模块七PLC模拟量及PID控制课件

模块七：PLC模拟量及PID控制课件目录CONTENCTPLC模拟量输入与输出PID控制算法原理及应用PLC实现PID控制策略触摸屏界面设计与监控功能实现故障诊断与排除技巧分享实验环节：动手实践，深化理解01PLC模拟量输入与输出包括电压、电流、温度、压力等多种类型。模拟量信号类型连续变化，取值范围广泛，易受干扰影响。模拟量信号特点模拟量信号类型及特点将模拟量信号转换为数字信号，便于PLC处理。将PLC输出的数字信号转换为模拟量信号，控制外部设备。PLC模拟量模块介绍模拟量输出模块模拟量输入模块通过电阻、电容等元件对模拟量信号进行滤波、放大等处理，以保证信号的稳定性和精度。电路原理连接模拟量输入模块，配置PLC参数，进行信号采集和调试。实践操作模拟量输入电路原理与实践电路原理根据外部设备的控制需求，通过放大、转换等处理将数字信号转换为模拟量信号输出。实践操作连接模拟量输出模块，配置PLC参数，进行控制实验和调试。模拟量输出电路原理与实践02PID控制算法原理及应用PID控制器PID控制算法PID控制算法基本概念根据实际值与设定值的偏差，按照比例、积分、微分的运算规律进行控制调节的控制器。根据偏差值，通过比例、积分、微分运算得出控制量，对被控对象进行控制的一种算法。比例调节成比例地反映偏差信号，偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，以减少偏差。但比例调节不能消除静差。积分调节主要用于消除静差，提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分时间常数，时间常数越大，积分作用越弱，反之则越强。微分调节能反映偏差信号的变化趋势（变化速率），并能在偏差信号的值变得太大之前，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，减少调节时间。比例、积分、微分调节作用分析要点三经验凑试法根据经验，先将比例度调大，观察系统响应，然后逐步减小比例度，直至系统出现等幅振荡；再逐步加大积分时间常数，消除振荡；最后加入微分调节，提高系统响应速度。要点一要点二临界比例度法先将积分时间常数和微分时间常数设置为无穷大，然后逐步减小比例度，使系统出现等幅振荡；此时的比例度即为临界比例度，临界振荡周期也相应可得；最后根据经验公式求出合适的PID参数。衰减曲线法先将比例度设置为一个较大值，然后逐步减小比例度，同时加大积分时间常数，使系统响应出现衰减振荡；此时的比例度和积分时间常数即为合适的PID参数；最后加入微分调节，提高系统响应速度。要点三PID参数整定方法及实例演示03PLC实现PID控制策略PID算法原理PLC内置PID功能PID自整定技术介绍比例、积分、微分三环节的作用及调节规律，以及PID控制参数的整定方法。讲解PLC内置PID指令的使用方法，包括PID回路组态、参数设置及调试技巧等。介绍PLC内置PID自整定功能的实现原理及应用场景，提高控制系统的自适应能力。PLC内置PID功能介绍与设置80%80%100%外部调节器与PLC联动实现PID控制根据实际需求选择合适的外部调节器，如智能仪表、变频器等，实现与PLC的数据通信。设计外部调节器与PLC之间的联动控制策略，包括数据交换格式、控制模式切换等。对整个控制系统进行调试和优化，确保PID控制策略的稳定性和准确性。外部调节器选型联动控制策略系统调试与优化温度控制系统设计压力控制系统设计液位控制系统设计实际应用案例：温度、压力等控制系统设计以某液压系统为例，讲解压力控制系统的原理、PLC程序编写及PID调节技巧。针对某化工反应釜，设计液位控制系统，分析系统特点并制定相应的PID控制策略。