特点,为广大工程设计和应用人员所喜爱。
2 常用的程序设计语言分类根据PLC应用范围,程序设计语言可以组合使用,常用的程序设计语言有以下几种:(1) 梯形图(Ladder Diagram)程序设计语言梯形图程序设计语言是用梯形图的图形符号来描述程序的一种程序设计语言。
采用梯形图程序设计语言,这种程序设计语言采用因果关系来描述事件发生的条件和结果,每个梯级是一个因果关系。
在梯级中,描述事件发生的条件表示在左面,事件发生的结果表示在右面。
梯形图程序设计语言是最常用的一种程序设计语言,它来源于继电器逻辑控制系统的描述。
在工业过程控制领域,电气技术人员对继电器逻辑控制技术较为熟悉。
因此,由这种逻辑控制技术发展而来的梯形图受到欢迎,并得到广泛的应用。
梯形图程序设计语言的特点是:·与电气操作原理图相对应,具有直观性和对应性;·与原有继电器逻辑控制技术相一致,易于撑握和学习;·与原有的继电器逻辑控制技术的不同点是:梯形图中的能流(Power FLow)不是实际意义的电流,内部的继电器也不是实际存在的继电器,因此应用时需与原有继电器逻辑控制技术的有关概念区别对待;·与布尔助记符程序设计语言有一一对应关系,便于相互转换和程序检查。
plc自己编写pid案例
![plc自己编写pid案例](https://img.taocdn.com/s3/m/8c0b7e2026d3240c844769eae009581b6bd9bd95.png)
plc自己编写pid案例在工业自动化控制领域,PID控制器是一种常见的控制方式,它可以通过对系统的反馈信号进行比例、积分和微分运算,来实现对系统的稳定控制。
在PLC编程中,我们经常需要编写PID控制的程序来实现对温度、压力、流量等参数的精确控制。
下面,我将以一个温度控制的案例来介绍如何在PLC中编写PID控制程序。
首先,我们需要明确PID控制器的工作原理。
PID控制器根据系统的误差信号,分别进行比例、积分和微分运算,然后将这三个部分的输出相加,得到最终的控制量。
比例部分决定了控制量与误差的线性关系,积分部分可以消除稳态误差,微分部分可以抑制系统的振荡。
在PLC编程中,我们可以利用PID指令来实现PID控制。
首先,我们需要定义输入输出变量,比如温度传感器的输入变量和加热元件的输出变量。
然后,我们需要设置PID控制器的参数,包括比例系数、积分时间、微分时间等。
接下来,我们可以使用PID指令来进行PID计算,并将计算结果输出到加热元件,从而实现对温度的精确控制。
下面,我将以一个温度控制的案例来具体介绍如何在PLC中编写PID控制程序。
假设我们需要控制一个恒温箱的温度,使其保持在设定的目标温度。
首先,我们需要接入一个温度传感器,将传感器的输出信号作为PID控制器的输入。
然后,我们需要接入一个加热元件,将PID控制器的输出信号作为加热元件的控制信号。
接下来,我们需要在PLC中定义温度传感器的输入变量和加热元件的输出变量,并设置PID控制器的参数,比如比例系数为0.1、积分时间为10秒、微分时间为5秒。
最后,我们可以使用PID指令来进行PID计算,并将计算结果输出到加热元件,从而实现对恒温箱温度的精确控制。
在实际编写PID控制程序时,我们需要注意以下几点。
首先,需要根据实际系统的特性来调整PID控制器的参数,比如根据系统的惯性和时间常数来确定积分时间和微分时间。
其次,需要考虑系统的稳定性和抗干扰能力,可以通过合理设置PID参数和添加滤波器来提高系统的性能。
三菱PLC(温度PID)实验
![三菱PLC(温度PID)实验](https://img.taocdn.com/s3/m/f099dddd2cc58bd63086bd0c.png)
三菱PLC(温度PID)实验指导书主讲:雷老师湖北祥辉电气自动化培训中心温度PID控制实验一、实验目的熟悉使用三菱FX系列的PID控制,通过对实例的模拟,熟练地掌握PLC控制的流程和程序调试。
二、实验设备1.THPLC-D型(挂箱式)实验装置一台2.FM-26温度控制挂箱一个(包含Pt100热电偶一个)3.计算机一台(或与FX0N系列PLC相配套的手持编程器一个)4.PC/PLC编程数据线一根5.实验导线若干三、接线“Pt100输入”接电热偶(注意补偿端的连线);“加热指示”和“冷却风扇”接PLC 主机24V电源;“控制输入”接模拟量模块(FXon-3A)的IOUT和COM;“信号输出”接模拟量模块(FXon-3A)的VIN1和COM1。
四、实验原理(1)本实验说明本实验为温度PID控制的演示实验。
