PID温度控制的PLC程序设计
基于PLC的温度PID-模糊控制系统设计与仿真

实现对温度 的控制 , 并且使其算法在 P C中通过软件 L
来实现 。
1 控 制器 的设计
1 1 总 体设 计 方 案 . .
Байду номын сангаас
对于温度控制系统 , 由于受控系统对控制量 的作 用反应较慢 , 工程上通常使用一阶惯性时滞模 型作 为 其系统模型 。由于实际生产过程给定值假设为 , 在
2l 0 1年 6月
农 机 化 研 究
第 6期
基 于 P C 的 温 度 P 一模 糊 控 制 系 统 设 计 与 仿 真 k I D
陈水生 ,孟庆髫
( . 江康 恩 贝制 药 股 份 有 限公 司 ,浙 江 兰溪 3 1 0 1浙 2 9;2石 河 子 大学 机 械 电气 工程 学 院 ,新 疆 石 河 子 1 摘 820 3 0 0)
收稿 日期 :2 1 0 0—0 8—1 7
通常在语 言变量 的论 域上将 其划 分为有 限 的 几档 , 可将 E,C和 划分为负大 、 E 负中、 负小 、 、 零 正 小 、 中和正 大 , 用 简化 表示 为 { B N N , E 正 使 N , M, S Z ,
P ,M,B} 因此 , SP P 。 一般 情 况 下 输 入 变 量 取 7个 量 化
等级即可满足控制精度 。若选择较多 的档 , 即对每一 个变量用 较 多 的状态 来描 述 , 定规 则 时就 比较 灵 制 活 , 则也 比较 细致 , 相 应 的规则便 多 了 , 规 但 变复 杂 了, 编制程序就 比较 困难 , 占用的 内存储器容量较 多;
基金项 目 :国家 自然科 学基金项 目( 0 6 0 2 664 0 )
用PLC构成温度的检测和控制系统,接线图及原理图

用PLC构成温度的检测和控制系统,接线图及原理图如图40,41所示。
1. 控制要求
温度控制原理:通过电压加热电热丝产生温度,温度再通过温度变送器变送为电压。
加热电热丝时根据加热时间的长短可产生不一样的热能,这就需用到脉冲。
输入电压不同就能产生不一样的脉宽,输入电压越大,脉宽越宽,通电时间越长,热能越大,温度越高,输出电压就越高。
PID闭环控制:通过PLC+A/D+D/A实现PID闭环控制,接线图及原理图如图40,41所示。
比例,积分,微分系数取得合适系统就容易稳定,这些都可以通过PLC软件编程来实现。
参数整定找最佳,从小到大顺序查
先是比例后积分,最后再把微分加
曲线振荡很频繁,比例度盘要放大
曲线漂浮绕大湾,比例度盘往小扳
曲线偏离回复慢,积分时间往下降
曲线波动周期长,积分时间再加长
曲线振荡频率快,先把微分降下来
动差大来波动慢。
微分时间应加长
理想曲线两个波,前高后低4比1
一看二调多分析,调节质量不会低
2. 程序设计
如图42所示梯形图模拟量模块以EM235或EM231+EM232为例。
图42 PID控制梯形图
图42(续)
图40 温度检测和控制示意图图41 PID控制示意图。
基于PLC的温度控制系统的设计

1 引言1.1 设计目的温度的测量和控制对人类日常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。
在许多场合,及时准确获得目标的温度、湿度信息是十分重要的。
近年来,温湿度测控领域发展迅速,并且随着数字技术的发展,温湿度的测控芯片也相应的登上历史的舞台,能够在工业、农业等各领域中广泛使用。
1.2 设计内容主要是利用PLC S7-200作为可编程控制器,系统采用PID控制算法,手动整定或自整定PID参数,实时计算控制量,控制加热装置,使加热炉温度为为一定值,并能实现手动启动和停止,运行指示灯监控实时控制系统的运行,实时显示当前温度值。
1.3 设计目标通过对温度控制的设计,提高在电子工程设计和实际操作方面的综合能力,初步培养在完成工程项目中所应具备的基本素质和要求。
培养团队精神,科学的、实事求是的工作方法,提高查阅资料、语言表达和理论联系实际的技能。
2 系统总体方案设计2.1 系统硬件配置及组成原理2.1.1 PLC型号的选择本温度控制系统采用德国西门子S7-200 PLC。
S7-200 是一种小型的可编程序控制器,适用于各行各业,各种场合中的检测、监测及控制的自动化。
S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中,或相连成网络皆能实现复杂控制功能。
因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。
