基于PLC的PID温度控制系统设计(附程序代码)
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 ）
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。
《基于软PLC的PID控制系统的设计与实现》
《基于软PLC的PID控制系统的设计与实现》一、引言随着工业自动化程度的不断提高，PID（比例-积分-微分）控制系统在工业生产过程中扮演着越来越重要的角色。
而软PLC （软件可编程逻辑控制器）作为一种新型的控制器，具有灵活、易用、可编程等优点，广泛应用于各种工业控制系统中。
本文将介绍基于软PLC的PID控制系统的设计与实现，旨在提高工业控制系统的性能和可靠性。
二、系统设计1. 需求分析在系统设计阶段，首先需要对系统需求进行全面的分析。
主要包括系统的控制对象、控制目标、系统性能指标等。
基于软PLC的PID控制系统主要用于对工业生产过程中的各种参数进行精确控制，以达到提高产品质量、降低能耗等目的。
2. 系统架构设计系统架构设计是系统设计的关键环节。
基于软PLC的PID控制系统采用分层结构设计，包括人机交互层、控制层和执行层。
人机交互层负责与操作人员进行交互，控制层负责实现PID控制算法，执行层负责与被控对象进行交互。
3. PID控制算法设计PID控制算法是系统的核心部分。
通过调整比例、积分和微分三个参数，使系统达到最佳的控制效果。
在算法设计过程中，需要考虑系统的稳定性、快速性、准确性等指标。
同时，为了适应不同控制对象的需求，系统支持多种PID控制算法的选择和切换。
三、系统实现1. 软PLC平台选择与搭建选择合适的软PLC平台是实现系统的基础。
根据系统需求和性能要求，选择具有良好可编程性、稳定性和扩展性的软PLC平台。
在搭建过程中，需要配置适当的硬件设备，如I/O模块、通信模块等，以保证系统的正常运行。
2. PID控制算法编程实现在软PLC平台上，使用编程语言（如梯形图、指令表等）实现PID控制算法。
在编程过程中，需要注意算法的逻辑性、可读性和可维护性。
同时，为了方便调试和优化，系统支持在线编程和离线仿真功能。
3. 系统调试与优化在系统实现后，需要进行系统调试和优化。
通过调整PID参数、检查程序逻辑等方式，确保系统达到预期的控制效果。
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。
基于PLC的自整定PID温度控制设计(论文)
毕业设计（论文）题目：基于PLC的自整定PID温度控制设计学生：指导老师：许思猛系别：电子信息与电气工程系专业：电气工程及其自动化班级：电气0702学号：020*******2011年6月福建工程学院本科毕业设计(论文)作者承诺保证书本人郑重承诺：本篇毕业设计(论文)的内容真实、可靠。
如果存在弄虚作假、抄袭的情况，本人愿承担全部责任。
学生签名：年月日福建工程学院本科毕业设计(论文)指导教师承诺保证书本人郑重承诺：我已按有关规定对本篇毕业设计(论文)的选题与内容进行了指导和审核，该同学的毕业设计（论文）中未发现弄虚作假、抄袭的现象，本人愿承担指导教师的相关责任。
指导教师签名：年月日目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1课题的背景和意义 (1)1.2 PID参数整定方法的发展现状 (1)1.3模糊控制发展现状 (2)1.4温度控制系统的发展现状 (2)1.5论文的主要内容及组织结构 (3)2 PID控制 (4)2.1 PID控制原理 (4)2.2 PID 三个参数的调节作用 (5)2.3 PID 参数整定算法的温度控制系统研究 (6)2.3.1 PID 参数整定的概念 (6)2.3.2 PID控制器参数对控制性能的影响 (6)2.3.3 PID 参数整定的方法 (7)3 基于模糊控制的PID参数整定 (9)3.1模糊控制 (9)3.1.1模糊控制系统的组成 (9)3.1.2模糊控制器的设计方法 (9)3.2模糊PID参数自整定原理 (10)3.3 模糊PID参数自整定设计 (11)4模糊PID参数自整定控制的PLC 实现 (15)4.1可编程控制器及实验配置 (15)4.1.1可编程控制器的概述 (15)4.1.2可编程控制器的基本组成 (16)4.1.3实验配置和软件环境 (16)4.2 模糊PID 控制的PLC 实现 (17)4.2.1 程序设计流程 (17)4.2.2 输入量等级量化的梯形图设计 (18)4.2.3 模糊控制表程序 (19)4.2.4 反模糊化程序 (20)4.2.5 参数可调的PID 运算程序 (21)5组态软件设计以及系统分析 (23)5.1组态王软件概述 (23)5.2监控系统功能设计 (23)5.2.1 组态软件的设计要求 (23)5.2.2 组态功能设计 (23)5.3组态界面设计 (24)5.4 组态测试 (25)5.5 曲线分析 (25)6 总结与展望 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录基于PLC的自整定PID温度控制设计摘要温度是各种工业生产和科学实验中最普遍、也是最重要的热工参数之一。
基于PLC的PID恒温控制系统
基于PLC的PID恒温控制系统随着现代工业发展的不断进步，基于PLC的PID恒温控制系统得到了广泛的应用，尤其在生产过程中，精确的控制温度可以提高生产效率和产品质量。
本文将介绍基于PLC的PID恒温控制系统的工作原理、实现步骤和优劣势。
PID恒温控制系统是通过对温度信号进行反馈控制，实现对温度自动调节的一种控制方法。
其中PID控制器是控制器的核心部分，负责根据温度偏差、偏差变化率和偏差积分来输出控制信号。
PLC是一种集成了数字电子、计算机和控制器功能的自动化控制设备，可以实现对工业生产过程的自动化控制。
基于PLC的PID恒温控制系统的工作原理是将PID 控制器嵌入到PLC中，通过对温度传感器测得的温度信号进行处理，计算出对应的控制输出信号，然后通过控制器输出端口控制加热器或制冷器等执行机构来调节温度。
1. 选择合适的PLC型号和温度传感器型号，根据生产现场要求进行调试和安装。