其中,系统中的Pt100为热电偶,用来监测受热体的温度,并将采集到的温度信号送入变送器,再由变送器输出单极性模拟电压信号,到模拟量模块,经内部运算处理后,输出模拟量电流信号到调压模块输入端,调压模块根据输入电流的大小,改变输出电压的大小,并送至加热器。
欲使受热体维持一定的温度,则需一风扇不断给其降温。
这就需要同时有一加热器以不同加热量给受热体加热,这样才能保证受热体温度恒定。
本系统的给定值(目标值)是受热体温度为50℃时的值,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)理解FXon系列的PID功能指令FXon系列的PID回路运算指令的功能指令编号为FNC88,源操作数[S1],[S2],[S3]和目标操作数均为D,16位运算占9个程序步,[S1],[S2]分别用来存放给定值SV和当前测量到的反馈值PV,[S3]--[S3]+6用来存放控制参数的值,运算结果MV存放在[D]中。
PID温度控制的PLC程序设计
![PID温度控制的PLC程序设计](https://img.taocdn.com/s3/m/5651f9251fd9ad51f01dc281e53a580216fc50fb.png)
PID温度控制的PLC程序设计PID(比例-积分-微分)温度控制是一种常用的控制方法,可以通过PLC(可编程逻辑控制器)实现。
本文将详细介绍PID温度控制的PLC程序设计过程。
1.确定控制系统需求:首先要确定所需的控制系统的基本要求,包括控制温度范围、精度要求、控制方式等。
2.确定传感器和执行机构:选择合适的温度传感器和执行机构,例如热电偶或热电阻作为温度传感器,控制阀门或加热器作为执行机构。
3.确定控制算法:PID控制算法是一种经典的温度控制方法,可在PLC中实现。
PID控制算法由比例、积分和微分三个参数组成,可以通过自整定或手动调整获得最佳参数值。
4.确定控制模式:根据实际需求,选择合适的控制模式,比如开环控制、闭环控制或自适应控制。
对于温度控制,一般采用闭环控制。
5. PLC软件设计:根据控制系统需求和算法确定的参数,设计PLC 软件。
PLC软件可以使用Ladder Diagram(梯形图)或Function Block Diagram(功能块图)等语言编程。
下面是一个基本的PID温度控制的PLC程序设计示例(以Ladder Diagram为例):```ladder====主程序====-,----[]----[]----[]----()PID----[]----]----[]----[]----,[]----温度输入设置温度温度差系数K----[+]=--------]--------]-----------温度设定温度差积分控制值----[/K]------]--------------------------[]----------------[+]=---------控制值累计量----[]----[]----[]----()KpKiKd```上述Ladder Diagram中,PID控制算法的三个参数Kp、Ki和Kd通过输入设置,通过调整这些参数可以改善控制系统的响应速度和稳定性。
基于S7—200PLC的食品杀菌温度PID控制系统设计
![基于S7—200PLC的食品杀菌温度PID控制系统设计](https://img.taocdn.com/s3/m/51487f0fcc175527072208c4.png)
^
采样检测 ,除此之外 ,还要 对采样 值进行 PD运算 , I
根据运算结果 , 形成对模拟量 的控制作用 . S — 0 在 7 20
Ab ta t T ep p r same t e e au ec n r l h c a d i o d d sn e t n. u ov d b I o t l r p o i i g 日r c : h a e i d a mp r t r o to ih i h r fo iif ci i t w s n o b t le ya P D c nr l , r vd n s oe
M(= e K l t M0 K d/ t K + 。 e + + ed ) d t
式 中,第一项 为 比例项 。最后一项 为微分项 ,
P C 中,通过 PD 回路指令处理模拟量的控制是非 L I
常方便的 .对于食品杀菌温度的控制选 用 P C中的 L
中间两项为积分项 .e是给定值与被控制变量之差 ,
第 7卷
第 1期
邵阳学院学报 ( 自然 科 学 版 ) J un l f h oy n nv ri N trl ce c dt n) o ra o a a gU i st S e y( aua S in eE i i o
VO . NO 1 I7 .