2.1.2 PLC CPU的选择S7-200 系列的PLC有CPU221、CPU222、CPU224、CPU226等类型。
S7-200PLC 硬件系统的组成采用整体式加积木式,即主机中包括定数量的I/O端口,同时还可以扩展各种功能模块。
S7-200PLC由基本单元(S7-200 CPU模块)、扩展单元、个人计算机(PC)或编程器,STEP 7-Micro/WIN编程软件及通信电缆等组成。
表2.1 S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元本设计采用的是CUP226。
它具有24输入/16输出共40个数字量I/O点。
S7-200中的PID控制(温度控制举例)

Slide 12
1
PID温度控制示例-实现过程
通过PID向导配置PID回路 PID相关指令及回路表 通过文本显示向导配置TD200C显示屏 编写程序
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1
实现过程-通过PID向导配置PID回路
步骤
1 进入PID配置向导
2选择要配置的PID回路
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6
PID温度控制示例
提纲
PID控制理论简介 PID温度控制示例
工作原理 任务目标 实现过程
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7
S7-200 PID 温度控制
PID温度控制示例
工作原理 任务目标 实现过程
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8
PID温度控制示例-工作原理
PID温度控制系统是一个闭环系统,由 PLC的输出控制加热器对热电阻的加热 程度.
1. 选择一个未使用的V存储区来存放模块的配置信息,可 以点击“建议地址”按钮,让系统来选定一个合适的存 储区。这里PID回路存储区的首地址为VB400。
2. 点击“下一步”按钮。
Slide 20
2
配置PID回路-步骤7:指定子程序和中断程序
1. 为向导子程序和中断程序命名。 2. 点击“下一步”按钮。
相关指令
通过向导完成对PID回路的 配置后回生成子程序 “PIDx_INIT”。
Slide 24
2
PID相关指令及回路表- PIDx_INIT指令
PIDx_INIT 指令根据在PID向导中设 置的输入和输出执行 PID 功能。 每次扫描均调用该指令。
PIDx_INIT 指令的输入和输出取决 于在PID 向导中所作的选择。例 如,如果选择“增加PID手动控制 ”功能则在指令中将显示 Auto_Manual(自动/手动切换)和 ManualOutput(手动模式下的输出 值)输入,如果在 PID 向导的“ 回路报警选项”屏幕中选择“使 能低限报警(PV)”,则在指令 中将显示LowAlarm(低限报警) 输出。
三菱PID控制实例

三菱PLC与FX2N-4AD-TC实现温度PID闭环控制系统得学习参考。
风机鼓入得新风经加热交换器、制冷交换器、进入房间。
原理说明:进风不断被受热体加温,欲使进风维持一定得温度,这就需要同时有一加热器以不同加热量给进风加热,这样才能保证进风温度保持恒定。
plc接线图如下,按图接好线。
配线时,应使用带屏蔽得补偿导线与模拟输入电缆配合,屏蔽一切可能产生得干扰。
fx2n-4ad-tc得特殊功能模块编号为0。
输入与输出点分配表这里介绍pid控制改变加热器(热盘管)得加热时间从而实现对温度得闭环控制。
在温度控制系统中,电加热器加热,温度用热电耦检测,与热电耦型温度传感器匹配得模拟量输入模块 fx2n-4ad-tc将温度转换为数字输出,cpu将检测得温度与温度设定值比较,通过plc得pid控制改变加热器得加热时间从而实现对温度得闭环控制。
pid控制时与自动调谐时电加热器得动作情况如上图所示。
其参数设定内容如下表所示。
三菱plc与fx2n-4ad-tc实现温度pid闭环控制系统程序设计:用选择开关置x10作为自动调谐控制后得pid控制,用选择开关置x11作为无自动调谐得pid控制。
当选择开关置x10时,控制用参数得设定值在pid运算前必须预先通过指令写入,见图程序0步开始,m8002为初始化脉冲,用mov指令将目标值、输入滤波常数、微分增益、输出值上限、输出值下限得设定值分别传送给数据寄存器d500、d512、d515、d532、d533。
