李賽賽畢設(shè)優(yōu)秀論文縮寫版(殷華文)

1、S7300PLC中雙極性溫控PID算法設(shè)計1S7300S7300PLCPLC中雙極性溫控中雙極性溫控PIDPID算法設(shè)計算法設(shè)計專業(yè)：自動化班級：089611姓名：李賽賽指導(dǎo)老師：殷華文職稱：副教授[摘要]本設(shè)計在西門子S7300PLC中自主編寫PID程序模塊實現(xiàn)對模擬工業(yè)對象的電加熱鍋爐的加熱、冷卻雙極性控制。雙極性PID算法設(shè)計采用位置型算法思想，使用STEP7梯形圖作為編程語言，采用結(jié)構(gòu)化編程。算法中引入控制帶，只有偏差在控制帶范

2、圍內(nèi)時進(jìn)行PID運(yùn)算，從而避免積分飽和現(xiàn)象。同時為了抑制由于可調(diào)節(jié)變量量化所引起的小幅恒定振蕩，對偏差應(yīng)用了死區(qū)處理。在冷卻過程中，為了避免控制的延遲及超調(diào)，采用提前控制、變控制參數(shù)的方法。控制算法中還引入了輸出死區(qū)、輸出限幅、積分清零等多種控制手段。經(jīng)監(jiān)控結(jié)果顯示，本PID程序模塊對溫度對象的針對性較強(qiáng)，控制結(jié)果超調(diào)量較小，穩(wěn)態(tài)誤差小于0.2℃。本程序模塊源程序加有詳細(xì)的算法思想介紹和注釋，可以作為自動化學(xué)科教學(xué)科研的技術(shù)資料，也可用

3、于工程控制。[關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞]位置式；雙極性溫控PID模塊；程序控溫1引言引言PID(ProptionIntegrationDifferentiation)，PID控制是最早發(fā)展起來的控制策略之一，迄今為止，大多數(shù)工業(yè)控制回路仍然應(yīng)用著結(jié)構(gòu)簡單、魯棒性強(qiáng)的PID控制或改進(jìn)型PID控制策略。當(dāng)被控對象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時，控制理論的其它技術(shù)難以采用時，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗和現(xiàn)場調(diào)試來確定，這時應(yīng)用

4、PID控制技術(shù)最為方便。本設(shè)計通過自主PID算法的研究和編寫，可以清楚的看出它是怎么樣工作的，從而使我們更加容易明白自動控制的原理、思想和控制過程。同時也為同學(xué)們學(xué)習(xí)PID控制提供參考資料。只有清楚的理解了PID算法后，才能加入其它的元素進(jìn)去，形成新的算法，編輯出更加實用PID算法。使得我們對自動化工程的設(shè)計與調(diào)試能力有很大的提高，為以后進(jìn)入自動化行業(yè)領(lǐng)域奠定堅實的基礎(chǔ)，因此自編PID算法具有算法研究和工程實際的雙重意義2系統(tǒng)硬件設(shè)計系

5、統(tǒng)硬件設(shè)計本設(shè)次是針對鍋爐為控制對象，鍋爐內(nèi)膽水溫為被控變量，在不計算控制對象數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，利用自主設(shè)計的溫度雙極性PID控制算法實現(xiàn)鍋爐內(nèi)膽水溫的加熱、冷卻雙極性控制?？刂葡到y(tǒng)回路的前向通道中主要包括加熱通道和冷卻通道，分別根據(jù)PLC的CPU運(yùn)算結(jié)果來確定各通道工作狀況?？刂葡到y(tǒng)回路的反饋通道中使用Pt100檢測現(xiàn)場鍋爐內(nèi)膽水溫度，經(jīng)S7—300PLC的SM331模擬量輸入通道檢測Pt100阻值變化并經(jīng)AD轉(zhuǎn)換成對應(yīng)數(shù)字量（027

6、648）送入CPU參與運(yùn)算，通過輸入信號規(guī)范化處理（FC105）→雙極性PID算法運(yùn)算→輸出操作規(guī)范化（FC106）→SM332相應(yīng)模擬量輸出通道DA轉(zhuǎn)換輸出的過程，得到的電流控制信號控制可控硅觸發(fā)器（加熱控制）或者變頻器（冷卻控制）。加熱控制時可控硅觸發(fā)器控制可S7300PLC中雙極性溫控PID算法設(shè)計3圖2雙極性PID算法流程圖3.3雙極性溫控PID模塊設(shè)計FB2作為連續(xù)控制器只有在以固定時間間隔調(diào)用塊時，在控制塊中計算的值才是正確