过程控制.doc

1、PLC 应用技术精品课程序设计训练 烟台职业学院电气工程系自动控制教研室 1 过程控制过程控制 过程控制实验的目的是为了进一步了解PLC模拟量输入输出模块的应用， 进一步了解PLC 中 PID 调节指令的应用，并对子程序、中断程序的概念作更深一步的理解。本实验通过一个简 单的水位闭环控制系统及温度闭环控制系统来完成。 恒压供水控制系统恒压供水控制系统 恒压供水控制系统的监控界面如图 8-27 所示。该界面主要用于系统启停控制、系统参数 设置及实时曲线、报警的显示。 一恒压供水控制系统的组成一恒压供水控制系统的组成 恒压供水控制系统的组成框图如图 8-28 所示。图中水位给定由监控界面直接写至

2、PLC 相 关内存，水位信号由静压液位传感器输入到 PLC 的模拟量输入输出模块 EM235 的输入端，经 EM235 转换后存入 PLC 的模拟量输入寄存器 AIWX， 给定与反馈信号经 PLC 软件指令 PID 的 运算后，通过模拟量输入输出模块 EM235 的转换直接输出给变频器的外接给定端子，进而控 制水泵转速，最终使水箱水位保持恒定。 图 8-27 恒压供水控制监控界面 PID 调节器 D/A 转换 V/F 变频器 水泵 供水 水 箱 压力 传感器 A/D 转换 水位 给定 用水 图 8-28 恒压供水系统组成框图 PLC 应用技术精品课程序设计训练 烟台职业学院电气工程系自动控制教

3、研室 2 二恒压供水控制系统的控制二恒压供水控制系统的控制 1 1控制要求控制要求 本系统水位控制的范围在 0 到 320mm ，在此范围内的任意水位要求都可以通过系统的 调节保持恒定不变，其控制精度要能达到给定水位的 95%以上。 2 2PLCPLC 存储器地址分配存储器地址分配 3 3恒压供水系统接线图恒压供水系统接线图 恒压供水系统的接线图如图 8-29 所示。图中虚线部分已连接。 序号 地 址 作 用 序号 地 址 作 用 1 M0.0 变频器投入电源开关 9 VW10 给定输入（mm） 2 M0.1 系统启动按钮 10 VW12 增益值（%） 3 M0.2 系统停止按钮 11 VW1

4、4 积分时间（秒） 4 M0.4 报警确认按钮 12 VW16 微分时间（秒） 5 M0.5 报警试验按钮 13 VW18 采样时间（毫秒） 6 Q0.0 变频器电源接触器 14 VW20 低位报警值（mm） 7 Q0.1 报警信号灯 15 VW22 高位报警值（mm） 8 Q1.1 变频器启动 16 VW24 水位当前值（mm） 1M 1L+ Q0.0 Q0.1 . 2M 2L+ Q1.0 Q1.1 . M M L+ L+ CPU226 KA HL 24G L1 24V L2 L3 FDW AIN AIC M MO L+ VO IO RA A+ A_ EM235 FP3000 型 静压液位

5、变送器 T.VERTER 变频器 24V 电源 M 3 KM 380V 电源 KM KA 220V 电源 图 8-29 恒压供水系统接线图 PLC 应用技术精品课程序设计训练 烟台职业学院电气工程系自动控制教研室 3 4 4程序编制参考程序编制参考 过程控制系统的程序编制主要考虑的是数据的转换和处理。 其中包括的程序段应有以下几 部分：输入滤波程序、标准化转换程序、PID 调节程序、输出转换程序、报警处理程序以及数 据显示处理程序等。 编制程序前，首先应对反馈信号进行测试，并记录对应水位信号变化时存储到 PLC 的 AIWX 中的值。由于监控界面输入的数据及经过 A/D 转换存储到 AIWX

