基于海为PLC的温度控制系统设计.docx

基于海为plc的温度控制系统设计基于海为plc的温度控制系统设计一、项目背景 自 70 年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在微电子技术和计算机技术的迅猛发展以及自动控制理论和设计方法发展的推动下，国内外温度控制系统发展迅速，并在职能化、自适应、参数自整定等方面取得成果，在这方面，以日本、美国、德国、瑞典等国技术领先，都生产出了一批商品化的、性能优异的温度控制器及仪器仪表，并在各行各业广泛应用。目前，国外温度控制系统及仪表正朝着高精度、智能化、小型化等方面快速发展。目前，我国在这方面总体水平处于20世纪80年代中后期水平,成熟产品主要以“点位”控制及常规的pid控制器为主，它只能适应一般温度系统控制，难于控制滞后、复杂、时变温度系统控制。而适应于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表，国内技术还不十分成熟。形成商品化并在仪表控制参数的自整定方面，国外已有较多的成熟产品，但由于国外技术保密及我国开发工作的滞后，还没开发出性能可靠的自整定软件。控制参数大多靠人工经验及我国现场调试来确定。这些差距，是我们必须努力克服的。随着我国加入wto，我国政府及企业对此非常重视，对相关企业资源进行了重组，相继建立了一些国家、企业的研发中心，并通过合资、技术合作等方式，组建了一批合资、合作及独资企业，使我国温度仪表等工业得到迅速的发展。二、plc的温度控制系统搭建过程 我首先通过rs-485的modbus通讯，对变送器内的数据进行读取。海为plc的所有通讯端口默认的通讯格式为19200,8,n,2 rtu；之后我运用了台达的型号为b07e515的触摸屏与此款plc进行通信，其通信方式使用的是基于modbus的rs-232通信，通过对触摸屏参数的设置使其能够通过触摸屏和plc进行连接，之后经过对pid指令的学习，这样整体的系统就弄的差不多了，之后我又在pid输出的后面加了脉冲调制指令，使其能驱动外部负载，剩下的就是plc外部硬件的接线了，我首先买了一个固态继电器（ssr）我想用脉冲进行驱动ssr，因为ssr具有快速通断的特性，当我在一秒内只让其导通半秒时，其加热器加热功率将会降为一半，所以，如果我可以用pid来控制脉冲的输出就可以间接地进行水温的控制。就可以达到我最终的目的了！后来我运用了贵公司的plc带有自整定pid，我通过这个指令来进行运算，收到了满意的效果！三、方案设计四、设备选型（1）、温度变送器 温度变送器是一种将温度变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表。主要用于工业过程温度参数的测量和控制。带传感器的变送器通常由两部分组成：传感器和信号转换器。本系统中，传感器使用pt100，其分度见下表 温度变送器标准化输出信号主要为0ma10ma和4ma20ma（或1v5v）的直流电信号或者可运用modbus进行通信。本系统运用modbus进行通信。pt100分度表 综上所需，温度变送器型号：昌晖仪表-swp-lcd-md806-80-23-n(modbus)（2）、固态继电器（ssr） 固态继电器是具有隔离功能的无触点电子开关，在开关过程中无机械接触部件，因此固态继电器除具有与电磁继电器一样的功能外，还具有输入功率小，灵敏度高，快速通断，控制功率小，电磁兼容性好，噪声低和工作频率高等特点。 固态继电器选型公式 本系统中加热器为阻性负载，其额定电流为6a，所以选择规格为10a的固态继电器。 综上所需，固态继电器型号：德力西 单相固态继电器 cdg1-1da-10a（3）、可编程控制器（plc） 由于温度变送器可以通过modbus进行通信，所以plc也选择可进行modbus进行通信的类型。 由于固态继电器要通过plc输出高速脉冲进行驱动，所以plc要选择为晶体管输出的类型。 综上所需，plc型号：海为c32s2t五、硬件方面 1）plc外部接线图2）通信图 3）程序流程图六、软件方面 1）plc程序 1.plc温度读取程序块 2.数值处理程序块 3.系统指示灯程序块 4.pid运算程序块 5.脉冲输出程序块 2)pid参数 本系统运用自整定pid，在运行系统之前开启自整定便可自动整定参数，使其满足实际要求。七、仪表参数 1）温度变送器通信参数表 2）变送器设置通信格式：19200,8,n,2 rtu；3）通信设定 hmi设置通讯格式：19200,8,n,2 rtu；4）触摸屏画面 5）触摸屏变量 6）海为plcmodbus通信地址表 8、 plc在线监控 9、 控制柜实物图 十、项目总结 本款plc的优点： 1、编程界面具有直观性，一目了然。 2、海为plc具有modbus rtu通讯协议，和其他设备进行通讯时，寻址比较简单。 3、指令具有以简单代替复杂指令的特点，比如pid指令，具有自整定pid功能。 4、价格便宜，性价比高. 建议plc改进的地方： 1、plc不能进行外部拓展。 2、不能在线修改plc程序。 3、plc掉电后在软件界面看不出提示。依旧是联机状态。十一、参考文献 1.海为plc手册2.温度变送器手册 3.台达dop-b手册 4、ssr说明书十二、鸣谢 在这里感谢我的指导教师和我的学长们，感谢老师