炉窑温度控制系统设计PLC课程设计毕业论文.doc

PLC课程设计设计题目： 炉窑温度控制系统设计 前 言 可编程控制器是60年代末在美国首先出现的，当时叫可编程逻辑控制器PLC（ProgrammableLogicController），目的是用来取代继电器。以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。提出PLC概念的是美国通用汽车公司。PLC的基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内,使控制器和被控对象连接方便。 70年代中期以后，PLC已广泛地使用微处理器作为中央处理器，输入输出模块和外围电路也都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路，这时的PLC已不再是仅有逻辑(Logic)判断功能，还同时具有数据处理、PID调节和数据通信功能。国际电工委员会(IEC)颁布的可编程控制器标准草案中对可编程控制器作了如下的定义：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的设计。 可编程控制器对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺。目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的普及推广应用。可编程控制器是面向用户的专用工业控制计算机，具有许多明显的特点。 可靠性高，抗干扰能力强； 编程直观、简单； 适应性好； 功能完善，接口功能强。 从20世纪20年代起，人们把各种继电器、定时器、接触器及其触点按一定的逻辑关系连接起来组成控制系统，控制各种生产机械，这就是大家熟悉的传统控制系统。到20世纪60年代，小型计算机的发展仍未能满足人们所需要的要求。1968年美国通用汽车公司招标，对新的汽车流水线控制系统提出具体要求。随着PLC功能的不断完善，性价比的不断提高，PLC的应用面也越来越广。目前，PLC在国内外已经广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。PLC的应用范围通常可分为开关逻辑控制、运动控制、过程控制、机械加工中的数字控制、机器人控制、通信和联网等。PLC从组成形式上一般分为整体式和模块式两种，但在逻辑结构上基本相同。无论是整体式还是模块式，从硬件结构看，PLC都是由CPU、存储器、I/O接口单元及扩展接口和扩展部件、外设接口及外设和电源等部分组成，各部分之间通过系统总线连接。关键词：恒温养护炉温度控制；PID算法；PLC编程；目录绪论第一章 炉窑温度控制系统设计的内容及要求第一章 系统硬件设计2.1 选取PLC的类型及容量.2.2 温度传感器的选择.2.3 控制开关及电动机的选择.第二章 I/O地址的分配3.1 I/O地址的简介3.2 系统各元件对应的I/O地址.第三章 软件系统的设计.4.1 S7200软件的介绍.4.2 系统PID算法及流程图.4.2.1 PID算法的简介.4.2.2 PID算法的数字化处理.4.2.3 程序流程图.4.3 主程序清单.4.4 程序编辑和调试.第四章 总结.参考文献.绪论人类社会已经进入了工业高度发达的时代，现在我们对各种工业产品的要求已经从原来的量向质转变，对各种工业产品的要求越来越高，因此，对各种生产设备及过程控制的要求也越来越严格，对各种工业生产环境的要求也越来越高。在当今的工业生产中，温度、压力、流量和液位是四种常见的过程变化量。其中，温度是一个非常重要的过程变量。温度控制系统是比较常见的，是典型的过程控制系统。温度是工业生产中重要的被控制参数之一，冶金、机械、食品、化工等各类工业生产过程中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉，对工业的处理温度等均需要对温度进行严格控制。这方面的应用大多基于单片机进行PID控制，然而单片机的DDC系统软件硬件设计较为复杂，特别是涉及到逻辑控制方面更不是其长处，但PLC在这方面却是公认的最佳选择。 在恒温养护炉的产品生产过程中，炉窖内的温度控制是一个非常重要的环节，因此对温度的控制要求也很严格，它不能低于或高于生产设备正常工作的温度值太多。养护炉内温度控制需要通过对气流量的控制来实现，必须对炉内温度的升温、恒温和降温进行精确的控制，对炉内温度的控制的好坏直接关系到生产产品的质量、生产率和厂家的生产成本以及安全。