程序第26步,使m0得电,使用自动调谐功能就是为了得到最佳pid控制,自动调谐不能自动设定得参数必须通过指令设定,在第29步~47步之间用mov指令将自动调谐用得参数(自动调谐采用时间、动作方向自动调谐开始、自动调谐用输出值)分别传送给数据寄存器d510、d511、d502。
程序第53步开始,对fx2n-4ad-tc进行确认、模式设定,且在plc运行中读取来自fx2n-4ad-tc 得数据送到plc得d501中,103步开始对pid动作进行初始化。
基于PLC的温度控制系统的设计

1 引言1.1 设计目的温度的测量和控制对人类平常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。
在许多场合,及时准确获得目的的温度、湿度信息是十分重要的。
近年来,温湿度测控领域发展迅速,并且随着数字技术的发展,温湿度的测控芯片也相应的登上历史的舞台,可以在工业、农业等各领域中广泛使用。
1.2 设计内容重要是运用PLC S7-200作为可编程控制器,系统采用PID控制算法,手动整定或自整定PID参数,实时计算控制量,控制加热装置,使加热炉温度为为一定值,并能实现手动启动和停止,运营指示灯监控实时控制系统的运营,实时显示当前温度值。
1.3 设计目的通过对温度控制的设计,提高在电子工程设计和实际操作方面的综合能力,初步培养在完毕工程项目中所应具有的基本素质和规定。
培养团队精神,科学的、实事求是的工作方法,提高查阅资料、语言表达和理论联系实际的技能。
2 系统总体方案设计2.1 系统硬件配置及组成原理2.1.1 PLC型号的选择本温度控制系统采用德国西门子S7-200 PLC。
S7-200 是一种小型的可编程序控制器,合用于各行各业,各种场合中的检测、监测及控制的自动化。
S7-200系列的强大功能使其无论在独立运营中,或相连成网络皆能实现复杂控制功能。
因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。
2.1.2 PLC CPU的选择S7-200 系列的PLC有CPU221、CPU222、CPU224、CPU226等类型。
S7-200PLC 硬件系统的组成采用整体式加积木式,即主机中涉及定数量的I/O端口,同时还可以扩展各种功能模块。
S7-200PLC由基本单元(S7-200 CPU模块)、扩展单元、个人计算机(PC)或编程器,STEP 7-Micro/WIN编程软件及通信电缆等组成。
表2.1 S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元本设计采用的是CUP226。
它具有24输入/16输出共40个数字量I/O点。
欧姆龙PLC 编程语言的设计与应用PID实例

欧姆龙PLC 编程语言的设计与应用PID实例1 引言在PLC中有多种程序设计语言,如梯形图语言、布尔助记符语言、功能表图语言、功能模块图语言及结构化语句描述语言等。
梯形图语言和布尔助记符语言是基本程序设计语言,它通常由一系列指令组成,用这些指令可以完成大多数简单的控制功能,例如,代替继电器、计数器、计时器完成顺序控制和逻辑控制等。
通过扩展或增强指令集,它们也能执行其它的基本操作。
功能表图语言和语句描述语言是高级的程序设计语言,它可根据需要去执行更有效的操作,例如,模拟量的控制,数据的操纵,报表的报印和其他基本程序设计语言无法完成的功能。
功能模块图语言采用功能模块图的形式,通过软连接的方式完成所要求的控制功能,它不仅在PLC中得到了广泛的应用,在集散控制系统的编程和组态时也常常被采用。
由于它具有连接方便、操作简单、易于掌握等特点,为广大工程设计和应用人员所喜爱。
2 常用的程序设计语言分类根据PLC应用范围,程序设计语言可以组合使用,常用的程序设计语言有以下几种:(1) 梯形图(Ladder Diagram)程序设计语言梯形图程序设计语言是用梯形图的图形符号来描述程序的一种程序设计语言。
采用梯形图程序设计语言,这种程序设计语言采用因果关系来描述事件发生的条件和结果,每个梯级是一个因果关系。
在梯级中,描述事件发生的条件表示在左面,事件发生的结果表示在右面。
梯形图程序设计语言是最常用的一种程序设计语言,它来源于继电器逻辑控制系统的描述。
在工业过程控制领域,电气技术人员对继电器逻辑控制技术较为熟悉。
因此,由这种逻辑控制技术发展而来的梯形图受到欢迎,并得到广泛的应用。
梯形图程序设计语言的特点是:·与电气操作原理图相对应,具有直观性和对应性;·与原有继电器逻辑控制技术相一致,易于撑握和学习;·与原有的继电器逻辑控制技术的不同点是:梯形图中的能流(Power FLow)不是实际意义的电流,内部的继电器也不是实际存在的继电器,因此应用时需与原有继电器逻辑控制技术的有关概念区别对待;·与布尔助记符程序设计语言有一一对应关系,便于相互转换和程序检查。
