PLC-PID指令实现温度控制课程任务书

重庆化医技师学院课程设计任务书教培中心：自动化教培中心专业班级：08技师工业自动化一班学生姓名：欧阳天鹏设计题目：PLCPID指令实现温度控制起迄日期:2011年4月6日

目录一、课题项目分析······································1项目系统基本框图·······························1项目分析过程···································1···································1功能介绍··························2二、项目设计方案·····································3··································32.2PLC选型······································32.3系统设计······································3硬件设计·································3①I/O分配②外部接线图③PID回路参数表软件设计·································61、主程序2、中断程序3、子程序三、程序调试··········································9一、项目分析项目系统基本框图项目过程分析温度控制实现过程：首先温度传感器将加热炉的温度转化为1~5V标准量程电压信号，PLC用A/D将送进来的信号转化为数字量，D/A转化器将PLC的数字输出量转化成模拟电压再去将PLC将系统给定的温度值与反馈回来的温度值进行比较并经过PID运算处理后，给固态继电器输入端一个控制微小的信号使控制固态继电器的输出端输出一个大信号直接驱动大大电流负载从而使温控炉的温度自动增大或减小。既温控炉温度控制得到实现。项目元件器材在此项目设计运用到的元件器材有：计算机机、PC/PPI通讯电缆、可编程控制器（PLC）、（1-5V）模拟电压表、Pt100化热电阻温度传感器、RL电阻丝、电位器、单相固态调压模块、一体化智能变送器。1.4项目元件器材功能介绍单相固态调压：单相固态调压（亦称固体继电器）英文名称为SolidStateRelay，简称SSR。它是用半导体器件代替传统电接点作为切换装置的具有继电器特性的无触点开关器件。单相SSR为四端有源器件，其中两个输入控制端，两个输出端，输入输出间为光隔离，输入端加上直流或脉冲信号到一定电流值后，输出端就能从断态转变成通态。固态继电器工作可靠，寿命长，无噪声，无火花，无电磁干扰，开关速度快，抗干扰能力强，且体积小，耐冲击，耐振荡，防爆、防潮、防腐蚀、以微小的控制信号达到直接驱动大电流负载。主要不足是存在通态压降（需相应散热措施），有断态漏电流，交直流不能通用，触点组数少，另外过电流、过电压及电压上升率、电流上升率等指标差。Pt100一体化智能温度变送器：由Pt100测得的信号在输入级被放大。此与输入变量成正比，再经模/数转换器（1）转换成数字信号。这些信号又在微处理器（2）中按传感器的特性及其它参量（阻尼、线路电阻等）加以转换。这样得到的信号又在数/模转化器（3）中转换为与负载无关的4~20mA的直流电流。电源（4）位于输出信号的电路中。图五一体化温度变送器工作原理图图五一体化温度变送器工作原理图

二、项目设计方案评估控制任务：此项目虽然系统不复杂，但对可靠性、抗干扰能力要求较高，所以采用PLC控制、且只采用一台PLC就能实现。PLC的选型：此项目选用主机的是西门子S7—200CPU226扩展模块选用的是EM235(EM235是最常用的模拟量扩展模块，它实现4路模拟量输入和1路模拟量输出功能)系统设计硬件设计：①I、O分配表：输入信号信号元件及作用功能AIW0AIW10～5V给定电压温度变送器给定值模拟量输入信号测量值模拟量输入信号输出信号控制对象及作用功能AQW01～5V电压模拟量输出给固态继电器输出表一I、O分配表②外部接线图：1、系统配置图2、PLC主机硬件接线图3、扩展模块接线图③PID回路参数表：地址参数数值VD100过程变量当前值PVnPt100温度检测提供的模拟量经A/D转换后的标准化数值VD104给定值SPnVD108输出值MnPID回路的输出值(标准化数值)VD112增益KCVD116采样时间TSSVD120积分时间TIminVD124微分时间TD0（关闭微分作用）VD128上一次的积分值MX根据PID运算结果更新VD132上一过程的变量PVn—1最近一次的PID的变量值表二PID回路参数表

软件设计（附上程序）（主程序）初始化自由端口初始化自由端口设定值标准化数据信号控制程序设定值标准化数据信号控制程序PID给出值送入调压模块，由调压模块来控制加温的交流电压、超过额温度限值输出PID给出值送入调压模块，由调压模块来控制加温的交流电压、超过额温度限值输出（中断程序）写指令给数据缓冲区写指令给数据缓冲区（子程序）测量值标准化数据信号控制程序测量值标准化数据信号控制程序当在自动模式下执行PID指令。参数表起始地址为100，到环路标号0当在自动模式下执行PID指令。参数表起始地址为100，到环路标号0模拟输出模拟输出三、程序调试本程序分为三部分：主程序，子程序，中断程序。子程序主要是将各个PID运算所需的参数变量输入寄存器中。 中断程序主要是将模拟量输入到寄存器中，并将运算完毕的整数值写到模拟输出寄存器中。输入的数据时，装入设定值，回路増溢，采样时间秒，积分时间分钟，关闭微分作用。设定定时中断0的时间间隔是10ms设定定时中断，以定时执行PID指令。当PID参数整定完成后，系统硬件可以实现温度控制，通过STEP7-Micro/WIN32软件可以实现运行监控。第一步：连接各硬件设备，编辑设置软件程序。第二步：检查程序和硬件连线有无错误，检查无误后接通电源，将程序下载到运行模拟平台上并运行该程序。（单击工具栏中的下载按钮即可）第三步：实施监控和调试，单击工具栏中的监控，此时计算机中显示PLC的运行状态，显示屏幕上被点亮的元件表示接通状态。程序中设定值的变量存储器是VD104，可以对其强制更新，此时PID输出的