本文针对养护炉内恒温过程，在PID调节方法中，采用西门子S7-200 PLC，实现了养护炉温度精确控制的效果。在工业生产过程当中，常常需要用闭环控制方法来控制温度、压力、流量和液位连续变化的量。PID调节是经典控制理论中最典型的用于闭环控制系统的调节方法。 本设计通过结合PID算法，运用S7200软件以及以前所学的知识，经过对任务的分析，设计，编程，调试来完成。 第一章 炉窑温度控制系统设计的内容及要求 1.1 任务描述某恒温养护炉根据工艺控制要求，需要对养护炉窑内的温度进行严格的控制，炉窑温度控制系统的示意图如图1 所示，图中有两个炉窑，分别设置有启动、停止和急停的按钮开关，同时还设有总启动和总停止按钮。要求设计满足下述控制要求的程序。 1.2 控制要求 （1）系统总的控制过程 按下总启动按钮后，允许两个炉窑按照各自的控制要求运行，如果按下总停止按钮，则禁止系统运行。 （2）每个炉窑具体的控制要求如下：按下启动按钮，启动风机电机，使炉窑内的热气流循环； 打开进气阀，使热气流（蒸汽）进入炉窑； 经过一定时间的恒温控制（如10h），关闭进气阀。 打开排气阀，排出热气流； 按下停止按钮，则关闭风机，延时10s后关闭排气阀； 按下急停按钮，禁止各窑输出控制（即关闭风机电机、排气阀、进气阀）； 每个炉窑的进气阀只有在总进气阀打开5s后才能打开； 只要一个炉窑的进气阀需要排气，就要打开总排气阀；每个炉窑通过一只热敏电阻进行温度检测。（3） 系统组成总体结构 根据本次设计系统具体指标要求，可以对每一个具体部分进行分析设计。整个控制系统分为硬件设计和软件设计两部分。系统硬件框图如下图所示：整个控制系统是一个相对联系的结合体，但是又可以分开讨论。当被控对象为炉内温度，温度传感器检测炉内的温度信号，经变送器将温度值转换成电信号送入PLC模块。PLC将这个测量信号与设定值比较得到偏差，经PID运算后，发出控制信号，经电动调节阀的控制，达到温度的恒温控制,下面为温度控制流程图：炉窑温度采集 比较判断PID算法输出控制NY图3.1炉窑温度控制系统流程图高炉煤气流量采集 比较判断PID算法输出控制NY图3.2高炉煤气流量控制系统流程图燃烧空气流量采集 比较判断PID算法输出控制NY图3.3燃烧空气流量控制系统流程图冷却空气流量采集 比较判断PID算法输出控制NY图3.4冷却空气控制系统流程图皮带秤石料采集 比较判断PID算法输出控制NY图3.5皮带秤控制系统流程图 流程图是流经一个系统的信息流、观点流或部件流的图形代表。在企业中，流程图主要用来说明某一过程。这种过程既可以是生产线上的工艺流程，也可以是完成一项任务必需的管理过程。 流程图作为一种直观的图形，对准确了解事情是如何进行的，以及决定应如何改进过程极有帮助。画出正确的流程图不仅可以帮我们直观的分析设计的过程，也能让我们更清楚明了的看见控制系统运作方向。炉窑温度控制系统流程图如下所示：可控阀门石灰窑炉温度传感 器给定温度S7-200PLCCPU运算处理变送器图3.6 温度系统硬件框图可控阀门煤气输送管道煤气流量传感器给定流量S7-200PLCCPU运算处理变送器图3.7 高炉煤气系统硬件框图可控阀门燃烧空气输送管道燃烧空气流量传感器给定流量S7-200PLCCPU运算处理变送器图3.8燃烧空气系统硬件框图可控阀门冷却空气输送管道冷却空气传感器给定流量S7-200PLCCPU运算处理变送器图3.9 冷却空气系统硬件框图可控阀门上料皮带皮带秤传感器给定值S7-200PLCCPU运算处理变送器图3.10 皮带秤系统硬件框图 1.3 炉窑内的温度控制 炉窑内的温度控制通常采用模糊控制算法或PID算法。本设计要求采用PID 算法，每个炉窑的进气阀采用电动阀（模拟量输出），通过调节电动阀门的开度来调节蒸汽进气量，完成恒温控制。第二章 系统硬件设计2.1 选取PLC的类型及容量 S7-200 系列 PLC 是由德国西门子公司生产的一种超小型系列可编程控制器，它能够满足多种自动化控制的需求，其设计紧凑，价格低廉，并且具有良好的可扩展性以及强大的指令功能，可代替继电器在简单的控制场合，也可以用于复杂的自动化控制系统。由于它具有极强的通信功能，在大型网络控制系统中也能充分发挥作用。S7-200系列可以根据对象的不同, 可以选用不同的型号和不同数量的模块。并可以将这些模块安装在同一机架上。控制核心采用西门子PLC的CPU224，提供数字量输入点数14点，数字量输出点数10点(提供给扩展单元DC5V电流能力为660mA)，完全满足系统的数字量和开关量输入输出点数的要求。