M a .2 0 r 01
PI alo ih a s g H D r c ie i 7— 0 c. e a tce d s us e hewh e p o e s d v s d o D o tolri o d D g rt m nd u a eO PI die tv n S 20 pl Th ri l ic s st ol r c s e ie n PI c nr l nf o e
FX2N系列PLC实现温度PID控制 毕业设计
![FX2N系列PLC实现温度PID控制 毕业设计](https://img.taocdn.com/s3/m/14fb2fa8f78a6529647d53a6.png)
FX2N系列PLC实现温度PID控制内容摘要温度作为工业生产和科学实验中最普遍、也是最重要的热工参数之一。
其精度对产品或实验结果会产生重大的影响。
而可编程控制器(PLC)可靠性高,抗干扰能力强,易学易用,采用PLC控制是其中一种比较优越的控制。
本设计主题为“通过三菱PLC实现温度PID控制”。
主要内容为通过FX2N-16MR和其扩展单元FX2N-4AD通过PID特殊功能指令实现单回路闭环系统控制。
系统实现恒温箱内温度快速调整为设定值(110℃)保持恒定,当温度与设定值相差超过5℃时系统实现自动报警。
系统可以自动根据所测量恒温箱内的当前实际温度与设定温度差异通过调节恒温箱内电热丝通断时间调节温度,使恒温箱内温度快速准确调整为设定值。
关键词温度控制;PLC;PID调节;A/D模块AbstractTemperature as industrial production and scientific experiments, the most common, and most important thermodynamic parameters. The accuracy of the product or its results will have a significant impact. The programmable logic controller (PLC), high reliability, strong anti-interference, easy to use, PLC control is one of the relatively superior control.The design theme is "realized through Mitsubishi PLC PID temperature control." The main contents are through FX2N-16MR and its expansion units FX2N-4AD special function commands through the PID closed-loop system to achieve single-loop control. System to achieve rapid adjustment of thermostatic chamber temperature set value (110 ℃) remains constant when the temperature and the set value differ by more than 5 ℃, automatic alarm system. The system can automatically based on the measured temperature inside the current difference between the actual temperature and the set temperature by regulating the temperature inside the heating wire off time, the temperature inside the temperature quickly and accurately adjust the settings.KeywordsTemperature control; PLC; PID regulator; A / D module目录一、绪论 (1)1.1 PID控制技术概述 (1)1.2 温度控制技术 (1)1.3 系统过程分析 (2)二、硬件设计 (3)2.1 硬件选型 (3)2.1.1 可编程控制器选型 (4)2.1.2 温度转换器选型 (5)2.1.3 热电偶接触器选型 (6)2.1.4 继电器选型 (8)2.2 硬件接线图 (9)2.2.1 输入接口电路 (10)2.2.2 输出接口电路 (11)三、软件设计 (15)3.1 指令分析部分 (15)3.1.1 PID调节部分 (15)3.1.2 PID模块参数整定 (18)3.1.3 脉宽指令调节部分 (19)3.1.4 系统报警部分 (21)3.1.5 模拟量数字量转换部分 (22)3.2 指令编写部分 (22)3.3 附录 (26)四、设计总结 (27)五、参考文献 (28)一、绪论1.1 PID控制技术发展概述自从上世纪三十年代以来,自动化技术获得惊人成果,在现在的工业生产和科学发展中起着重要作用。
plc温度控制系统设计
![plc温度控制系统设计](https://img.taocdn.com/s3/m/dad496f968dc5022aaea998fcc22bcd126ff4226.png)
plc温度控制系统设计一、引言随着现代工业的快速发展,温度控制系统在各个领域得到了广泛的应用。
