基于PLC的温度串级控制.pdf

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1、自动化(1．广东摘要：介绍了对于控于它的精确数学模型响应时间等方面有了关键词：串级控制；中图分类号：TP312文献标识码：A文章编号：1009—9492(2011)10—0038-05TemperatureCascadeControlSystemBasedonProgrammableLogicControllerLINXue—mei．HEXiang—shanf1．GuangdongSongsanPolytechnicCoHege，Shaoguan512126，China；2．ShaoguanIronandSteelGroup，Shaogu

2、an512123，China)Abstract：Accordingtothetemperaturesystemoflongtimeconstantandcapacitylags，usedcascadePIDcontrolsystemtOachievedefec-tivecontrolscheme．Becauseitisdificulttodeterminetheprecisemathematicalmodel，steptuningmethodsareadoptedtoachievegoodresuhs．Experimentalresult

3、sshowthatthecontrolqualityisgreatlyimprovedofthecascadeeffectthansingle—loopPIDcontrolintermsoftimeresponse．Keywords：cascadecontrol；programmablelogiccontroller；PIDcontrol1引言控制系统中。主回路是定值控制系统，而副回路由于温度控制系统具有一定的非线性和时滞是随动控制系统。性的特点，所以单回路PID控制效果并不理想，(2)在串级控制系统中，有两主、副两个变因此采用串级控制能

4、有效地提高各项性能指标，量。主变量是反映产品质量或生产过程运行情况有很大的实际意义和广阔的应用前景。的主要工艺变量．控制的目的在于使这一变量等2串级控制系统于工艺规定的给定值。(3)从系统特性来看，串级控制系统由于副2．1串级控制系统的特点[’当对象的滞后和时间常数很大，干扰作用强回路的引入，改善了对象的特性，使控制过程加快，具有超前控制的作用，从而有效地克服滞后，而且频繁，负荷变化大．简单控制系统满足不了控制质量的要求时．可采用串级控制系统。提高了控制质量。2．2串级控制系统的设计串级系统与单回路系统的区别在于前者可获得可测中间变量．并

5、利用它构成副反馈回路，对串级控制系统的设计主要从副参数的选择和影响中间变量的干扰进行预先调节，从而改善整副回路的设计以及主、副回路关系的考虑。2．2．1主参数的选择和主回路的设计个系统的动态品质，串级系统特点如下。主回路是一个定值控制系统，对于主参数的(1)从系统结构来看．串级控制系统有主、选择和主回路的设计，基本上可以按照单回路控副两个闭合回路：有主、副两个控制器；有分别制系统的设计原则进行，凡直接或间接与生产过测量主变量和副变量的两个测量变送器。在串级收稿日期：2011—04—06匿丑圉自LN图1串级控制系统的组成图程运行性能密切相关

6、并可直接测量的工艺参数均一个串级温度控制系统。可选择作主参数。若条件许可，可以选用质量指PID调节功能是用西门子公司的S7—300的标作为主参数，因为它最直接也最有效。否则应CPU315—2DP型PLC来实现。上位机PC中安装选用一个与产品质量有单值函数关系的参数作为了STEP7V5．2编程软件和WinCCV6．0组态软件。主参数。另外，对于选用的主参数必须具有足够PC与PLC之间用PCAdapter连接。考虑到温度的灵敏度，并符合工艺过程的合理性。控制是大纯滞后系统，主控制器温度控制器采用2．2．2副参数的选择和副回路的设计比例积分控制

7、。副控制器流量控制器也用比例积串级控制系统副回路具有调节速度快、抑制分控制，也可以用P控制。系统结构如图2所示。扰动能力强的特点，在副回路设计时，要充分发3．1硬件组态挥这一特点，把生产过程中的主要扰动(并可能在STEP7中创建一个温度控制系统的项目．多的把其它一些扰动)包括在副回路中，以尽量在项目下生成一个s7—300的站点。进入HW减少对主参数的影响，提高主参数的控制质量，Contlg界面，按硬件安装次序和订货号依次插入在选择副参数进行副回路设计时，必须注意主、机架、电源、CPU、I／0模块等。进入CPU属性副过程时间常数的匹配问题，

8、因为它是串级控制窗口。设置站点的MPI地址．打开模拟量输入模系统正常运行的主要条件，是保证安全生产、防块，设置模拟量输人参数为：主副变量的测量类止共振的根本措施。型E，测量范围都为1～5V。打