1、现要控制恒温箱的温度恒定,且能在25100C范围内可调,如图16-1所示。图16-1 恒温箱示意图第二节 项目实现 一、元件选型1. PLC选型PLC选S7-200 CPU224 XP CN,该PLC上自带有模拟量的输入和输出通道,因此节省了元器件成本。CPU 224 XP自带的模拟量I/O规格如表16-1所示,含有2个模拟量输入通道和1个模拟量输出通道,各通道信号如表中所示。表16-1 CPU 224 XP自带模拟量I/O规格在S7-200中,单极性模拟量输入/输出信号的数值范围是 0 32000;双极性模拟量信号的数值范围是 -32000+32000。2. 触摸屏选型 触摸屏选择为TP17
2、7B的西门子人机界面。3. 温度传感器选型温度传感器选择PT100的热电阻,带变送器。测量范围为0100C,输出信号为420mA,串接电阻把电流信号转换成010V的电压信号,送入PLC的模拟量输入通信。二、PLC软元件分配Q1.0控制接通加热器Q1.1控制接通致冷风扇AIW0接收温度传感器的温度检测值三、PLC编程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致冷风扇。但由于电加热器或致冷风扇只能为ON或OFF,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,若经PID指令运算得到一个01的实数,把该实数按比例换算成一
3、个0100的整数,把该整数作为一个范围为010S的时间t。设计一个周期为10S的脉冲,脉冲宽度为t,如图16-2所示。把该脉冲加给电加热器或风扇,即可控制温度。编程方式有两种,一种是用PID指令来编程,另一种可以用编程软件中的PID指令向导编程。1. PID指令编程打开编程软件,组态符号表如表16-2所示。程序如图16-2所示。表16-2 符号表图16-2 PLC控制程序图16-2 PLC控制程序(续)2. 指令向导编程打开编程软件STEP7-Micro/WIN,点击菜单元“工具指令向导”,出现如图16-3所示的指令向导画面,选择PID,点击“下一步”按钮后,出现如图16-4画面,在该画面中配
4、置0号回路,点击“下一步”按钮。图16-3 指令向导(1)图16-4 指令向导(2)图16-5 指令向导(3)在图16-5中设置给定值的低限与高限,对应温度值。回路参数值需整定填入。点击“下一步”按钮。图16-6 指令向导(4)在图16-6中设置标定为单极性,范围低限为0,范围高限为32000。输出类型为数字量,占空比周期设为10S。点击“下一步”按钮,出现如图16-7,在该图中配置分配存储区。注意配置的地址元件在程序要求全部未使用过。然后点击“下一步”按钮。图16-7 指令向导(5)图16-8 指令向导(6)在图16-8画面中可命名初始化子程序名和中断程序名,默认即可。然后点击“下一步”按钮
5、直至指令向导结束。PID指令配置完成后,自动生成了图16-8中所设定义的初始化子程序和中断程序。在主程序中调用初始化子程序即可对温度进行PID调节。主程序如图16-9所示。图16-9 主程序PLC运行过程中,可在编程软件中点击菜单“工具PID调节控制面板”,在PID调节控制面板上可动态显示被控量的趋势曲线,并可手动设置PID参数,使系统达到较好的控制效果。四、触摸屏监控设PLC采用第一种编程方式,即PLC指令编程方式,触摸屏的功能是能对PID的各参数进行设置,能对温度的设定值进行设置,还能对恒温箱的温度值进行实时监控。组态变量表如表16-3所示。表16-3 变量表本项目组态了3个画面,分别为系统画面、PID参数设置画面和温度监控画面,分别如图16-10、16-11、16-12所示。图16-10 系统画面16-11 PID参数设置画面16-12 温度监控画面
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