基于PLC 电阻炉 温度控制系统 设计 答辩用 ppt

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毕业设计(论文) 毕业设计(论文)

基于PLC 基于PLC的电阻炉温度控制系统设计 PLC的电阻炉温度控制系统设计

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论文摘要温度 控制 组态王

PLC

基于PLC 基于PLC的电阻炉 PLC的电阻炉 温度控制系统设计PID 电阻炉

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课题背景温度是各种工业生产和科学实验中最 普遍、也是最重要的热工参数之一。 普遍、也是最重要的热工参数之一。温 度控制的精度对产品或实验结果会产生 重大的影响。温度控制的模式多样， 重大的影响。温度控制的模式多样，而 PLC可靠性高，抗干扰能力强，易学易 可靠性高， 可靠性高 抗干扰能力强， 采用PLC控制是其中一种比较优越 用，采用 控制是其中一种比较优越 的控制

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硬件连线图

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主程序运行PLC 初始化安全灯I0.1=0 I0.1= ? I0.1=1

子程序0初试化

温度=? 温度<84°C 温度≥84°C

粗调

微调

初始化运行指示灯 返回 调用子程序0 调用子程序1每10s调用1次子程序2

炉子加热

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子程序1

子程序2

设定目标温度

读入温度并转换

把实际温度值放于VD30中 设定PID值 调用PID指令 返回 时间寄存器加10s

设定下一周期内的加热时间返回

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控制算法描述

PWM技术PWM技术利用的是 面积等效原理。把 希望输出的波形作 为调制信号，把接 受调制的信号作为 载波，通过信号波 的调制得到所期望 的PWM波形。

PID控制程序 设计PID控制，P、I、D 各有自己的优点和 缺点，它们一起使 用的时候又和互相 制约，但只有合理 地选取PID值，就 可以获得较高的控 制质量

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比例控制(P)是一种最简单的控制方式。 比例控制 是一种最简单的控制方式。其控 是一种最简单的控制方式 制器的输出与输入误差信号成比例关系。 制器的输出与输入误差信号成比例关系。其特点 是具有快速反应，控制及时，但不能消除余差。 是具有快速反应，控制及时，但不能消除余差。 在积分控制(I)中 在积分控制 中，控制器的输出与输入误差 信号的积分成正比关系。积分控制可以消除余差， 信号的积分成正比关系。积分控制可以消除余差， 但具有滞后特点， 但具有滞后特点，不能快速对误差进行有效的控 制。 在微分控制(D)中 在微分控制 中，控制器的输出与输入误差 信号的微分(即误差的变化率)成正比关系。 信号的微分(即误差的变化率)成正比关系。微 分控制具有超前作用，它能预测误差变化的趋势。 分控制具有超前作用，它能预测误差变化的趋势。 避免较大的误差出现，微分控制不能消除余差。 避免较大的误差出现，微分控制不能消除余差。

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r(t) + _

e(t)

PID控制 环节 反馈 环节

u(t)

被控 对象

c(t)

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PID参数整定 参数整定用经验法去整定PID参数 参

数 用经验法去整定 经验法的整定步骤为“先比例， 经验法的整定步骤为“先比例， 再积分，最后微分” 再积分，最后微分” 根据反复的试凑， 根据反复的试凑，最后调出比较 好的结果

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调试最后结果D=1.0

I=3.0

PIDP=120

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建立主画面

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采用粗调和细调程序控制下的反应曲线可以看出，调节时间约为10分钟，最大超调量为， 可以看出，调节时间约为10分钟，最大超调量为，就算是最大超调量也在 10分钟 目标的温度之内，而且调节时间很短，只有10分钟。 10分钟 目标的温度之内，而且调节时间很短，只有10分钟。而且稳定的温度正负不超 0.5%,误差在允许的范围内。 过0.5%,误差在允许的范围内。

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不采用粗调和细调控制的反应曲线由曲线图可知道，虽然程序能把温度控制，控制精度也算不错， 由曲线图可知道，虽然程序能把温度控制，控制精度也算不错，但它 的调节时间是大约15分钟，最大超调量是4.8% 15分钟 同时，在约90 ℃以前 以前， 的调节时间是大约15分钟，最大超调量是4.8% 。 同时，在约90 ℃以前， 它的曲线上升速度是不够上图的曲线快 。

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60℃-90℃-60℃-90℃温度控制 ℃ ℃ ℃ ℃ 从图中可知道，系统具有快速反应的特点， 从图中可知道，系统具有快速反应的特点，一旦修改 了设定温度，系统能快速地跟踪，而且很快就能稳定下来， 了设定温度，系统能快速地跟踪，而且很快就能稳定下来， 在稳定的过程中，具有小超调，运行一个小时， 在稳定的过程中，具有小超调，运行一个小时，被控变量 都在允许地范围内波动，稳定性很好。 都在允许地范围内波动，稳定性很好。