CPU224本身不具备模拟量输入和输出单元，SiemensS7-200 主要功能模块介绍： (1)CPU 模块S7-200的CPU 模块包括一个中央处理单元,电源以及数字I/O 点,这些都被集成在一个紧凑,独立的设备中。CPU 负责执行程序,输入部分从现场设备中采集信号,输出部分则输出控制信号,驱动外部负载.从 CPU 模块的功能来看, CPU 模块为CPU22*,它具有如下五种不同的结构配置CPU 单元：CPU221 它有 6 输入/4 输出,I/0 共计 10 点.无扩展能力,程序和数据存 储容量较小,有一定的高速计数处理能力,非常适合于少点数的控制系统。CPU222 它有8 输入/6 输出，I/0 共计 14 点，和 CPU 221 相比,它可以进行一定的模拟量控制和2个模块的扩展,因此是应用更广泛的全功能控制器。CPU224 它有 14 输入/10 输出，I/0 共计 24 点，和前两者相比,存储容量 扩大了一倍,它可以有 7 个扩展模块,有内置时钟,它有更强的模拟量和高速计数的处理能力,是使用得最多 S7-200 产品。CPU226 它有 24 输入/16 输出,I/0 共计 40 点,和 CPU224 相比,增加了 通信口的数量,通信能力大大增强。它可用于点数较多,要求较高的小型或中型控制系统。CPU226XM 它在用户程序存储容量和数据存储容量上进行了扩展,其他指标和 CPU226相同。 (2)开关量 I/O 扩展模块 当 CPU 的 I/0 点数不够用或需要进行特殊功能的控制时,就要进行 I/O 扩 展,I/O 扩展包括 I/O 点数的扩展和功能模块的扩展。通常开关量 I/O 模块产品 分 3 种类型:输入模块,输出模块以及输入/输出模块。为了保证 PLC 的工作可 靠性,在输入模块中都采用提高可靠性的技术措施。如光电隔离,输入保护(浪 涌吸收器,旁路二极管,限流电阻),高频滤波,输入数据缓冲器等。由于 PLC 要控制的对象有多种,因此输出模块也应根据负载进行选择,有直流输出模块, 交流输出模块和交直流输出模块。按照输出开关器件种类不同又分为 3 种：继电 器输出型,晶体管输出型和双向晶闸管输出型。这三种输出方式中,从输出响应速度来看，晶体管输出型最快，继电器输出型最差，晶闸管输出型居中；若从 与外部电路安全隔离角度看,继电器输出型最好。在实际使用时，亦应仔细查看开关量 I/O 模块的技术特性，按照实际情况进行选择。 由于本系统是单回路的反馈系统，CPU224XP相比与其他型号具有更好的硬件指标，其上自带有模拟量的输入和输出通道，因此节省了元器件的成本，CPU224XP自带的模拟量I/O规格如表：表2.1模拟量I/O配置表I/O信号信号类型电压信号电流信号模拟量输入*210V/模拟量输出010V020mACPU224XP自带的模拟量输入通道有2个，模拟量输出通道1个。在S7-200中，单极性模拟量的输入/输出信号的数值范围是032000，双极性模拟信号的数值范围是-32000+320002.2 温度传感器的选择 在此设计中, 炉窑窑顶安装两个热电偶传感器进行炉内温度采集。按照测温的范围，选择热电偶传感器。热电偶传感器的测量范围为-501600，精度为（1%5%）。1号炉和2号炉的温度分别由两个热敏电阻传感器进行采集。按照测温的范围，选择热敏电阻传感器。热敏电阻：由具有很高电阻温度系数的固体半导体材料构成的热敏类型的温度检测元件。热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC）。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器（PTC）在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器（NTC）在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。热电偶温度传感器的工作原理：两种不同的金属A和B构成闭合回路,当两个接触端T T0时，则在该回路中就会产生电动势，这种现象称为热电效应, 该电动势称为热电势。这两种不同材料的导体或半导体的组合称为热电偶，导体A、B称为热电极。 两个接点，一个称热端，又称测量端或工作端，测温时将它置于被测介质中;另一个称冷端，又称参考端或自由端，它通过导线与显示仪表相连。 图 2.2 热电偶流量传感器是对进入养护炉空气流量的检测部件，在此论文中选择法兰式V锥流量传感器FFM61S。