9.3智能温度控制系统设计（课件）-《工厂电气控制设备》同步教学（高教版）

智能温度控制系统设计 目 录 教学目的 项目控制要求与分析 项目预备知识 项目实现 研讨与训练 1.基本知识目标 1)掌握模拟量输人模块信号接入的方法。 2) 掌握扩展模块的编址方法。 2.技能培养目标 1)会使用模拟量输入模块。 2)会使用指令对特殊功能模块数据的读写。 一、教学目的 一、教学目的 1.基本知识目标 1)掌握模拟量输人模块信号接入的方法。 2) 掌握扩展模块的编址方法。 2.技能培养目标 1)会使用模拟量输入模块。 2)会使用指令对特殊功能模块数据的读写。 3 目 录 教学目的 项目控制要求与分析 项目实现 研讨与训练 在炉温控制系统中，炉子由电加热器加热，炉温用热电偶检测，与热电偶型温度传感器匹配的模拟量输入模块FXn-4AD-TC将温度转换为数字输出，CPU将检测的温度与温度设定值比较，通过PLC的PID控制改变加热器的加热时间，从而实现对炉温的闭环控制。PID控制时和自动调谐时电加热器的动作情况如图1所示。 项目控制要求与分析 二、项目控制要求与分析 图1电加热器的动作状态 二、项目控制要求与分析 在炉温控制系统中，炉子由电加热器加热，炉温用热电偶检测，与热电偶型温度传感器匹配的模拟量输入模块FXn-4AD-TC将温度转换为数字输出，CPU将检测的温度与温度设定值比较，通过PLC的PID控制改变加热器的加热时间，从而实现对炉温的闭环控制。PID控制时和自动调谐时电加热器的动作情况如图1所示。 5 自动调谐能够自动设定动作方向、比例增益、积分时间、微分时间这些重要参数，使用自动调谐功能能获得最佳的PID控制效果。有关控制参数的设定内容如表1所示。 项目控制要求与分析 二、项目控制要求与分析 表1 参数的设定内容 自动调谐能够自动设定动作方向、比例增益、积分时间、微分时间这些重要参数，使用自动调谐功能能获得最佳的PID控制效果。有关控制参数的设定内容如表1所示。 6 目 录 教学目的 项目控制要求与分析 项目实现 研讨与训练 三、项目实现 1.I/O(输入/输出)分配表 表2 I/O(输入/输出)分配表 1.输入和输出点分配 输入和输出点分配如表2所示。 8 2.硬件接线 三、项目实现 图2 PLC硬件接线图 表3 项目所需设备、工具、材料 2.硬件接线 项目所需设备、工具、材料如表3所示。按图2接好线。配线时，应使用带屏蔽的补偿导线和模拟输入电缆配合，屏蔽一切可能产生的干扰。FX2N-4AD-TC的特殊功能模块编号为0。 9 三、项目实现 3.编程 图3 PLC梯形图 3.编程 用S (X10）作为执行自动调谐及PID控制的开关。 控制用参数的设定值在PID运算前必须预先通过指令写入，如图3，程序第0步开始， M8002为初始化脉冲，用MOV指令将目标值、输入滤波常数、微分增益、输出值上限、输出值下限的设定值分别传送给数据寄存器D500、D512、D515、D532、D533。 10 三、项目实现 3.编程 图3 PLC梯形图 程序26~28步，使MO得电，使用自动调谐功能是为了得到最佳PID控制，自动调谐不能自动设定的参数必须通过指令设定。 11 三、项目实现 3.编程 图3 PLC梯形图 在29~45步之间用MOV指令将自动调谐用的参数（自动调谐采用时间、动作方向自动调谱开始、自动调谐用输出值)分别传送给数据寄存器D510、D511、D502。 12 三、项目实现 3.编程 图3 PLC梯形图 程序52~101步,对FXz-4AD-TC进行确认、模式设定，且在PLC运行中读取来自FXnx-4AD-TC的数据送到PLC的D501中，102~113步对PID动作进行初始化。 13 三、项目实现 3.编程 图3 PLC梯形图 114~125步，X10闭合，在自动调谐后实行PID控制，当自动调谐开始时的测定值达到目标值变化量的1/3以上，则自动调谐结束， 14 三、项目实现 3.编程 图3 PLC梯形图 程序126~138步，自动调谐结束，转移到通常动作，M1复位，46~51步，将通常动作的采样时间设定值500ms用脉冲执行型MOV (P)指令送给D510，进行PID控制。 15 三、项目实现 3.编程 图3 PLC梯形图 ＜ ＞ 程序147~153步中，当T246累积的时间值小于D502内的数值时，触点比较指令相当于一个触点而接通，且因PD运行中，M3是动作的，故Y1接通，加热器通电而加热; 当T246累积的时间值大于D502内的数值时,触点比较指令相当于一个触点而断开。 16 三、项目实现 3.编程 图3 PLC梯形图 程序139～146步中，加热器动作周期T246设为2s，当加热器动作周期2s 到，通过复位指令将T246清零，重新计时。 17 三、项目实现 3.编程 图3 PLC梯形图 当控制参数的设定值或PD运算中的数据发生错误时，则运算错误标志辅助继电器 M8067变为ON状态，通过YO输出给故障指示灯显示。 18 三、项目实现 4.运行并调试程序 ①将图3所示的梯形图程序输入到计算机，检查电源正确无误。 ②将开关S置X10，观察程序的运行情况。 ③调试运行记录。 4.运行并调试程序 ①将图3所示的梯形图程序输入到计算机，检查电源正确无误。 ②将开关S置X10，观察程序的运行情况。 ③调试运行记录。 19 目 录 教学目的 项目控制要求与分析 项目实现 研讨与训练 四、研讨与训练 1）模拟量输入模块与输出模块的瞬时值及设定值等数据的读出与写入采用什么指令? 2）PID指令中控制用参数如何设定? 同学们， 1）模拟量输入模块与输出模块的瞬时值及设定值等数据的读出与写入采用什么指令? 2）PID指令中控制用参数如何设定? 21 谢谢聆听！ $$