plc自己编写pid案例

plc自己编写pid案例在工业自动化控制领域,PID控制器是一种常见的控制方式,它可以通过对系统的反馈信号进行比例、积分和微分运算,来实现对系统的稳定控制。
在PLC编程中,我们经常需要编写PID控制的程序来实现对温度、压力、流量等参数的精确控制。
下面,我将以一个温度控制的案例来介绍如何在PLC中编写PID控制程序。
首先,我们需要明确PID控制器的工作原理。
PID控制器根据系统的误差信号,分别进行比例、积分和微分运算,然后将这三个部分的输出相加,得到最终的控制量。
比例部分决定了控制量与误差的线性关系,积分部分可以消除稳态误差,微分部分可以抑制系统的振荡。
在PLC编程中,我们可以利用PID指令来实现PID控制。
首先,我们需要定义输入输出变量,比如温度传感器的输入变量和加热元件的输出变量。
然后,我们需要设置PID控制器的参数,包括比例系数、积分时间、微分时间等。
接下来,我们可以使用PID指令来进行PID计算,并将计算结果输出到加热元件,从而实现对温度的精确控制。
下面,我将以一个温度控制的案例来具体介绍如何在PLC中编写PID控制程序。
假设我们需要控制一个恒温箱的温度,使其保持在设定的目标温度。
首先,我们需要接入一个温度传感器,将传感器的输出信号作为PID控制器的输入。
然后,我们需要接入一个加热元件,将PID控制器的输出信号作为加热元件的控制信号。
接下来,我们需要在PLC中定义温度传感器的输入变量和加热元件的输出变量,并设置PID控制器的参数,比如比例系数为0.1、积分时间为10秒、微分时间为5秒。
最后,我们可以使用PID指令来进行PID计算,并将计算结果输出到加热元件,从而实现对恒温箱温度的精确控制。
在实际编写PID控制程序时,我们需要注意以下几点。
首先,需要根据实际系统的特性来调整PID控制器的参数,比如根据系统的惯性和时间常数来确定积分时间和微分时间。
其次,需要考虑系统的稳定性和抗干扰能力,可以通过合理设置PID参数和添加滤波器来提高系统的性能。
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PID温度控制的PLC程序设计
温度控制是许多机器的重要的构成部分。
它的功能是将温度控制在所需要的温度范围内,然后进行工件的加工与处理。
PID控制系统是得到广泛应用的控制方法之一。
在本文中,将详细讲叙本套系统。
l 系统组成
本套系统采用Omron的PLC与其温控单元以及Pro-face的触摸屏所组成。
系统包括CQM1H-51、扩展单元TC-101、GP577R以及探温器、加热/制冷单元。
l 触摸屏画面部分(见图1-a)
1-a
如图所见,数据监控栏内所显示的002代表现在的温度,而102表示输出的温度。
如按下开始设置就可设置参数。
需要设置的参数有六个,分别是比例带、积分时间、微分时间、滞后值、控制周期、偏移量。
它们在PLC的地址与一些开关的地址如下所列。
比例带: DM51
积分时间: DM52
微分时间: DM53
滞后值: DM54
控制周期: DM55
偏移量: DM56
数据刷新: 22905
l PLC程序部分
002:PID的输入字
102:PID的输出字
[NETWORK]
Name="Action Check" //常规检查
[STA TEMENTLIST]
LD 253.13 //常ON
OUT TR0
CMP 002 #FFFF //确定温控单元是否完成初始化
AND NOT 255.06 //等于
OUT 041.15 //初始化完成
LD TR0
AND 041.15
OUT TR1
AND NOT 040.10 //不在参数设置状态
MOV DM0050 102 //将设置温度DM50传送给PID输出字
LD TR1
MOV 002 DM0057 //将002传送到DM57
[NETWORK]
Name="Setting Start"//设置开始
[STA TEMENTLIST]
LD 253.13
OUT TR0
AND 229.05 //触摸屏上的开始设置开关
DIFU 080.05 //设置微分
LD TR0
AND 041.15
AND 080.05
SET 040.01 //开始设置标志位1
SET 040.10 //开始设置标志位2
[NETWORK]
Name="Poportion"//比例带设置
[STA TEMENTLIST]
LD 040.01
OUT TR0