可编程逻辑控制器(PLC)作为一种工业控制设备,具有较高的可靠性、稳定性和灵活性。
本文将介绍如何设计一套基于PLC的温度控制系统,以满足现代工业生产中对温度控制的需求。
二、PLC温度控制系统原理PLC温度控制系统主要通过传感器采集温度信号,将信号转换为电信号后,输入到PLC进行处理。
根据预设的温度控制策略,PLC输出相应的控制信号,驱动执行器(如加热器、制冷装置等)进行加热或降温,从而实现对温度的精确控制。
三、设计步骤与方法1.确定控制目标:明确温度控制系统的控制范围、精度要求、响应速度等指标。
2.选择合适的PLC型号:根据控制需求,选择具有足够输入/输出点、运算速度和存储容量的PLC。
3.设计硬件系统:包括传感器、执行器、通信模块等硬件设备的选型和连接。
4.设计软件系统:编写温度控制程序,包括输入数据处理、控制算法、输出控制等功能。
5.系统调试与优化:对系统进行调试,确保温度控制精度和稳定性,并根据实际运行情况进行优化。
四、系统硬件设计1.选择合适的传感器:根据控制范围和精度要求,选择合适的温度传感器,如热电偶、热敏电阻等。
2.选择合适的执行器:根据控制需求,选择合适的执行器,如伺服电机、电磁阀等。
3.通信模块:根据现场通信需求,选择合适的通信模块,如以太网、串口等。
五、系统软件设计1.编写程序:采用相应的编程语言(如梯形图、功能块图等)编写温度控制程序。
2.输入数据处理:对传感器采集的温度信号进行滤波、标定等处理,确保数据准确性。
3.控制算法:根据预设的控制策略,编写控制算法,如PID控制、模糊控制等。
4.输出控制:根据控制算法输出相应的控制信号,驱动执行器进行加热或降温。
六、系统调试与优化1.调试:对系统进行调试,确保各设备正常运行,控制算法有效。
2.优化:根据实际运行情况,对控制参数、控制策略等进行优化,提高系统性能。
PLC温度PID控制
![PLC温度PID控制](https://img.taocdn.com/s3/m/1b1ea0b6f61fb7360a4c6518.png)
温度变送器接线图 温度PID 控制 在MF26模拟实验挂箱中温度PID 控制实验区完成本实验。
一、实验目的熟悉使用三菱FX 系列的PID 控制,通过对实例的模拟,熟练地掌握PLC 控制的流程和程序调试。
二、温度PID 控制面板图此面板中的Pt100为热电偶,用来监测受热体的温度,并将采集到的温度信号送入变送器,再由变送器输出单极性模拟电压信号,到模拟量模块,经内部运算处理后,输出模拟量电流信号到调压模块输入端,调压模块根据输入电流的大小,改变输出电压的大小,并送至加热器。
为了使温度变送器正常工作,还要对其参数进行设置。
在基本状态下按 键并保持约2秒钟,即进入参数设置状态。
在参数设置状态下按 键,仪表将依次显示各参数,例如上限报警值HIAL 、参数锁Loc 等等,对于配置好并锁上参数锁的仪表,只出现操作工需要用到的参数(现场参数)。
用、 、 等键可修改参数值,按 键并保持不放,可返回显示上一参数。
先按键不放接着再按 键可退出设置参数状态。
如果没有按键操作,约30秒钟后会自动退出设置参数状态。
需要设定的参数有CTRL =0 SN =21 DIL =000.0 DIH =100.0 DIP =1三、实验原理(1)本实验说明 欲使受热体维持一定的温度,则需一风扇不断给其降温。
这就需要同时有一加热器以不同加热量给受热体加热,这样才能保证受热体温度恒定。
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)理解FXon 系列的PID 功能指令FXon 系列的PID 回路运算指令的功能指令编号为FNC88,源操作数[S1],[S2],[S3]和目标操作数均为D ,16位运算占9个程序步,[S1],[S2]分别用来存放给定值SV 和当前测量到的反馈值PV,[S3]--[S3]+6用来存放控制参数的值,运算结果MV 存放在[D]中。
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)](https://img.taocdn.com/s3/m/aac48415fd0a79563c1e72b0.png)
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;温度控制沈阳理工大学课程设计论文目录1 引言...................................................................... (1)1.1 温度控制系统的意义...................................................................... .. (1)1.2 温度控制系统背景...................................................................... .................. 