工作原理：V锥流量计是由V锥传感器和差压变送器组合而成的一种差压流量计，可精确测量宽雷诺数（8103Re5107）范围内各种介质的流量。其测量理论是：由于实际流体都具有粘性，不是理想流体，当其在管道中流动时，在充分发展管内流动的前提下，具有层流和紊流两种流动状态。根据连续流动的流体能量守恒原理和伯努力方程：对于以层流状态流动的流体，其流速分布是以管道中心线为对称的一个抛物面，流体通过一定管道的压力降与流量成正比；对于紊流状态流动的流体，其流速分布是以管道中心线为对称的一个指数曲面，流体通过一定管道的压力降与流量的平方成正比。2.3 控制开关及电动机的选择 电动调节阀是工业自动化过程控制中的重要执行单元仪表。随着工业领域的自动化程度越来越高正被越来越多的应用在各种工业生产林宇中。与传统的气动调节阀相比具有明显的优点，节电，环保，安装便捷。可控阀门是对进出炉窑内空气流量的控制部件，在此论文中选择电动调节阀。风机电动机的额定功率22Kw，额定电压380V，额定电流7A，额定转速1450rpm。电机使气流在炉窑内循环，因此应该考虑其功率和电流的大小，所以选择YC YCL系列的电动机。 第三章 I/O地址的分配 3.1 I/O地址的简介 输入/输出信号在PLC接线端子上的地址分配是进行PLC控制系统设计的基础。对软件来说，I/O地址分配以后才可进行编程；对控制柜及PLC的外围接线来说，只有I/O地址确定以后，才可以绘制电气接线图、装配图，让装配人员根据线路图和安装图安装控制柜。 3.2 系统各元件对应的I/O地址 根据设计任务书所给资料和设计任务要求，现把各元器件对应的I/O地址列在下表： I/O地址分配表名称代码地址编号名称代码地址编号总启动按钮SF1I0.0二号进气阀-AIW1总停止按钮SF2 I0.1一号排气阀-AQW0一号炉急停SF3I0.2二号排气阀-AQW1二号炉急停SF4I0.3总进气阀-AIW2风机一启动SF5I0.4总排气阀-AQW2风机二启动 SF6I0.5风机一MB1Q0.0风机一停止SF7I0.6风机二MB2Q0.1风机二停止SF8I0.7一号炉MB3Q0.2一号进气阀-AIW0二号炉MB4Q0.3第四章 软件系统的设计4.1 S7200软件的介绍 S7200 PLC编程软件是由西门子公司专为S7-200系列PLC设计开发，它功能强大，主要为用户开发控制程序使用，例如创建用户程序、修改和编辑原有的用户程序，编辑过程中编辑器具有简单语法检查功能。同时它还有一些工具性的功能，例如用户程序的文档管理和加密等。此外，还可直接用软件设置PLC的工作方式、参数和运行监控等。程序编辑过程中的语法检查功能可以提前避免一些语法和数据类型方面的错误。梯形图中的错误处的下方自动加红色曲线，语句表中错误行前有红色叉，且错误处的下方加红色曲线。软件功能的实现可以在联机工作方式（在线方式）下进行，部分功能的实现也可以在离线工作方式下进行。联机方式：有编程软件的计算机与PLC 连接，此时允许两者之间做直接通信。离线方式：有编程软件的计算机与PLC 断开连接，此时能完成大部分基本功能。如编程、编译和调试程序系统组态等，但所有的程序和参数都只能存放在计算机上。两者的主要区别是：联机方式下可直接针对相连的PLC进行操作，如上载和下载用户程序和组态数据等；而离线方式下不直接与PLC 联系，所有程序和参数都暂时存放在磁盘上，等联机后在下载到PLC 中。4.2 系统PID算法及流程图 4.2.1 PID算法的简介 在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。PID控制器问世至今已有近80年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制，实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、 积分、微分计算出控制量进行控制的。比例（P）控制：比例控制是一种最简单,最常用的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差（Steady-state error）。 积分（I）控制：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。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的 或简称有差系统（System with Steady-state Error）。