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1、毕业设计(论文)题目名称:电气隧道窑的PLC控制系统 学院名称:电子信息学院 班 级: 学 号: 学生姓名:指导教师: 摘 要I系统介绍了基于西门子可编程控制器(PLC)S7-200和窑温控制系统的设计方案。硬件方面采用了CPU型号为224的S7-200、K型热电偶和模数转换模块EM231。热电偶作为温度的采集元件,采集的信号经过EM231的处理后就可把数据送入PLC中进行处理。PLC通过PID算法,将输出的数据传送给EM232模块,EM232输出相应的模拟量控制晶闸管的导通,从而实现温度的自动控制。实验结果表明,采用了PID调节思想程序的PLC系统,具有反应速度快,超调量小,调节迅速,精度高
2、等特点。 关键词:温度控制,可编程控制器,PID IIAbstractThis thesis mainly introduces a design of temperature control system with SIMATIC programmable logic controller (PLC) S7-200 and the King view configuration soft .We use the PLC s7-200 with cup 224、the K type thermocouple and temperature module EM231 as the hardwar
3、e . The thermocouple can measure the temperature of the stove, and translate the temperature signal to the voltage signal. And then the EM232 will transmit it to the PLC after disposing the signal .This system use positional type PID arithmetic and Pulse-Width Modulation methodology .And the procedu
4、re use idea of coarse adjustment algorithm and the fine adjustment algorithm. The procedure will run with different PID parameter in different condition.The experimental results show that,the plc can work reliably, stably. The system using coarse adjustment algorithm and the fine adjustment algorith
5、m can get a better result. That is fast response, small overshoot, rapid adjustment, high accuracy. The King view is powerful, easy to operate. We can speculate that configuration software will have a good prospect for development. Keywords:Temperature Control, PLC, PID, King ViewII目 录1 引言11.1 课题背景1
6、1.2 研究意义22 设计内容及总体方案32.1 设计要求32.2 内容概述32.3 总体设计方案33 加热主电路设计53.1 加热主电路53.2 硅钼棒53.2.1 硅钼棒参数及选型53.2.2 硅钼棒的特点73.3 可控硅83.3.1 简介83.3.2 选型84 电机主电路设计104.1 电机主电路104.2 电机选型104.2.1 选型104.2.2 电动机相关技术参数115 硬件配置125.1 PLC的选择125.1.1 西门子S7-200125.1.2 CPU224具体参数135.2 测温模块的选择135.2.1 热电偶模块135.2.2 方案比较175.3 EM232模拟量输出模块
7、186 控制算法描述196.1 PID控制介绍186.2 PID控制算法20III6.3 PID在PLC中的应用206.3.1 建立PID回路表206.3.2 对收入采样数据进行归一化处理206.3.3 对PID输出数据进行工程量化处理216.4 PID参数整定217 电气控制原理图227.1 PLC的I/O分配227.2 电压调制器237.2.1 选型237.2.2 调压器主要参数237.2.3 工作原理23IV 中原工学院毕业设计(论文)7.3 PLC外部接线图(见附录3、附录4)248 器件选型258.1 接触器258.1.1 接触器的工作原理258.1.2 选型258.2 低压断路器2
8、68.2.1 简介268.2.2 断路器选型268.3 热继电器278.4 快速熔断器288.5 电阻、电容的选择298.5.1 电压上升率dv/dt的抑制298.5.2 整流晶闸管阻容吸收元件的选择308.6 元器件清单(见附录5)309 系统软件实现319.1 方案设计319.2 PID指令回路319.3 程序流程图329.4 PLC程序(见附录6)339.5 程序调试3310 结论3411 参考文献3512 致谢3613 附录37附录1 加热主电路图附录2 电机主电路设计附录3 PLC外部接线图1附录4 PLC外部接线图2附录5 元器件清单附录6 PLC程序附录7 电气说明书V1 引言1
9、.1课题背景温度在工业生产中极其重要,任何物理变化和化学反应过程都与温度密不可分。温度控制系统以温度作为被控制量的反馈控制系统。在化工、石油、冶金等生产过程的物理过程和化学反应中,温度往往是一个很重要的量,需要准确地加以控制。除了这些部门之外,温度控制系统还广泛应用于其他领域,是用途很广的一类工业控制系统。温度控制系统常用来保持温度恒定或者使温度按照某种规定的程序变化。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制,所采用的加热方式,燃料,控制方案也有所不同。例如冶金、机械、食品、化工等各类工业生产中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等;燃料有煤气、天然气、油、电等。温度控制系统的工艺过程复杂多变
