PLC在温度监测控制系统中应用.docx
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PLC在温度监测控制系统中应用
课题:
PLC在温度监测与控制系统中的应用
1.工艺过程
在工业生产自动控制中,为了生产安全或为了保证产品质量,对于温度,压力,流量,成分,速度等一些重要的被控参数,通常需要进展自动监测,并根据监测结果进展相应的控制,以反复提醒操作人员注意,必要时采取紧急措施。
温度是工业生产对象中主要的被控参数之一。
本设计以一个温度监测与控制系统为例,来说明PLC在模拟量信号监测与控制中的应用问题。
2.系统控制要求
PLC在温度监测与控制系统中的逻辑流程图如下列图:
具体控制要求如下:
将被控系统的温度控制在50度-60度之间,当温度低于50度或高于60度时,应能自动进展调整,当调整3分钟后仍不能脱离不正常状态,如此应采用声光报警,以提醒操作人员注意排除故障。
系统设置一个启动按纽-启动控制程序,设置绿,红,黄3个指示灯来指示温度状态。
被控温度在要求围,绿灯亮,表示系统运行正常。
当被控温度超过上限或低于下限时,经调整3分钟后仍不能回到正常围,如此红灯或黄灯亮,并有声音报警,表示温度超过上限或低于下限。
在被控系统中设置4个温度测量点,温度信号经变送器变成0~5V的电信号〔对应温度0~100度〕,送入4个模拟量输入通道。
PLC读入四路温度值后,再取其平均值作为被控系统的实际值。
假如被测温度超过允许围,按控制算法运算后,通过模拟两输出通道,向被控系统送出0~10V的模拟量温度控制信号。
PLC通过输入端口连接启动按钮,通过输出端口控制绿灯的亮灭,通过输出端口控制红灯的亮灭,通过输出端口控制黄灯的亮灭。
系统要求温度控制在50度~60度的围,为了控制方便,设定一个温度较佳值〔此题设为50度〕,并以此作为被控温度的基准值。
另外,还需要设定输出控制信号时的调节基准量,正常情况下,输出基准量时被控制温度接近较佳值。
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根本上属于一阶滞后环节,在控制算法上可以采用PLD控制或在林算法。
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〕控制算法进展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M71产生的初始化脉冲进展初始化,包括将温度较佳值和基准调节存入有关数据存放器,使计时用的两个计数器复位。
按启动按钮〔X500〕,控制系统投入运行。
采样时间到,如此将待测的四点温度值读入PLC,然后按算术平均的方法求出四点温度的平均值Q。
将Q与Qmax〔温度允许上限〕比拟,假如也未低于下限,如此说明温度正常,等待下一次采样。
假如Q﹥Qmax,进展上限处理:
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,假如调节时间太长,进展声光〔红灯亮〕;假如调节时间未到3分钟,如此准备下次继续采样与调节。
当采样温度低于下限,即Q<Qmax时,进展下限处理:
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,假如调节时间太长,进展声光〔黄灯亮〕;假如调节时间未到3分钟,如此准备下次继续采样与调节。
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:
模块号
输入端子号
输出端子号
地址号
信号名称
说明
CPU226
1
总启动开关,
按扭
1
加热器输出,
加温
2
红灯,〞1〞有效
指示灯
3
绿灯,〞1〞有效
指示灯
4
黄灯,〞1〞有效
指示灯
EM222
1
总停止开关,
按扭
1
喇叭输出,〞1〞有效
声报警器
EM235
1
AIW0
远程电压输入1
2
AIW2
远程电压输入2
3
AIW4
远程电压输入3
4
AIW6
远程电压输入4
1
AQW0
远程电压输出1
控制系统的序号,名称,地址,注释如表:
序号
名称
地址
注释
序号
名称
地址
注释
1
总启动开关
上升沿有效
14
过程变量
VD0
32BIT
2
总停止开关
上升沿有效
15
设定值
VD4
32BIT
3
加热器
“1〞有效
16
偏差值
VD8
32BIT
4
红灯
“1〞有效
17
增益
VD12
32BIT
5
绿灯
“1〞有效
18
采样时间
VD16
32BIT
6
黄灯
“1〞有效
19
积分时间
VD20
32BIT
7
喇叭
“1〞有效
20
微分时间
VD24
32BIT
8
远程电压输入1
AIW0
12BIT
21
积分前项
VD28
32BIT
9
远程电压输入2
AIW2
12BIT
22
过程前值
VD32
32BIT
10
远程电压输入3
AIW4
12BIT
23
运行标志
“1〞有效
11
远程电压输入4
AIW6
12BIT
24
平均值
VD40
32BIT
12
电压信号输出1
AQW0
12BIT
25
PID输出
VW40
12BIT
13
PID表首地址
VB0
8BIT
26
参照西门子ST-200产品目录与市场实际价格,选用主机为CPU222〔8/6继电器输出〕一台,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系统的配置如下列图。
电气控制系统原理图包括主电路图,控制电路图与PLC外围接线图。
1)主电路图
如下列图为电控系统主电路。
一台加热器为M1。
接触器KM1控制着M1正常运行,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,VVVF为简单的一般变频器。
2)控制电路图
如下列图,
3)PLC外围接线图
1〕主程序OB1
SQ0.1,1
SQ0.3,1
SM0.1,1
SM0.0,1
CALLSBR_0
ALD
TONT101,1800
5.定时到还不在规定围如此报警.
AT101
LPS
SQ0.2,1
SQ0.5,1
RQ0.3,1
LPP
SQ0.4,1
SQ0.5,1
RQ0.3,1
RM0.1,1
RQ0.1,1
RQ0.2,1
RQ0.3,1
RQ0.4,1
RQ0.5,1
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
3〕取实际温度变量
1.四温度传感器电压值送存
MOVWAIW0,VW0
MOVWAIW2,VW2
MOVWAIW4,VW4
MOVWAIW6,VW6
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
PIDVB0,0
MOVRVD8,AC0
*R32000.0,AC0
ROUNDAC0,AC0
DTIAC0,VW40
MOVWVW40,AQW0
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