1 1.3 研究技术介绍...................................................................... .. (1)1.3.1 传感技术...................................................................... (1)1.3.2PLC .................................................................... . (2)上位机...................................................................... ............................1.3.3 31.3.4 组态软件...................................................................... ........................ 3 1.4 本文研究对象...................................................................... .. (4)2 温度PID控制硬件设计...................................................................... (5)2.1 控制要求...................................................................... .................................. 5 2.2 系统整体设计方案...................................................................... .................. 5 2.3 硬件配置...................................................................... . (6)2.3.1 西门子S7-200CUP224 ................................................................. .. (6)2.3.2 传感器...................................................................... . (6)2.3.3 EM235模拟量输入模块.....................................................................72.3.4 温度检测和控制模块...................................................................... .... 8 2.4 I/O分配表 ..................................................................... ................................ 8 2.5 I/O接线图 ..................................................................... .. (8)3 控制算法设计...................................................................... .. (9)3.1 P-I-D控制...................................................................... .............................. 9 3.2 PID回路指令 ..................................................................... .. (11)3.2.1 PID算法 ..................................................................... .. (11)3.2.2 PID回路指令 ..................................................................... (14)3.2.3 回路输入输出变量的数值转换 (16)3.2.4 PID参数整定 ..................................................................... (17)4 程序设计...................................................................... .. (19)4.1 程序流程图...................................................................... .............................. 19 4.2 梯形图...................................................................... .. (19)I沈阳理工大学课程设计论文5 调试...................................................................... . (23)5.1 程序调试...................................................................... .. (23)5.2 硬件调试...................................................................... .. (23)结束语...................................................................... .................................................... 