PLC在温度监测与控制系统中的应用.docVIP

课题: PLC在温度监测与控制系统中的应用 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，通常需要进行自动监测，并根据监测结果进行相应的控制，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。 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图所示： 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，应能自动进行调整，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。被控温度在要求范围内，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范围，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。 若被测温度超过允许范围，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度的范围内，为了控制方便，设定一个温度较佳值（本题设为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基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）控制算法进行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行初始化，包括将温度较佳值和基准调节存入有关数据寄存器，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，则将待测的四点温度值读入PLC，然后按算术平均的办法求出四点温度的平均值Q。将Q与Qmax（温度允许上限）比较，若也未低于下限，则说明温度正常，等待下一次采样。 若Q﹥Qmax，进行上限处理：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，若调节时间太长，进行声光（红灯亮）；若调节时间未到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Q＜Qmax时，进行下限处理：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，若调节时间太长，进行声光（黄灯亮）；若调节时间未到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 CPU226 1 I0.0 总启动开关, 按扭 1 Q0.1 加热器输出, 加温 2 Q0.2 红灯,”1”有效 指示灯 3 Q0.3 绿灯, ”1”有效 指示灯 4 Q0.4 黄灯, ”1”有效 指示灯 EM222 1 I0.1 总停止开关, 按扭 1 Q0.5 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 I0.0 上升沿有效 14 过程变量 VD0 32BIT 2 总停止开关 I0.1 上升沿有效 15 设定值 VD4 32BIT 3 加热器 Q0.1 “1”有效 16 偏差值 VD8 32BIT 4 红灯 Q0.2 “1”有效 17 增益 VD12 32BIT 5 绿灯 Q0.3 “1”有效 18 采样时间 VD16 32BIT 6 黄灯 Q0.4 “1”有效 19 积分时间 VD20 32BIT 7 喇叭 Q0.5 “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