基于PLC的温度控制系统设计1Word文件下载.docx
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本例设定的基准调节量相当于PLC（输出6V）。
加热炉一类的温度控制对象，其系统本身的动态特性基本上属于一阶滞后环节，在控制算法上可以采用PID控制。
由于本系统温度控制要求不高，为了简化起件，本例按P（比例）控制算法进行运算采样调节周期高为1秒。
实现温度检测懒惰控制的过程包括：
PLC投入运行时，通过特殊辅助继电器产生的初始化脉冲进行初始化，包括将温度较佳值和基准调节存入有关数据寄存器，使计时用的两个计数器复位。
按启动按钮，控制系统投入运行。
采样时间到，则将待测的四点温度值读入PLC，然后按算术平均的办法求出四点温度的平均值Q。
将Q与Qmax（温度允许上限）比较，若也未低于下限，则说明温度正常，等待下一次采样。
若Q﹥Qmax，进行上限处理：
计算Q与上限温度偏差，计算调节量（比例系数设为2），发出调节命令，并判断调节时间，若调节时间太长，进行声光（红灯亮）；
若调节时间未到3分钟，则准备下次继续采样及调节。
当采样温度低于下限，即Q＜Qmax时，进行下限处理：
计算Q与下限温度偏差，计算调节量，发出调节命令，并判断调节时间，若调节时间太长，进行声光（黄灯亮）；
3.控制系统的I/O点及地址分配
控制系统的模块号,输入/输出端子号,地址号,信号名称,说明如表1:
模块号
输入端子号
输出端子号
地址号
信号名称
说明
CPU226
1
I0.0
总启动开关,
按扭
Q0.1
加热器输出,
加温
2
Q0.2
红灯,”1”有效
指示灯
3
Q0.3
绿灯,”1”有效
4
Q0.4
黄灯,”1”有效
EM222
I0.1
总停止开关,
Q0.5
喇叭输出,”1”有效
声报警器
EM235
AIW0
远程电压输入1
AIW2
远程电压输入2
AIW4
远程电压输入3
AIW6
远程电压输入4
AQW0
远程电压输出1
表1
控制系统的序号,名称,地址,注释如表1.1:
序号
名称
地址
注释
总启动开关
上升沿有效
14
过程变量
VD0
32BIT
总停止开关
15
设定值
VD4
加热器
“1”有效
16
偏差值
VD8
红灯
17
增益
VD12
5
绿灯
18
采样时间
VD16
6
黄灯
19
积分时间
VD20
7
喇叭
20
微分时间
VD24
8
12BIT
21
积分前项
VD28
9
22
过程前值
VD32
10
23
运行标志
M0.0
11
24
平均值
VD40
12
电压信号输出1
25
PID输出
VW40
13
PID表首地址
VB0
8BIT
26
表1.1
4.PLC系统选型
参照西门子ST-200产品目录及市场实际价格，选用主机为CPU226集成了24点输入／16点输出，共有40个数字量I/O。
加上一台扩展模块EM222（8继电器输出），再扩展一个模拟量模块EM235（4AI/1AO）。
这样的配置是最经济的。
整个PLC系统的配置如图所示。
5.电气控制系统原理图
电气控制系统原理图包括主电路图，控制电路图及PLC外围接线图。
1）主电路图
如图1所示为电控系统主电路。
一台加热器为M1。
接触器KM1控制着M1正常加热，FR1为加热器过载保护用的热继电器；
QF1为断路器；
FU1为主电路的熔断器。
图1
2）控制电路图
如图2所示，
图2
3）PLC外围接线图
6.主程序及梯形图
图3
1）主程序OB1
1.总启动与总停止
LDSM0.0
AI0.0
SQ0.1,1
2.正常范围显示
AR>
=VD40,2.5
SQ0.3,1
SM0.1,1
3.调用子程序0以便控制
LDI0.0
SM0.0,1
CALLSBR_0
图4
4.超过上下限启动定时器
LDM0.0
LDR<
VD40,2.5
OR>
VD40,3.0
ALD
AM0.1
TONT101,1800
5.定时到还不在规定范围内则报警.
AT101
LPS
SQ0.2,1
SQ0.5,1
RQ0.3,1
LPP
AR<
SQ0.4,1
图5
6.正常情况下的指示
AI0.1
RM0.1,1
RQ0.1,1
RQ0.2,1
RQ0.4,1
RQ0.5,1
图6
2）设计PID参数
MOVR2.75,VD4
MOVR2.0,VD12
MOVR1.0,VD16
MOVR0.0,VD20
MOVR0.0,VD24
MOVB100,SMB34
ATCHINT_0,10
ENI
图7
3）取实际温度变量
1.四温度传感器电压值送内存
MOVWAIW0,VW0
MOVWAIW2,VW2
MOVWAIW4,VW4
MOVWAIW6,VW6
图8
2.温度实际电压值送内存
MOVWVW0,VW8
+IVW2,VW8
MOVWVW4,VW10
+IVW6,VW10
MOVWVW8,VW12
+IVW10,VW12
MOVWVW12,VW14
/I+4,VW14
ITDVW14,VD40
4）PID调节与输出
1.得到过程变量VD0
CALLSBR_1
MOVDVD40,AC0
DTRAC0,AC0
/R32000.0,AC0
MOVRAC0,VD0
图9
2.VB0号PID表
PIDVB0,0
图10
3.PID调节输出
MOVRVD8,AC0
*R32000.0,AC0
ROUNDAC0,AC0
DTIAC0,VW40
MOVWVW40,AQW0
【结论】通过对本系统的设计和调试，我们认识到，对于复杂系统的控制，如果采用继电控制，不仅系统繁琐，调试困难，故障概率大，而且对以后的维护也带来困难。
用PLC控制除了能解决以上问题以外，还具有以下特点：
①控制条理清楚，接线简单明了。
②用软件代替传统的继电控制，减少了设计上的困难，减少了系统的故障。
③模块化程序设计，便于调试，并且方便功能的改进。
④编程图形化，使之一目了然。
【致谢】本论文是在XXX老师老师的悉心指导下完成的，从论文最终完成的每一个环节，自始自终得到XXX老师老师精心指导和帮助。
在此特向XXX老师老师表示由衷的感谢和崇高的敬意。
在设计过程中，离不开XX同事的宝贵意见以及文献资料的提供，在此对帮助过我的同事再次表示衷心的感谢和祝福，祝愿在日后的工作生活中的合作能更上一层楼，大家共同进步。
【参考文献】
【1】可编程序控制器的编程方法与工程应用廖常初重庆大学出版社
【2】可编程序控制器及其应用万太福重庆大学出版社
【3】毕业设计指导刘祖润机械工业出版社
【4】新旧图形符号对照读本兵器工业出版社
【5】电力拖动与控制谢桂林中国矿业大学出版社
【6】工厂常用电气设备手册（上、中、下）水利电力出版社
【7】电气控制技术实验指导书刘星平湖南工程学院
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