AND NOT 042.01
MOV #C110 102 //读输出边与输入边的比例带CMP 002 #C110 //比较输入字是否变成C110
AND 255.06 //等于
SET 042.01 //设置比例带标志
LD TR0
AND 042.01
MOV DM0051 102 //将比例带的设定值写入输出字CMP 002 DM0051 //是否写入
AND 255.06
RSET 040.01 //复位标志1
RSET 042.01 //复位比例带标志
SET 040.02 //向下继续设置标志
[NETWORK]
Name="Integral"//积分时间设置
[STA TEMENTLIST]
LD 040.02
OUT TR0
AND NOT 042.02
MOV #C220 102 //读输出边与输入边的积分
CMP 002 #C220 //比较输入字是否变成C220
AND 255.06
SET 042.02 //设置积分标志
LD TR0
AND 042.02
MOV DM0052 102 //将积分的设定值写入输出字CMP 002 DM0052 //是否写入
AND 255.06
RSET 040.02
RSET 042.02
SET 040.03 //向下继续设置标志
[NETWORK]
Name="differential"//微分时间设置
[STA TEMENTLIST]
LD 040.03
OUT TR0
AND NOT 042.03
MOV #C330 102 //读输出边与输入边的微分
CMP 002 #C330 //比较输入字是否变成C330 AND 255.06
SET 042.03 //设置微分标志
LD TR0
AND 042.03
MOV DM0053 102 /将微分的设定值写入输出字CMP 002 DM0053 //是否写入
AND 255.06
RSET 040.03
RSET 042.03
SET 040.04 //向下继续设置标志
[NETWORK]
Name="Hysteresis"//滞后值设置
[STA TEMENTLIST]
LD 040.04
OUT TR0
AND NOT 042.04
MOV #C440 102 //读输出边与输入边的滞后值CMP 002 #C440 //比较输入字是否变成C440 AND 255.06
SET 042.04 设置滞后值标志
LD TR0
AND 042.04
MOV DM0054 102 /将滞后值的设定值写入输出字CMP 002 DM0054 //是否写入
AND 255.06
RSET 040.04
RSET 042.04
SET 040.05 //向下继续设置标志
[NETWORK]
Name="Period"//控制周期设置
[STA TEMENTLIST]
LD 040.05
OUT TR0
AND NOT 042.05
MOV #C550 102 //读输出边与输入边的控制周期CMP 002 #C550 //比较输入字是否变成C550
AND 255.06
SET 042.05 //设置控制周期标志
LD TR0
AND 042.05
MOV DM0055 102 将控制周期的设定值写入输出字CMP 002 DM0055 是否写入
AND 255.06
RSET 040.05
RSET 042.05
SET 040.06 //向下继续设置标志
[NETWORK]
Name="Shift"//偏移量设置
[STA TEMENTLIST]
LD 040.06
OUT TR0
AND NOT 042.06
MOV #C660 102 //读输出边与输入边的偏移量
CMP 002 #C660 //比较输入字是否变成C660
AND 255.06
SET 042.06 //设置偏移量标志
LD TR0
AND 042.06
MOV DM0056 102 //将偏移量的设定值写入输出字CMP 002 DM0056 //是否写入
AND 255.06
RSET 040.06
RSET 042.06
SET 040.00
[NETWORK]
Name="Return"//返回
[STA TEMENTLIST]
LD 040.00
OUT TR0
AND NOT 042.00
MOV #C070 102 //读输入边的处理值
CMP 002 #C070 比较输入字变成C070
AND 255.06
SET 042.00 //返回标志
LD TR0
AND 042.00
MOV DM0050 102 将设定温度值写入输出字RSET 040.00
RSET 042.00。