09 温度控制PID.pptVIP

系统主电路图 系统原理图 FX2N-4DA-TC性能指标 FX2N-4DA-TC性能指标详见其数据手册，它可以测量温度最大范围-100～+1200℃或-148～+2192F，数字量输出16位二进制，利用光隔离及用DC/DC转换器使输入和PLC电源间隔离，模拟量电源DC24，60mA。 FX2N-4AD-TC的线路接线 FX2N-4AD-TC A/D转换的关系 系统控制分析 1、超温报警，可以用区间比较指令，把传感器采集来的温度的平均值和1450到1550的区间内进行比较，小于就低温报警，大于就高温报警。 2、接通启动按钮，系统就进行PID调节，把设定值和当前值进行PID运算，得到输出值，利用这个输出值控制电热丝通电的时间，温差越大，输出值就越大，接通的时间越长，温差越小，输出值就小，接通时间就短，当温差为零时，输出值为零，电热丝就不接通。如下图所示。 设置一个固定的周期，如5s，用PWM指令自动调整电热丝接通的时间，从图中可以看出，如果系统的温差大，则PID调节出来的输出值大，接通时间长，温差小，接通的时间就短，达到调节的效果，那么有可能继电器的触点会比较频繁动作，所以要求使用固态继电器。 PWM脉宽调制指令 （1）、上述指令中，[S1]表示产生脉冲的宽度t （t=0~32767ms）。[S2]表示脉冲的周期T0 （T0=0~32767ms）。且[S1]≤[S2]，否则出 现错误。[D]是脉冲的输出点，只限于Y0或 Y1。 （2）、当X10置OFF时，Y0停止输出脉冲。 程序结构 PLC的 PID指令 [S3] 采样时间（TS）： 0~32767（ms） [S3]+1 动作方向（ACT） bit0 0：正动作 1：逆动作 [S3]+2 输入滤波常数（α）0~99% 0时无输入滤波 [S3]+3 比例增益（KP） 1~32767（%） [S3]+4 积分时间（TI） 0~32767（%） 0时作为∞处理 （无积分） [S3]+5 微分增益（KD） 1~100（%） 0时无微分增益 [S3]+6 微分时间（TD） 3~32767（×10ms）0时无微分处理   正动作是指当前值大于设定值SV时，加大执行量。 例如空调控制，空调未启动时室 n温上升，超过设定值，则启动空调。 逆动作是指当前值小于设定值SV时，加大执行量。例如加热炉，当炉温低于设定值时必须投入加热装置，以升高炉温。 ①动作方向：bit=0为正动作，bit0=1为逆动作。 * * * 可编程控制器 华侨大学电气工程与自动化系 *页 150度 1500 2. ?PLC实现PID控制的方法 PLC实现模拟量PID控制的系统结构框图如下： 用PLC对模拟量进行PID控制时，可以采用以下几种方法：　　(1) 使用PID过程控制模块。这种模块的PID控制程序是PLC生产厂家设计的，并存放在模块中，用户在使用时只需要设置一些参数即可，使用起来非常方便，一块模块可以控制几路甚至几十路闭 环回路。但是这种模块的价格昂贵，一般在大型控制系统中使用。如三菱的A系列、Q系列PLC的PID控制模块。 (2) 使用PID功能指令。现在很多中小型PLC都提供PID控制用的功能指令，如FX2N系列PLC的PID指令。它们实际上是用于PID控制的子程序，与A/D、D/A模块一起使用，可以得到类似于使用PID过程控制模块的效果，价格却便宜得多。 (3) 使用自编程序实现PID闭环控制。有的PLC没有PID过程控制模块和 PID控制指令，有时虽然有PID控制指令，但用户希望采用变型PID控制算法。在这种情况下，都需要由用户自己编制PID控制程序。 　　PID指令采用增量式PID算法，控制算法中还综合使用了反馈量一阶惯性数字滤波、不完全微分和反馈量微分等措施，使该指令比普通的PID算法具有更好的控制效果。 PID控制是根据“动作方向”([S3]+1)的设定内容进行正作用或反作用的PID运算。PID运算公式如下： 公式中，ΔMV是本次和上一次采样时PID输出量的差值，MVn是本次的PID输出量；EVn和EVn-1分