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，为了生产平安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，则应采用声光报警，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*围内，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，则红灯或黄灯亮，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05V的电信号对应温度0100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。假设被测温度超过允许*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010V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*围内，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*500，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，然后按算术平均的方法求出四点温度的平均值Q。将Q与Qma*温度允许上限比拟，假设也未低于下限，则说明温度正常，等待下一次采样。假设QQma*，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，假设调节时间太长，进展声光红灯亮；假设调节时间未到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QQma*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，假设调节时间太长，进展声光黄灯亮；假设调节时间未到3分钟，则准备下次继续采样及调节。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:模块号输入端子号输出端子号地址号信号名称说明CPU2261I0.0总启动开关,按扭1Q0.1加热器输出, 加温2Q0.2红灯,1”有效指示灯3Q0.3绿灯, 1”有效指示灯4Q0.4黄灯, 1”有效指示灯EM2221I0.1总停顿开关, 按扭1Q0.5喇叭输出, 1”有效声报警器EM2351AIW0远程电压输入12AIW2远程电压输入23AIW4远程电压输入34AIW6远程电压输入41AQW0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I0.0上升沿有效14过程变量VD032BIT2总停顿开关I0.1上升沿有效15设定值VD432BIT3加热器Q0.1“1”有效16偏差值VD832BIT4红灯Q0.2“1”有效17增益VD1232BIT5绿灯Q0.3“1”有效18采样时间VD1632BIT6黄灯Q0.4“1”有效19积分时间VD2032BIT7喇叭Q0.5“1”有效20微分时间VD2432BIT8远程电压输入1AIW012BIT21积分前项VD2832BIT9远程电压输入2AIW212BIT22过程前值VD3232BIT10远程电压输入3AIW412BIT23运行标志M0.0“1”有效11远程电压输入4AIW612BIT24平均值VD4032BIT12电压信号输出1AQW012BIT25PID输出VW4012BIT13PID表首地址VB08BIT264.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CPU2228/6继电器输出一台，加上一台扩展模块EM2228继电器输出，再扩展一个模拟量模块EM2354AI/1AO。这样的配置是最经济的。整个PLC系统的配置如下图。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） 主电路图如下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 如下图，3） PLC外围接线图6.主程序及梯形图1主程序OB11.总启动与总停顿LD SM0.0A I0.0S Q0.1, 12.正常*围显示LD SM0.0AR= VD40, 2.5S Q0.3, 1S M0.1, 13.调用子程序0以便控制LD I0.0S M0.0, 1CALL SBR_04.超过上下限启动定时器LD M0.0LDR VD40, 3.0ALDA M0.1TON T101, 18005.定时到还不在规定*围内则报警.LD SM0.0A T101LPSAR VD40, 3.0S Q0.2, 1S Q0.5, 1R Q0.3, 1LPPAR VD40, 2.5S Q0.4, 1S Q0.5, 1R Q0.3, 16.正常情况下的指示LD SM0.0A I0.1R M0.1, 1R Q0.1, 1R Q0.2, 1R Q0.3, 1R Q0.4, 1R Q0.5, 12设计PID参数LD M0.0MOVR 2.75, VD4MOVR 2.0, VD12MOVR 1.0, VD16MOVR 0.0, VD20MOVR 0.0, VD24MOVB 100, SMB34ATCH INT_0, 10ENI3取实际温度变量1. 四温度传感器电压值送内存LD SM0.0MOVW AIW0, VW0MOVW AIW2, VW2MOVW AIW4, VW4MOVW AIW6, VW62.温度实际电压值送内存LD SM0.0MOVW VW0, VW8+I VW2, VW8MOVW VW4, VW10+I VW6, VW10MOVW VW8, VW12+I VW10, VW12MOVW VW12, VW14/I +4, VW14ITD VW14, VD404PID调节与输出1. 得到过程变量VD0LD M0.0CALL SBR_1MOVD VD40, AC0DTR AC0, AC0/R 32000.0, AC0MOVR AC0, VD02.VB0号PID表LD SM0.0PID VB0, 03.PID调节输出LD SM0.0MOVR VD8, AC0*R 32000.0, AC0ROUND AC0, AC0DTI AC0, VW40MOVW VW40, AQW0. z.