基于plc和组态王的温度控制系统设计_答辩ppt
17页1、指导教师:王力,基于PLC和组态王的温度控制系统设计,学院:承德石油高专 班级:自动化1102 姓名:xxx 学号:xxx,研究概述,研究背景 不管是在工业的冶金还是农业的种植等领域上,温度控制都是一个必不可少的环节,一旦温度控制得不好会直接导致产品品质低下,严重影响经济效益。 研究意义 利用PLC的下位机和HMI功能的上位机相结合,设计出一套温度控制系统,来用于温度自动控制场合中。 研究对象 本设计是属于通用温控系统,用于对温度要求不太严格环境中。例如耐热性或喜温性蔬菜,包括冬瓜、苦瓜、西瓜、豇豆、苋菜、蕹菜等;热带或亚热带的花卉,像王莲的种子、仙人掌等。,论文的主要内容,第一部分: PLC系统设计基础,第二部分: PLC控制程序的设计,PLC控制系统的总体设计 PLC软硬件系统设计,第四部分: 系统仿真调试及结果,第三部分: 系统组态设计,PID控制原理 PLC控制程序设计,人机界面软件的选择 组态王人机界面设计,系统仿真调试 系统仿真结果,硬件系统设计,本设计中用到的PLC是属于德国西门子公司的S7-200系列的,它的体积小、价格低。S7-200系列PLC提供多种具有不同I/O点
2、数的CPU模块和数字量模拟量I/O扩展模块供用户选用。S7-200系列的PLC有CPU221、CPU222、CPU224、CPU226、CPU226XM等类型。 基于本设计中所用到的输入/输出点数不多,只需用CPU224即可。,PLC型号的选择:,硬件系统设计,在本设计中,将温度这个模拟量作为输入量,而PLC只能处理数字量,则需要把传感器和变送器送来的模拟量经功能扩展模块处理为数字量给主机,再由主机通过特殊功能模块处理,输出模拟量去控制设备。 在本设计中选择模拟量输入/输出扩展模块EM235,它具有4路模拟量输入,1路模拟量输出。,功能扩展模块:,假设模拟量的标准电信号是A0Am(如:420mA),A/D 转换后数值为D0Dm(如:640032000),设模拟量的标准电信号是A,A/D 转换后的相应数值为D,由于是线性关系,函数关系Af(D)可以表示为数学方程: A(DD0)*(AmA0)/(DmD0)A0 根据该方程式,可以方便地根据D 值计算出A值。将该方程式逆变换,得出函数关系Df(A)可以表示为数学方程: D(AA0)*(DmD0)/(AmA0)D0,模拟量值和A/D 转换值的
3、转换:,PLC控制程序的设计,(1)比例P的作用是加快系统的响应速度,提高系统的调节精度,成比例地反映控制系统 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。随着的增 大系统的响应速度越快,系统的调节精度越高,但是系统易产生超调; (2)积分的作用是消除系统的稳态误差,越大系统的稳态误差消除的越快,但也不能过 大,否则在响应过程的初期会产生积分饱和现象,若过小,系统的稳态误差将难以 消除,影响系统的调节精度; (3)微分的作用是改善系统的动态性能,其主要作用是在响应过程中抑制偏差向任何方 向的变化,对偏差变化进行提前预报,并能在偏差信号值变得太大之前,在系统中 引入一个有效的早期修正信号,从而加快系统的动作速度,减小调节时间。但不能 过大,否则会使响应过程提前制动,延长调节时间,并且会降低系统的抗干扰性能。,PID控制器各校正环节的作用如下:,常规PID控制系统原理框图:,PID控制器将偏差e(t)的比例(P)、积分(I)和微分(D)通过线性组合构成控制量,对被控制对象进行控制。,图1 PID控制系统原理图,PLC控制程序的设计,1、在主程序中,用特殊继电器SM
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