项目五plc特殊功能模块应用任务二窑温模糊控制

项目五 PLC特殊功能模块应用 任务二 窑温模糊控制设计 项目五 PLC特殊功能模块应用 任务二 窑温模糊控制设计 1.掌握模拟量扩展模块的概念2.熟悉常用的转换指令 3.掌握 PLC对窑温模糊控制 学时 : 4习题 : 5.3 5.4教学目的和要求项目五 PLC特殊功能模块应用 任务二 窑温模糊控制设计 目 录A一、 任务导入和分析A二、 相关知识 模拟量扩展模块A三、 任务实施A四、 知识拓展 转换指令 项目五 PLC特殊功能模块应用 任务二 窑温模糊控制设计 一、任务导入与分析图 58 窑温控制系统示意图项目五 PLC特殊功能模块应用 任务二 窑温模糊控制设计 图 58所示为对养护窑进行温度控制的系统示意图。系统控制两个养护窑，每个养护窑有： 1个测温输入点 (模拟量输入 )， 1个进气电磁阀控制输入蒸汽、 1 个排气电磁阀控制热气的排出、 1 台送风电动机共 3个开关量输出， 1个启动按钮、 1个停止按钮、 1个急停按钮共 3个开关量输入。系统还需设置 1个总启动按钮， 1 个总停止按钮， 1个总进气电磁阀， 1 个总排风电磁阀。所以整个控制系统需开关量输入 8个点，开关量输出 8个点，模拟量输入 2个点。项目五 PLC特殊功能模块应用 任务二 窑温模糊控制设计 每个窑都可以自行控制，其具体控制流程要求：启动电动机，供风循环热气流；开启进气阀门，提供热气控温；经过一定时间（设恒温 10H），关闭进气阀门，打开排气阀门排气；按下停止按钮，关风机，关排气阀，准备砌块出窑。连锁要求只要有一个窑排气，总排气阀要打开，只有总进气阀打开，才能启动各窑进气阀。为了实现以上功能，选择 S7200CPU224基本单元（ 14输入 /10输出）一台和 EM231模拟量输入扩展模块一台组成系统。模拟量输入部分，由热敏电阻 R1、 R2（ PT100）和温度变送器（电流输入型）构成。项目五 PLC特殊功能模块应用 任务二 窑温模糊控制设计 二、相关知识 模拟量扩展模块 1模拟 IO 模块特性如果使用一个输出为模拟电压或电流而不是数字信号的测量设备，则需要一个模拟输入模块。模拟输入模块测量到所连接的现场处的信号，并将其转换为 CPU 能理解的二进制信号。这一过程称为模数转换（ AD）。数字化后的信号在程序中用于比较，控制和其他一些任务。通过 A/D 转换能生成一个 32767 32768 之间的数。这个数用于表示一个 16 位的二进制字，其中在最左边最高的位（ MSB ）用于确定值的正负。如果 MSB 等于 0 , 则值为正；如果 MSB 等于 1 ，则值为负。项目五 PLC特殊功能模块应用 任务二 窑温模糊控制设计 2模拟量 EM231 模块端子图图 59 模拟量模块 EM231的端子图项目五 PLC特殊功能模块应用 任务二 窑温模糊控制设计 三、任务实施1分配 I/O地址，绘制 PLC输入 /输出接线图表 5-3温控制系统 I/O地址分配输 入 输 出 内部 编 程元件1号窑启 动 I0.0 1号窑 进 气 阀 Q0.0 定 时 器 ： T101T108计 数器： C0， C1位存 储 器： M0变 量存 储 器： VW0VW14特殊存 储 器： SM01号窑停止 I0.1 1号窑排气 阀 Q0.11号窑急停 I0.2 1号窑 风 机 Q0.22号窑启 动 I0.3 2号窑 进 气 阀 Q0.32号窑停止 I0.4 2号窑排气 阀 Q0.42号窑急停 I0.5 2号窑 风 机 Q0.5总 启 动 I0.6 总进 气 阀 Q0.6总 停止 I0.7 总 排气 阀 Q0.71号窑 热 敏 电 阻 AIW02号窑 热 敏 电 阻 AIW2项目五 PLC特殊功能模块应用 任务二 窑温模糊控制设计 图 510 窑温 控制系统输入 /输出接线图变送器热敏电阻项目五 PLC特殊功能模块应用 任务二 窑温模糊控制设计 2编制 PLC程序并调试（ 1）系统控制程序设计思路总体思路：因本系统用来控制规模相同的两个养护窑，所以控制程序采用分块结构。