以某工业窑炉为例，介绍温度控制系统的硬件组成、软件设计及PID参数整定过程。04触摸屏界面设计与监控功能实现01020304界面布局合理色彩搭配协调字体大小适中动画效果适当触摸屏界面设计原则和方法根据触摸屏尺寸和分辨率，选择合适的字体大小，确保用户能够清晰看到界面上的文字信息。采用合适的色彩搭配，使界面看起来舒适、美观，同时突出重要信息。根据工艺流程或操作习惯，将相关功能按键和显示区域进行合理布局，方便用户操作。在界面设计中加入适当的动画效果，可以提高界面的趣味性和吸引力，但不宜过多，以免影响操作速度。触摸屏与PLC之间需要采用相同的通讯协议，如Modbus、Profibus等，确保数据能够正确传输。确定通讯协议根据所选通讯协议，设置相应的通讯参数，如波特率、数据位、停止位等，确保触摸屏与PLC之间的通讯稳定可靠。设置通讯参数在触摸屏软件中建立与PLC中变量相对应的映射关系，确保触摸屏能够正确显示PLC中的实时数据。建立变量映射关系触摸屏与PLC通讯连接设置数据曲线绘制根据实时数据绘制相应的曲线图，可以更加直观地了解设备运行趋势和历史数据变化情况。报警功能实现设定报警阈值，当实时数据超过或低于阈值时，触摸屏界面上显示报警信息，并触发声光报警装置，提醒用户及时处理。实时监控数据显示通过触摸屏界面实时显示PLC采集到的模拟量数据，如温度、压力、流量等，方便用户随时掌握设备运行状态。实时监控数据显示和报警功能实现05故障诊断与排除技巧分享电源故障通信故障模拟量输入/输出故障PID控制故障常见故障类型及原因分析PLC供电异常，导致模块无法正常工作。原因可能包括电源线路短路、保险丝熔断等。PLC与其他设备通信中断，导致数据传输错误。原因可能包括通信线路松动、通信协议不匹配等。模拟量信号失真或无法输出。原因可能包括信号线路干扰、模块损坏等。PID调节失效，导致系统失控。原因可能包括参数设置不当、传感器故障等。通过查看PLC指示灯、监控画面等信息，了解故障的具体表现。观察故障现象针对可能的原因，制定详细的排查方案，包括检查电源、通信线路、模拟量信号等方面。制定排查方案根据故障现象，结合PLC工作原理和电路图，分析可能导致故障的原因。分析故障原因按照排查方案，逐一检查相关设备和线路，找出故障点并进行修复。逐一排查故障01030204故障排查方法和步骤总结定期检查PLC供电线路，确保电源稳定可靠，防止电源故障。定期检查电源线路加强通信线路维护强化模拟量信号防护优化PID参数设置定期检查通信线路连接情况，确保通信畅通，防止通信故障。对模拟量信号线路进行屏蔽和接地处理，减少信号干扰，防止模拟量故障。根据实际情况调整PID参数，确保系统稳定可靠，防止PID控制故障。预防性维护措施建议06实验环节：动手实践，深化理解掌握PLC模拟量输入输出的基本原理和实现方法。实验目的PLC实验箱、模拟量输入输出模块、传感器、变送器等。实验设备搭建实验电路，编写PLC程序，进行模拟量输入输出实验，观察并记录实验结果。实验步骤通过本实验，学生深入理解了PLC模拟量输入输出的基本原理和实现方法，掌握了相关设备的使用方法和注意事项。实验总结实验一：PLC模拟量输入输出实验实验目的实验设备实验步骤实验总结实验二掌握基于PLC的PID控制系统的基本原理和实现方法，了解PID控制算法的应用场景和优势。PLC实验箱、模拟量输入输出模块、传感器、变送器、执行器等。搭建实验电路，编写PLC程序，进行PID控制系统搭建与调试实验，观察并记录实验结果。通过本实验，学生深入理解了基于PLC的PID控制系统的基本原理和实现方法，掌握了PID控制算法的应用场景和优势，提高了解决实际工程问题的能力。实验目的掌握触摸屏界面设计的基本方法和监控功能的实现原理，了解触摸屏在工业自动化控制系统中的应用场景和优势。实验设备触摸屏、PLC实验箱、通