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。 微分（D）控制：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。 自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后(delay)组件，具有抑制误差的作用， 其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。这就是说，在控制器中仅引入 “比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象，比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。4.2.2 PID算法的数字化处理 为了能让数字计算机处理这个控制式，连续算式必须离散化为周期采样偏差算式，才能用来计算输出值，数字计算机处理的算式如下：Mn =Kc*en +Ki*ex+Mintial+Kd*(en-en-1)输出=比例项+积分项+微分项其中：Mn 在采样时刻n，PID回路输出的计算值 Kc PID回路增益 en 采样时刻n回路的偏差值 en-1 回路的偏差值的前一个值 ex 采样时刻x的回路偏差值 Ki 积分项的比例常数 Mintial 回路输出的初始值 Kd 微分项的比例常数从这个公式可以看出，积分项是从第一个采样周期到当前采样周期所有误差项的函数，微分项是当前采样和前一次采样的函数，比例项是当前采样的函数，在数字计算机中，不保存所有的误差项，实际上也不必要。其中：MIn 第n采样时刻积分项的值由于计算机从第一次采样开始，每有一个偏差采样值必须计算一次输出值，只要保存偏差前值和积分项前值。作为数字计算机解决的重复性的结果，可以得到在任何采样时刻必须计算的方程的一个简化算式。简化算式是：Mn =Kc*en +Ki*en +MX+Kd*(en-en-1)输出=比例项+积分项+微分项其中：Mn 在第n采样时刻，PID回路输出的计算值 Kc PID回路增益 en 采样时刻n回路的偏差值 en-1 回路的偏差值的起一个值 Ki 积分项的比例常数 MX 积分项前值 Kd 微分项的比例常数CPU实际上使用以上简化算式的改进形式计算PID输出，这个改进型算式是：Mn =MPn +MIn +MDn输出=比例项+积分项+微分项其中：Mn 第n采样时刻的计算值 MPn 第n采样时刻的比例项值 Min 第n采样时刻的积分项值 MDn 第n采样时刻的微分项值比例项MP是增益（Kc）和偏差（e）的乘积。其中Kc决定输出对偏差的灵敏度，偏差（e）是给定值（SP）与过程变量值（PV）之差，S7-200解决的求比例项的算式是：MPn=Kc*（SPn-PVn）其中：MPn 第n采样时刻比例项的值 Kc 增益 SPn 第n采样时刻的给定值 PVn 第n采样时刻的过程变量的值积分项值MI与偏差和成正比。S7-200解决的求积分的算式是：MIn=Kc*Ts/Ti*(SPn-PVn)+MX Kc 增益 Ts 采样时间间隔 Ti 积分时间 SPn 第n采样时刻的给定值 PVn 第n采样时刻的过程变量的值 MX 第n-1采样时刻积分项（积分项前值） 积分和（MX）是所有积分项前值之和，在每次计算出MIn后，都要用MIn去更新MX。其中MIn可以被调整或限制，MX的处置通常在第一次计算输出以前被设为Minitial（初值）。积分项还包括其他几个常数：增益（Kc），采样时间（Ts）和积分时间（Ti）。其中采样时间是重新计算输出的时间间隔，而积分时间控制积分项在整个输出结果中影响的大小。微分项值Md与偏差的变化成正比，S7-200使用下列算式来求解微分项：Mdn=Kc*Td/Ts*(SPn-PVn)-(SPn-1-PVn-1)为了避免给定值变化的微分作用而引起的跳变，假定给定值不变SPn=SPn-1，这样可以用过程变量的变化替代偏差的变化，计算算式可改进为：Mdn=Kc*Td/Ts*(SPn-PVn-SPn+PVn-1)或Mdn=Kc*Td/Ts*(PVn-1+PVn)其中：Mdn 第n采样时刻的微分项值 Kc 回路增益 Ts 回路采样时间 Td 微分时间 SPn 第n采样时刻的给定值 SPn-1 第n-1采样时刻的给定值 PVn 第n采样时刻的过程变量的值 PVn-1 第n-1采样时刻的过程变量的值为了下一次计算微分项值，必须保存过程变量，而不是偏差，在第一采样时刻，初始化为PVn-1=PVn。