其中子程序SBR_0控制 1号窑温， SBR_1控制 2号窑温。主程序MAIN分别调用 SBR_0和 SBR_1子程序块，对两个养护窑分别控制。每个养护窑由 1个热敏电阻检测窑内温度，由 1个进气阀周期闭合与断开来控制进气量，调节窑内温度。项目五 PLC特殊功能模块应用 任务二 窑温模糊控制设计 主程序的控制流程：在系统启动之后，主程序不断查询各个子程序的启动条件，并根据启动条件去决定是否调用温控程序，其流程如图 511所示。 图 511 窑温 数字量输出控制程序流程图项目五 PLC特殊功能模块应用 任务二 窑温模糊控制设计 控制算法：本任务采用的控制算法是根据经验写成的控制规则，用模糊控制算法去控制。其控制规则如下。如果检测温度低于设定值的 50% ，则进气阀门打开的占空比为 100% ；如果检测温度在设定值的 50% 80% ，则进气阀门打开的占空比为 70% ；如果检测温度在设定值的 80% 90% ，则进气阀门打开的占空比为 50% ；如果检测温度在设定值的 90% 100% ，则进气阀门打开的占空比为 30% ；如果检测温度在设定值的 100% 102% ，则进气阀门打开的占空比为 10% ；如果检测温度高于设定值的 102% ，则进气阀门打开的占空比为 0% 。为了实现控制算法，在程序设计中，每个养护窑安排了 8个定时器，产生 4种不同占空比的脉冲，再由这些脉冲去控制进气阀门的打开和关断。项目五 PLC特殊功能模块应用 任务二 窑温模糊控制设计 （ 2）编写窑温控制系统的梯形图程序/主程序/打开总进气阀/ 关闭总进气阀/ 打开总排气阀项目五 PLC特殊功能模块应用 任务二 窑温模糊控制设计 / 1号窑养护时间到，排气/ 关闭 1号窑进气阀、排气阀和风机。/ 打开 1号窑风机/ 调用 1号窑 温度控制子程序(后详教材 )项目五 PLC特殊功能模块应用 任务二 窑温模糊控制设计 四、知识拓展 转换指令 1 BCD 码与整数的转换指令 IBCD OUT BCDI OUT (a) 整数转 BCD码 (b) BCD码转整数图 514 整数与 BCD码的转换整数转 BCD码指令 IBCD功能：当使能输入有效时，将字整数数据 IN 转换成 BCD 码类型，并将结果送到 OUT 。在语句表中， IN与 OUT使用相同的存储单元。BCD码转整数指令 BCDI功能：当使能输入有效时，将 BCD码输入数据 IN 转换成整数，并将结果送到 OUT 。在语句表中， IN与 OUT使用相同的存储单元。当输入数据 IN超过 BCD码的表示范围 (0 9999 ) , SM1.6(非法 BCD码 )置位。项目五 PLC特殊功能模块应用 任务二 窑温模糊控制设计 字节到整数的转换指令 BTI功能：当使能输入 EN 有效时，将字节型输入（无符号） IN 转换成整数型数据送到 OUT 。整数到字节的转换指令 ITB功能：当使能输入 EN 有效时，将字节型整数输入数据 IN转换成字节型数据送到 OUT。当输入数据 IN超过字节型数据表示范围（ 0 255）时，产生溢出， SM1.l 被置位。2字节与整数的转换指令BTI IN， OUT ITB IN， OUT 字节转整数 整数转字节 图 515 字节与整数的转换指令格式项目五 PLC特殊功能模块应用 任务二 窑温模糊控制设计 3整数与双整数转换指令 整数到双整数的转换指令 ITD功能：当输入 EN 有效时，将整数输入 IN 转换