2. 根据温度传感器测得的温度信号，将信号通过输入模块输入到PLC中，进行信号处理和转换。
3. 在PLC中编制PID控制算法，将输出信息通过输出模块输出到执行机构，如电热管或冷却器，以达到恒温的目的。
4. 设置合理的PID参数，包括比例系数、积分时间和微分时间等，以达到良好的控制性能和稳定性。
5. 对系统进行调试和测试，根据测试结果进行适当调整，最终达到理想的温度控制效果。
1. 处理速度快，响应速度高，可以实现高 frequency 的数据处理和控制。
2. 可以通过编程实现复杂的控制算法，灵活度高。
3. PLC具有丰富的通讯接口和网关，方便与其他设备进行互联。
4. 具有较高的可靠性和稳定性，适用于长时间运行和恶劣的工业生产环境。
1. 需要进行编程和算法调优，对技术人员的技能要求较高。
2. 系统成本较高，需要进行设备选型和布局设计。
3. 对于一些特殊的传感器和执行机构，可能需要额外的设备接口和控制模块。
综上所述，基于PLC的PID恒温控制系统在现代工业生产中具有重要的应用价值，但需要根据实际情况进行合理的选型和布局设计，并通过技术方法进行控制算法的调整和优化，以达到理想的控制效果。
基于PLC的PID温度控制系统设计(附程序代码)
基于PLC的PID温度控制系统设计（附程序代码）摘要自动控制系统在各个领域尤其是工业领域中有着及其广泛的应用，温度控制是控制系统中最为常见的控制类型之一。
随着PLC技术的飞速发展，通过PLC对被控对象进行控制日益成为今后自动控制领域的一个重要发展方向。
温度控制系统广泛应用于工业控制领域，如钢铁厂、化工厂、火电厂等锅炉的温度控制系统。
而温度控制在许多领域中也有广泛的应用。
这方面的应用大多是基于单片机进行PID 控制, 然而单片机控制的DDC 系统软硬件设计较为复杂, 特别是涉及到逻辑控制方面更不是其长处, 然而PLC 在这方面却是公认的最佳选择。
根据大滞后、大惯性、时变性的特点，一般采用PID调节进行控制。
随着PLC功能的扩充，在许多PLC 控制器中都扩充了PID 控制功能, 因此在逻辑控制与PID控制混合的应用场所中采用PLC控制是较为合理的。
本设计是利用西门子S7-200PLC来控制温度系统。
首先研究了温度的PID调节控制，提出了PID的模糊自整定的设计方案，结合MCGS监控软件控制得以实现控制温度目的。
关键词:PLC;PID;温度控制沈阳理工大学课程设计论文目录1 引言...................................................................... (1)1.1 温度控制系统的意义...................................................................... .. (1)1.2 温度控制系统背景...................................................................... .................. 1 1.3 研究技术介绍...................................................................... .. (1)1.3.1 传感技术...................................................................... (1)1.3.2PLC .................................................................... . (2)上位机...................................................................... ............................1.3.3 31.3.4 组态软件...................................................................... ........................ 3 1.4 本文研究对象...................................................................... .. (4)2 温度PID控制硬件设计...................................................................... (5)2.1 控制要求...................................................................... .................................. 5 2.2 系统整体设计方案...................................................................... .................. 5 2.3 硬件配置...................................................................... . (6)2.3.1 西门子S7-200CUP224 ................................................................. .. (6)2.3.2 传感器...................................................................... . (6)2.3.3 EM235模拟量输入模块.....................................................................72.3.4 温度检测和控制模块...................................................................... .... 8 2.4 I/O分配表 ..................................................................... ................................ 