6、中的数据均为 16 位数 据， 故在 PLC 程序中必须将这些数据转换为 PID 调节指令所需要的 32 位实数数据。 同样道理， 经 PID 运算后的输出结果也需要再转换成 16 位数据，这样才能经 D/A 转换模块输出。 5 5模拟运行模拟运行 程序下载以后，打开监控界面，输入给定值、增益值、采样时间、积分微分时间后，便 可启动系统运行（前提是根据上述接线图连接好电路） 。观察输出量的变化过程，改变系统参 数，再看输出变化结果，并总结出参数变化对系统输出量影响的规律。 8122 温度控制系统 温度闭环系统的监控界面如图 8-30 所示。其作用同水位闭环系统。 一温度控制系统的组成一温度控制

7、系统的组成 温度控制系统的组成框图如图 8-31 所示。图中温度给定由监控界面直接输入给 PLC 相应 内存，温度反馈采用热电偶检测，并经 EM231 热电偶专用模块送入 PLC 的模拟量输入寄存器 AIWX 中。在 PLC 中，PID 指令对给定与反馈产生的偏差进行运算，运算的结果通过 EM235 模拟量输入输出模块作为控制信号输出给晶闸管调压器触发电路， 从而控制加热器电源电压的 大小，进而保证温度的恒定。 图 8-30 恒温控制监控界面 PID 调节器 D/A 转换 调压 器 加热 器 热 电偶 A/D 转换 温度 给定 环境 温 度 PLC 应用技术精品课程序设计训练 烟台职业学院电气

8、工程系自动控制教研室 4 二温度控制系统的控制二温度控制系统的控制 1 1控制要求控制要求 本系统的温度控制范围在 0 到 250 ，在此范围内的任意设定温度都可以通过 PLC 的调 节保持恒定不变，其控制精度要能达到给定温度的 90%以上。 2 2PLCPLC 内存分配内存分配 3 3温度控制系统接线图温度控制系统接线图 温度控制系统的接线图如图 8-32 所示。图中虚线部分已连接好。 序号 地 址 作 用 序号 地 址 作 用 1 M0.0 调压器投入电源开关 8 VW10 给定输入（） 2 M0.1 系统启动按钮 9 VW12 增益值（%） 3 M0.2 系统停止按钮 10 VW14 积

9、分时间（秒） 4 M0.4 报警确认按钮 11 VW16 微分时间（秒） 5 M0.5 报警试验按钮 12 VW18 采样时间（毫秒） 6 Q0.0 调压器电源投入 13 VW20 低位报警值（） 7 Q0.1 报警信号灯 14 VW22 高位报警值（） 15 VW24 温度当前值（） KM KA 220V 电源 1M 1L+ Q0.0 Q0.1 . M M L+ L+ CPU226 KA HL 24V 电源 M0 M V0 L+ I0 V_晶闸管 V+调压器 电阻加 热 器 M A+ L+ A_ EM235 EM231 220V 电源 KM 热 电 偶 图 8-32 温度控制系统接线图 PL

10、C 应用技术精品课程序设计训练 烟台职业学院电气工程系自动控制教研室 5 3 3程序编制参考程序编制参考 编写程序时，要根据控制要求及 PLC 内存分配表规定进行编程。编制程序前，首先应将 系统接成手动状态，通过电位器给定，使加热器温度上升，并通过 SETP 7-Micro/WIN 32 V3.0 的状态表记录最低温度室温及最高温度 250所对应的 PLC 存储器 AIWX 中的值。编程时， 由于 PID 指令所使用的参数表中的数据均为 32 为实数值，且在 0.01.0 范围之内，故需特别 注意数据的转换处理。 4 4系统运行系统运行 根据图 8-32 将温度控制系统的各单元连接起来， 将编写好的控制程序下载到 PLC 存储器， 并使 PLC 处 RUN 状态。打开监控界面，输入所需系统参数，启动系统工作，观察被调量温度 的变化过程。改变参数值，再次观察被调量温度的变化结果，总结分析系统参数对系统的影响 规律。 5 5问题思考问题思考 温度控制系统与水位控制系统比较其调节过程有何不同？ 在正常参数配备好以后，分别改变系统各参数，对系统的影响各是什么