在许多控制系统中，只需要一两种回路控制类型。例如只需要比例回路或者比例积分回路，通过设置常量参数，可以选择需要的回路控制类型。如果不想要积分动作（PID计算中没有“I”），可以吧积分时间（复位）置为无穷大“INF”。即使没有积分作用，积分项还是不为零，因为有初值MX。如果不想要微分回路，可以把微分时间置为零。如果不想要比例回路，但需要积分或积分微分回路，可以把增益设为0.0，系统会在计算积分项和微分项时，把增益当做1.0看待。本系统设计采用PID算法闭环控制系统程序，优点是: PID算法蕴涵了动态控制过程中过去、现在、将来的主要信息，而且其配置几乎最优。PID控制适应性好，有较强的鲁棒性，对各种工业应用场合，都可在不同的程度上应用。PID算法简单明了，各个控制参数相对较为独立，参数的选定较为简单，形成了完整的设计和参数调整方法，很容易为工程技术人员所掌握。PID控制根据不同的要求，针对自身的缺陷进行了不少改进，形成了一系列改进的PID算法。4.4 程序编辑和调试子程序注释 第五章 总结通过本学期我的课程设计，是我们对大大三学习的一次总结，它是教学计划中学生必修的最后一个教学环节，是教学、科研、工程实践结合的重要结合点。它的主要目的是培养学生综合运用所学知识和技能去分析和解决本专业范围内的一般工程技术问题，建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法。通过课程设计，进行工程知识和工程技能的综合训练，使我们一走上工作岗位，就具有较强的应用生产现场正在使用和近期可能推广使用的技术去解决工程实际问题的能力。在课程设计中，我是采用PLC来实现炉窖温度控制系统控制，这次课程设计我根据设计要求考虑许多工程实际问题，并根据设计要求选择PLC型号、以及其它元件、设计程序等让我把以前学过的知识真正的应用了温度控制系统西门子PLC S7-200为核心控制炉窖。 本次设计基本上达到了设计目的,利用PLC实现了对的各种控制，通过合理的设备选型、参数设置和软件设计，提高了炉窖运行的可靠性，改善了炉窖运行的舒适感。经过这次设计得到了如下几点感想：1）由于本次设计采用的是西门子PLC，对其有了一定的了解后才明白为何国内这么多企业为何要不约而同的选择西门子PLC。采用功能强、安全系数高的德国SIEMENS SIMATIC S7-200可编程控制器完全企业的设备所需的控制要求。还有西门子最大的优点就是稳定性好、安全系数高，常常可以无故障工作好几年，而且就算是哪里坏了也只要换其中的一个模块，既方便又经济。2）实践结果证明, PLC 炉窖温温度控制系统是一种切实可行、运行可靠的控制系统。利用现场总线方式进行微机监控是一种比较先进的方式，也是今后发展的趋势之一，具有广阔的应用前景。通过设计，我学到不少东西，基本上使我以前所学的相关专业知识结合起来，让我对大学三年以来的学业有了一个完整的综合，但还需做进一步的研究。另外，我的知识领域得到进一步扩展，专业技能得到进一步提高，同时增强了分析和解决工程实际的综合能力，以其控制的先进性、快速性、准确性和可靠性亦是温度控制的发展潮流。 本文介绍了一种利用S7-200型PLC的PID控制技术来实现砌块养护窑的自动控制系统，详细介绍了系统的硬件配置以及软件设计流程图，并介绍了编程中的关键问题。该控制系统提高了砌块的生产周期和质量，创新了强制式热交换、使窑内温度场、湿度场、压力场、速度场、声能场分布均匀，使水泥制品水化反应具备良好条件，提高水泥砌块等制品密实度和弹性模量，相应地提高了砌块的抗压强度、抗冻性能、抗渗透性能，减少相对含水率，有效地解决了砌块建筑存在的热、裂、渗等难题。 该控制系统实用性强，可靠性高，以一台PLC控制2个养护窑为例，用户也可根据控制需要，对系统的I/O模块进行扩展，控制多个养护窑。所以，系统的可扩展性强,但有很多还比较模糊，以后还要多加努力学习，在此多谢老师 参考文献范永胜 王岷 主编 电气控制PLC应用 中国电力出版社张凤珊电气控制及可编程序控制器（第二版）北京：中国轻工业出版社，1999.4袁任光可编程序控制器选用手册M北京：机械工业出版社，2002.7何友华可编程序控制器及常用控制电器M北京：冶金工业出版社，1999.9吴丽 主编 电气控制与PLC实用教程 黄河水利出版社廖常初 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