24 附录程序代码...................................................................... ........................................ 25 参考文献...................................................................... (27)II沈阳理工大学课程设计论文1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。
PID温度控制的PLC程序设计(梯形图语言)
![PID温度控制的PLC程序设计(梯形图语言)](https://img.taocdn.com/s3/m/cd2ce3efcc175527062208b8.png)
PID温度控制的PLC程序设计(梯形图语言)PID温度控制的PLC程序设计温度控制是许多机器的重要的构成部分。
它的功能是将温度控制在所需要的温度范围内,然后进行工件的加工与处理。
PID控制系统是得到广泛应用的控制方法之一。
在本文中,将详细讲叙本套系统。
l 系统组成本套系统采用Omron的PLC与其温控单元以及Pro-face的触摸屏所组成。
系统包括CQM1H-51、扩展单元TC-101、GP577R以及探温器、加热/制冷单元。
l 触摸屏画面部分(见图1-a)1-a如图所见,数据监控栏内所显示的002代表现在的温度,而102表示输出的温度。
如按下开始设置就可设置参数。
需要设置的参数有六个,分别是比例带、积分时间、微分时间、滞后值、控制周期、偏移量。
它们在PLC的地址与一些开关的地址如下所列。
比例带: DM51积分时间: DM52微分时间: DM53滞后值: DM54控制周期: DM55偏移量: DM56数据刷新: 22905l PLC程序部分002:PID的输入字102:PID的输出字[NETWORK]Name="Action Check" //常规检查[STATEMENTLIST]LD 253.13 //常ONOUT TR0CMP 002 #FFFF //确定温控单元是否完成初始化字串1AND NOT 255.06 //等于OUT 041.15 //初始化完成LD TR0AND 041.15OUT TR1AND NOT 040.10 //不在参数设置状态MOV DM0050 102 //将设置温度DM50传送给PID输出字LD TR1MOV 002 DM0057 //将002传送到DM57[NETWORK]Name="Setting Start"//设置开始[STATEMENTLIST]LD 253.13OUT TR0AND 229.05 //触摸屏上的开始设置开关DIFU 080.05 //设置微分LD TR0AND 041.15AND 080.05SET 040.01 //开始设置标志位1SET 040.10 //开始设置标志位2[NETWORK]Name="Poportion"//比例带设置[STATEMENTLIST]LD 040.01OUT TR0AND NOT 042.01MOV #C110 102 //读输出边与输入边的比例带CMP 002 #C110 //比较输入字是否变成C110AND 255.06 //等于SET 042.01 //设置比例带标志LD TR0AND 042.01MOV DM0051 102 //将比例带的设定值写入输出字CMP 002 DM0051 //是否写入AND 255.06 字串4RSET 040.01 //复位标志1RSET 042.01 //复位比例带标志SET 040.02 //向下继续设置标志[NETWORK]Name="Integral"//积分时间设置[STATEMENTLIST]LD 040.02OUT TR0AND NOT 042.02MOV #C220 102 //读输出边与输入边的积分CMP 002 #C220 //比较输入字是否变成C220AND 255.06SET 042.02 //设置积分标志LD TR0AND 042.02MOV DM0052 102 //将积分的设定值写入输出字CMP 002 DM0052 //是否写入AND 255.06RSET 040.02RSET 042.02SET 040.03 //向下继续设置标志[NETWORK]Name="differential"//微分时间设置[STATEMENTLIST]LD 040.03OUT TR0AND NOT 042.03MOV #C330 102 //读输出边与输入边的微分CMP 002 #C330 //比较输入字是否变成C330 AND 255.06SET 042.03 //设置微分标志LD TR0AND 042.03MOV DM0053 102 /将微分的设定值写入输出字CMP 002 DM0053 //是否写入字串3AND 255.06RSET 040.03RSET 042.03SET 040.04 //向下继续设置标志[NETWORK]Name="Hysteresis"//滞后值设置[STATEMENTLIST]LD 