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1、PLC变频器计算机基于PID算法的S7-200PLC锅炉水温控制系统机床电器20106基于PID算法的S7-200PLC锅炉水温控制系统12杨靖,雷声勇(1.广西机电工程学校,530001;2.柳州铁道职业技术学院,545007)摘要:设计了以西门子S7-200PLC为控制核心的锅炉水温控制装置,利用其模拟量通道对温度信号进行采集和处理,采用PID算法实现对锅炉水温的自动控制,取得良好的运行效果。关键词:PID;S7-200;PLC;水温控制;触摸屏+中图分类号:TM571.61文献标识码:B文章编号:1004-0420(2
2、010)06-0033-03ControlsystemofwatertemperatureforboilerbasedonPIDalgorithmwithS7-200PLC12YANGJing,LEISheng-yong(1.GuangxiMechanicalandElectricalEngineeringSchoo,l530001;2.LiuzhouRailwayVocationalandTechnicalCollege,545007)Abstract:Thewatertemperaturecontroldevicefortheboilerisde
3、signedinthisarticle.ItiscentralofS7-200PLCandusesitsanaloguechannelstodetectthewatertemperatureinrealtime.Inordertoobtainbettercontrolperformance,thesoftwareisdesignedbyusingPIDcontrolalgorithm.Keywords:PID;S7-200;programmablelogiccontroller;watertemperaturecontro;ltouchscreen
4、文采用S7-200PLC作为主控制单元,配合外围检测0引言电路、执行单元、人机界面等技术,引入PID算法控制程序,设计出一种新的锅炉水温自动控制系统,以获得在工业控制领域,基于运行稳定性考虑,大多采用良好的控制效果。PLC控制器作为控制核心。特别是对于生产过程中的各种物理量的检测和控制,PID控制仍然占据着非常1系统硬件结构重要的地位,在冶金、机械、化工等行业中获得了广泛本系统由S7-200PLC、被控制对象(锅炉)、温度应用。PID算法简单、实用,容易为现场工程技术人员变送器、温度调节器、触摸屏,以及水位检测和报警显所掌握,它不需要求出被控系统
5、的数学模型,通过调节示部分等组成,系统结构如图1所示。比例(P)、积分(I)、微分(D)三个参数的大小就可以获得较好的控制效果。对于比较复杂的控制系统,例如具有大惯性、纯滞后系统,可以在传统PID调节器的基础上,融入相应的智能控制算法衍生出各种实用可行的改进PID算法,因此,它具有较强的灵活性和应用性。西门子S7-224XP可编程控制器自带有两路模图1系统硬件结构框图拟量输入和一路模拟量输出,具有较好的数值运算能力和处理模拟信号量的功能,可以设计出各种PID调温度变送器将热电偶采集到的锅炉水温信号转换节器,运用于具有连续量控制的闭环系统;还可根据被
6、为0V~10V电压信号传送给PLC模拟量输入口控对象的具体特点和要求来调整必要的控制参数,具(AIW0),经过PLC内部PID算法运算和处理,获得相有监控功能,并可以在运行中调整参数。应的控制量,并将其输出至温度调节器,改变电加热元锅炉的水温控制在一些场合仍然采用传统的继电件的导通时间,从而实现对锅炉水温的控制。器、接触器控制方式,没有控制算法,自动化程度不高,S7-200PLC采用S7-224XP,自带有两路模拟量运行稳定性较差,操作维护不方便。针对这些问题,本输入通道(0V~10V电压信号)和一路模拟量输出33机床电器20106PLC变频器
7、计算机基于PID算法的S7-200PLC锅炉水温控制系统(0mA~20mA电流信号)通道。本系统由于只需要一式(2)为位置式PID控制算法,其当前采样时刻路模拟量输入口,因此不需要另外扩展模块,这样可以的输出与过去的状态有关,计算时要对e(k)进行累节约成本。加,运算量大,因此实际应用中一般采用增量PID控制温度控制:采用PWM方式来控制固态继电器的算法。接通/断开时间,进而控制电加热元件的接通和断开以由式(2)可得:达到控制水温的目的。PWM输出波形的周期为10s,u(k)=u(k)-u(k-1)占空比根据PID算法计算的控制量来确定。=K
8、pe(k)+Kie(k)+Kd[e(k)-e(k-1)]上位机:采用昆仑通态研发的人机界面TPC=Ae