8 2.5 I/O接线图 ..................................................................... .. (8)3 控制算法设计...................................................................... .. (9)3.1 P-I-D控制...................................................................... .............................. 9 3.2 PID回路指令 ..................................................................... .. (11)3.2.1 PID算法 ..................................................................... .. (11)3.2.2 PID回路指令 ..................................................................... (14)3.2.3 回路输入输出变量的数值转换 (16)3.2.4 PID参数整定 ..................................................................... (17)4 程序设计...................................................................... .. (19)4.1 程序流程图...................................................................... .............................. 19 4.2 梯形图...................................................................... .. (19)I沈阳理工大学课程设计论文5 调试...................................................................... . (23)5.1 程序调试...................................................................... .. (23)5.2 硬件调试...................................................................... .. (23)结束语...................................................................... .................................................... 24 附录程序代码...................................................................... ........................................ 25 参考文献...................................................................... (27)II沈阳理工大学课程设计论文1引言1.1 温度控制系统的意义温度及湿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。
基于S7—200PLC的食品杀菌温度PID控制系统设计
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采样检测 ，除此之外 ，还要 对采样 值进行 ＰＤ运算 ， Ｉ
根据运算结果 ， 形成对模拟量 的控制作用 ． Ｓ — ０ 在 ７ ２０
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅｐ ｐ ｒ ｓａｍｅ ｔ ｅ ｅ ａｕ ｅｃ ｎ ｒ ｌ ｈ ｃ ａ ｄ ｉ ｏ ｄ ｄ ｓｎ ｅ ｔ ｎ． ｕ ｏｖ ｄ ｂ Ｉ ｏ ｔ ｌ ｒ ｐ ｏ ｉ ｉ ｇ 日ｒ ｃ ： ｈ ａ ｅ ｉ ｄ ａ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｏ ｔｏ ｉｈ ｉ ｈ ｒ ｆｏ ｉｉｆ ｃｉ ｉ ｔ ｗ ｓ ｎ ｏ ｂ ｔ ｌｅ ｙａ Ｐ Ｄ ｃ ｎｒ ｌ ， ｒ ｖｄ ｎ ｓ ｏｅ
Ｍ（＝ ｅ Ｋ ｌ ｔ Ｍ０ Ｋ ｄ／ ｔ Ｋ ＋ 。 ｅ ＋ ＋ ｅｄ ） ｄ ｔ
式 中，第一项 为 比例项 。最后一项 为微分项 ，
Ｐ Ｃ 中，通过 ＰＤ 回路指令处理模拟量的控制是非 Ｌ Ｉ
常方便的 ．对于食品杀菌温度的控制选 用 Ｐ Ｃ中的 Ｌ
中间两项为积分项 ．ｅ是给定值与被控制变量之差 ，
第 ７卷
第 １期
邵阳学院学报 （ 自然 科 学 版 ） Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ｈ ｏｙ ｎ ｎｖ ｒｉ Ｎ ｔｒｌ ｃｅ ｃ ｄｔ ｎ） ｏ ｒａ ｏ ａ ａ ｇＵ ｉ ｓｔ Ｓ ｅ ｙ（ ａｕａ Ｓ ｉｎ ｅＥ ｉ ｉ ｏ
ＶＯ ． ＮＯ １ Ｉ７ ．
Ｍ ａ ．２ ０ ｒ ０１
ＰＩ ａｌｏ ｉｈ ａ ｓ ｇ Ｈ Ｄ ｒ ｃ ｉｅ ｉ ７— ０ ｃ． ｅ ａ ｔｃｅ ｄ ｓ ｕｓ ｅ ｈｅｗｈ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓ ｄ ｖ ｓ ｄ ｏ Ｄ ｏ ｔｏｌｒｉ ｏ ｄ Ｄ ｇ ｒｔ ｍ ｎｄ ｕ ａ ｅＯ ＰＩ ｄｉｅ ｔｖ ｎ Ｓ ２０ ｐｌ Ｔｈ ｒｉ ｌ ｉｃ ｓ ｓｔ ｏｌ ｒ ｃ ｓ ｅ ｉｅ ｎ ＰＩ ｃ ｎｒ ｌ ｎｆ ｏ ｅ