040.04OUT TR0AND NOT 042.04MOV #C440 102 //读输出边与输入边的滞后值CMP 002 #C440 //比较输入字是否变成C440 AND 255.06SET 042.04 设置滞后值标志LD TR0AND 042.04MOV DM0054 102 /将滞后值的设定值写入输出字CMP 002 DM0054 //是否写入AND 255.06RSET 040.04RSET 042.04SET 040.05 //向下继续设置标志[NETWORK]Name="Period"//控制周期设置[STATEMENTLIST]LD 040.05OUT TR0AND NOT 042.05MOV #C550 102 //读输出边与输入边的控制周期CMP 002 #C550 //比较输入字是否变成C550AND 255.06SET 042.05 //设置控制周期标志LD TR0AND 042.05MOV DM0055 102 将控制周期的设定值写入输出字CMP 002 DM0055 是否写入AND 255.06RSET 040.05RSET 042.05SET 040.06 //向下继续设置标志[NETWORK]Name="Shift"//偏移量设置[STATEMENTLIST]LD 040.06OUT TR0AND NOT 042.06MOV #C660 102 //读输出边与输入边的偏移量CMP 002 #C660 //比较输入字是否变成C660AND 255.06SET 042.06 //设置偏移量标志LD TR0AND 042.06MOV DM0056 102 //将偏移量的设定值写入输出字CMP 002 DM0056 //是否写入AND 255.06RSET 040.06RSET 042.06SET 040.00[NETWORK]Name="Return"//返回[STATEMENTLIST]LD 040.00OUT TR0AND NOT 042.00MOV #C070 102 //读输入边的处理值CMP 002 #C070 比较输入字变成C070AND 255.06SET 042.00 //返回标志LD TR0AND 042.00MOV DM0050 102 将设定温度值写入输出字RSET 040.00RSET 042.00RSET 040.10以上是本套系统的全部内容,经过反复试验,此系统可以维持温度在1°C之间变化。
PID 温度控制手册(德国西门子PLC)
![PID 温度控制手册(德国西门子PLC)](https://img.taocdn.com/s3/m/999258620b1c59eef8c7b4c4.png)
基本知识要求 为理解本手册,用户应熟知自动化工程技术,并了解闭环控制的基本原理。 还应能熟练使用装有 Windows 95/98/NT/2000 或 Me 操作系统的计算机或类似工具 (例如,编程设备)。由于 PID 温度控制是与 STEP 7 基本软件配合使用的,用户还应 熟悉基本软件的使用方法,如“使用 STEP 7 V5.1 编程”手册所述。
手册范围 本手册适用于 STEP 7 编程软件 V5.1 版本,Service Pack 3 和更高版本中的标准库 > PID 控制中的温度控制器。
PID 温度控制
A5E00447393-02
iii
前言
STEP 7 文档数据包 本手册是 STEP 7 基本信息文档数据包的一部分。
手册
目的
订货号
STEP 7 基本信息,包括
A5E00447393-02
前言
手册目的 当使用标准库 > PID 控制中的温度控制器块时,本手册可为您提供支持。本手册将 帮助您熟悉控制器功能块的功能,特别是控制器的整定和用户界面的使用,用户可 在该用户界面中设置功能块的参数。功能块和用户界面都有在线帮助,可在设置功 能块参数时,为您提供支持。 本手册是针对可编程控制器的编程、组态、调试和维修人员编写的。 我们建议您多花一点时间学习第 6 章中的“温度控制器实例”。这些实例将帮助您 快速、清楚地理解温度控制器的应用。
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PID温度控制的PLC程序设计
温度控制是许多机器的重要的构成部分。
它的功能是将温度控制在所需要的温度范围内,然后进行工件的加工与处理。
PID控制系统是得到广泛应用的控制方法之一。
在本文中,将详细讲叙本套系统。
l 系统组成
本套系统采用Omron的PLC与其温控单元以及Pro-face的触摸屏所组成。
系统包括CQM1H-51、扩展单元TC-101、GP577R以及探温器、加热/制冷单元。
l 触摸屏画面部分(见图1-a)
1-a
如图所见,数据监控栏内所显示的002代表现在的温度,而102表示输出的温度。
如按下开始设置就可设置参数。
需要设置的参数有六个,分别是比例带、积分时间、微分时间、滞后值、控制周期、偏移量。
它们在PLC的地址与一些开关的地址如下所列。
比例带: DM51
积分时间: DM52
微分时间: DM53
滞后值: DM54
控制周期: DM55
偏移量: DM56
数据刷新: 22905
l PLC程序部分
002:PID的输入字
102:PID的输出字
[NETWORK]
Name="Action Check" //常规检查
[STA TEMENTLIST]
LD 253.13 //常ON
OUT TR0
CMP 002 #FFFF //确定温控单元是否完成初始化
AND NOT 255.06 //等于
