李賽賽畢設優(yōu)秀論文縮寫版(殷華文)

1、S7300PLC中雙極性溫控PID算法設計1S7300S7300PLCPLC中雙極性溫控中雙極性溫控PIDPID算法設計算法設計專業(yè)：自動化班級：089611姓名：李賽賽指導老師：殷華文職稱：副教授[摘要]本設計在西門子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，采用結構化編程。算法中引入控制帶，只有偏差在控制帶范

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

3、于工程控制。[關鍵詞關鍵詞]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，大多數工業(yè)控制回路仍然應用著結構簡單、魯棒性強的PID控制或改進型PID控制策略。當被控對象的結構和參數不能完全掌握，或得不到精確的數學模型時，控制理論的其它技術難以采用時，系統(tǒng)控制器的結構和參數必須依靠經驗和現(xiàn)場調試來確定，這時應用

4、PID控制技術最為方便。本設計通過自主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。同時也為同學們學習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計與調試能力有很大的提高，為以后進入自動化行業(yè)領域奠定堅實的基礎，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)硬件設計系

5、統(tǒng)硬件設計本設次是針對鍋爐為控制對象，鍋爐內膽水溫為被控變量，在不計算控制對象數學模型的基礎上，利用自主設計的溫度雙極性PID控制算法實現(xiàn)鍋爐內膽水溫的加熱、冷卻雙極性控制。控制系統(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PLC的CPU運算結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)場鍋爐內膽水溫度，經S7—300PLC的SM331模擬量輸入通道檢測Pt100阻值變化并經AD轉換成對應數字量（027

6、648）送入CPU參與運算，通過輸入信號規(guī)范化處理（FC105）→雙極性PID算法運算→輸出操作規(guī)范化（FC106）→SM332相應模擬量輸出通道DA轉換輸出的過程，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算法設計3圖2雙極性PID算法流程圖3.3雙極性溫控PID模塊設計FB2作為連續(xù)控制器只有在以固定時間間隔調用塊時，在控制塊中計算的值才是正確