OUT 041.15 //初始化完成
LD TR0
AND 041.15
OUT TR1
AND NOT 040.10 //不在参数设置状态
MOV DM0050 102 //将设置温度DM50传送给PID输出字
LD TR1
MOV 002 DM0057 //将002传送到DM57
[NETWORK]
Name="Setting Start"//设置开始
[STA TEMENTLIST]
LD 253.13
OUT TR0
AND 229.05 //触摸屏上的开始设置开关
DIFU 080.05 //设置微分
LD TR0
AND 041.15
AND 080.05
SET 040.01 //开始设置标志位1
SET 040.10 //开始设置标志位2
[NETWORK]
Name="Poportion"//比例带设置
[STA TEMENTLIST]
LD 040.01
OUT TR0
AND NOT 042.01
MOV #C110 102 //读输出边与输入边的比例带CMP 002 #C110 //比较输入字是否变成C110
AND 255.06 //等于
SET 042.01 //设置比例带标志
LD TR0
AND 042.01
MOV DM0051 102 //将比例带的设定值写入输出字CMP 002 DM0051 //是否写入
AND 255.06
RSET 040.01 //复位标志1
RSET 042.01 //复位比例带标志
SET 040.02 //向下继续设置标志
[NETWORK]
Name="Integral"//积分时间设置
[STA TEMENTLIST]
LD 040.02
OUT TR0
AND NOT 042.02
MOV #C220 102 //读输出边与输入边的积分
CMP 002 #C220 //比较输入字是否变成C220
AND 255.06
SET 042.02 //设置积分标志
LD TR0
AND 042.02
MOV DM0052 102 //将积分的设定值写入输出字CMP 002 DM0052 //是否写入
AND 255.06
RSET 040.02
RSET 042.02
SET 040.03 //向下继续设置标志
[NETWORK]
Name="differential"//微分时间设置
[STA TEMENTLIST]
LD 040.03
OUT TR0
AND NOT 042.03
MOV #C330 102 //读输出边与输入边的微分
CMP 002 #C330 //比较输入字是否变成C330 AND 255.06
SET 042.03 //设置微分标志
LD TR0
AND 042.03
MOV DM0053 102 /将微分的设定值写入输出字CMP 002 DM0053 //是否写入
AND 255.06
RSET 040.03
RSET 042.03
SET 040.04 //向下继续设置标志
[NETWORK]
Name="Hysteresis"//滞后值设置
[STA TEMENTLIST]
LD 040.04
OUT TR0
AND NOT 042.04
MOV #C440 102 //读输出边与输入边的滞后值CMP 002 #C440 //比较输入字是否变成C440 AND 255.06
SET 042.04 设置滞后值标志
LD TR0
AND 042.04
MOV DM0054 102 /将滞后值的设定值写入输出字CMP 002 DM0054 //是否写入
AND 255.06
RSET 040.04
RSET 042.04
SET 040.05 //向下继续设置标志
[NETWORK]
Name="Period"//控制周期设置
[STA TEMENTLIST]
LD 040.05
OUT TR0
AND NOT 042.05
MOV #C550 102 //读输出边与输入边的控制周期CMP 002 #C550 //比较输入字是否变成C550
AND 255.06
SET 042.05 //设置控制周期标志
LD TR0
AND 042.05
MOV DM0055 102 将控制周期的设定值写入输出字CMP 002 DM0055 是否写入
AND 255.06
RSET 040.05
RSET 042.05
SET 040.06 //向下继续设置标志
[NETWORK]
Name="Shift"//偏移量设置
[STA TEMENTLIST]
LD 040.06
OUT TR0
AND NOT 042.06
MOV #C660 102 //读输出边与输入边的偏移量
CMP 002 #C660 //比较输入字是否变成C660
AND 255.06
SET 042.06 //设置偏移量标志
LD TR0
AND 042.06
MOV DM0056 102 //将偏移量的设定值写入输出字CMP 002 DM0056 //是否写入
AND 255.06
RSET 040.06
RSET 042.06
SET 040.00
[NETWORK]
Name="Return"//返回
[STA TEMENTLIST]
LD 040.00
OUT TR0
AND NOT 042.00
MOV #C070 102 //读输入边的处理值
CMP 002 #C070 比较输入字变成C070
AND 255.06
SET 042.00 //返回标志
LD TR0
AND 042.00
MOV DM0050 102 将设定温度值写入输出字RSET 040.00
RSET 042.00。