10、,具有不确定性,因此对系统要求更为先进的控制技术和控制理论。温度控制系统在工业生产中获得了广泛的应用,在工农业生产、国防、科研以及日常生活等领域占有重要的地位。温度控制系统是人类供热、取暖的主要设备的驱动来源,它的出现迄今已有两百余年的历史。期间,从低级到高级,从简单到复杂,随着生产力的发展和对温度控制精度要求的不断提高,温度控制系统的控制技术得到迅速发展。温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛,但从生产的温度控制器来讲,总体发展水平仍然不高,同日本、美国、德国等先进国家相比有着较大差距。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
11、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,还没有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现场调试确定。国外温度控制系统发展迅速,并在智能化、自适应、参数自整定等方面取得成果。日本、美国、德国、瑞典等技术领先,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。当前在控制领域中,虽然逐步采用了电子计算机这个先进技术工具,特别是石油化工企业普
12、遍采用了分散控制系统(DCS)。但就其控制策略而言,占统治地位的仍然是常规的PID控制。PID结构简单、稳定性好、工作可靠、使用中不必弄清系统的数学模型。PID的使用已经有60多年了,可见它的生命力之强,也说明了它的重要性。1.2研究意义隧道窑是现代化的连续式烧成的热工设备,广泛用于陶瓷产品的焙烧生产,在磨料等冶金行业中也有应用。近年来, 随着国家能源结构的调整、环保措施的加强, 越来越多的煤烧隧道窑面临着改造和淘汰的可能。隧道窑属于逆流操作的热工设备,即窑车上的制品,由推车机的推动,在隧道内连续或间歇移动,并完成预热、烧成、冷却过程。电窑的烧成工艺区段有1.预热带2.低温带3.高温带4.冷却
13、带。如下图所示:图1-1 电窑烧成区段示意图窑的各带长度确定的一般原则:1.预热带长度应根据排出废气温度来确定,废气离开排烟机温,温度应低于250;2.烧成带长度根据保温时间来确定;3.冷却带长度根据出窑制品的温度来确定,一般应低于100.电能具有无污染的优点,且都完全符合陶瓷模具烧成窑炉的能源选择原则。在水电丰富,电价便宜的地区,可采用电作为能源烧成陶瓷模具。电能无污染,烧成中以辐射传热为主。陶瓷磨具窑炉按能源种类分为燃料窑炉和电热窑炉两大类,按烧成过程的工作方式分为连续式窑炉和间歇式窑炉。连续式窑炉包括隧道窑,辊道窑,推板窑。我国目前常用的为传统的燃气。燃料及电热窑车式隧道窑。国际上新型隧
14、道窑在我国陶瓷磨具行业尚未大量采用。间歇窑包括抽屉窑(车式窑),钟罩窑,倒焰窑等。我国陶瓷磨具行业的大中型企业已经采用了一批现代燃气或燃料油抽屉及钟罩窑,而大多数中小型企业仍以燃料煤为主,少数企业采用燃气倒窑焰。2设计内容及总体方案2.1设计要求干燥后的砂轮必须经过烧成才能成为磨具砂轮,电窑的烧成工艺区段是:1.预热带2.低温带3.高温带4.冷却带。系统采用硅钼棒电加热,电气自动控制系统控制温度;液压推进器控制砂轮小车的进窑速度;电动机控制送风机、排风机和油泵。控制系统由温度控制系统、液压控制系统和PLC、电动机等组成。工艺要求:1.电窑功率160千瓦;2. 电窑最高温度1300度;3.油泵电
15、机功率0.55千瓦。2.2内容概述32米电加热隧道窑是生产陶瓷砂轮的专用设备,装机容量160KW,主电路采用星形接法,发热元件采用硅钼棒,三组加热为独立控制方式,工作温度为1250,要求温度的误差为5,控温电路设计为大功率晶闸管/调压方式,并有适当的保护电路。1、三组加热方式为独立方式,根据硅钼棒的特点,选择主电路的晶闸管控温方式。2. 按上述要求设计出电路图并选择元器件参数。3. 在继电器基础上设计PLC系统,并设计出PLC外围硬件图。4. 采用PLC现场调试。2.3总体设计方案系统框图见图2-1。图2-1 系统基本结构隧道窑温度控制系统基本构成如图2-1所示, 它由硅钼棒、 传感器、 信号
16、处理、 A/D模块、 PLC主控系统、 触发模块、 可控硅(SCR) 七部分组成。PLC是电阻炉温度控制的主控核心。传感器采集的硅钼棒加热对象的温度信号,通过信号采集电路处理,A/D模块,将模拟电压信号转化为数字量, 然后PLC将系统给定的温度值与反馈回来的温度值进行处理,通过过零触发模块,触发可控硅(SCR)按一定的占空比导通,控制了硅钼棒两端的通电时间,实现电炉温度控制。3 加热主电路设计3.1加热主电路32米电加热隧道窑是生产陶瓷砂轮的专用设备,装机容量160KW,主电路采用星形接法,发热原件采用硅钼棒,三组加热为独立控制方式,工作温度为1250,要求温度的误差为5,控温电路设计为大功率
17、晶闸管/调压方式,并有适当的保护电路。电路图如下:断路器QA1控制加热系统的启停。熔断器FA1、FA2、FA3的作用有二:其一,为了保护可控硅;其二,为整个加热系统起到断路保护的作用。阻容保护的作用是限制加在晶闸管上的正向电压上升率dv/dt。图3-1 加热主电路3.2硅钼棒3.2.1硅钼棒参数及选型 表3-1 硅钼棒参数图根据需要,本设计采用加热元件型号如下: 硅钼棒 6mm/12mm 冷端600mm热端300mm 共60支 加热方式:采用3组晶闸管调压、调功独立控制。硅钼棒的参数为: 装机容量:2.28KW60=136.8KW 故装机容量设为160KW。3.2.2 硅钼棒的特点a:硅钼棒的
18、化学性质硅钼棒在高温氧化气氛下,表面生成一层石英保护层防止硅钼棒继续氧化。当元件温度大于1700时,石英保护层熔融,元件在氧化气氛下,继续使用,石英保护层重新生成。硅钼棒不宜在400-700范围内长期使用,否则元件会因低温的强烈氧化作用而粉化。b: 硅钼棒元件的安装 硅钼棒元件在常温下脆性较大,高温时又有可塑性,所以U型棒最好是垂直悬挂安装,若需水平安装,请选用高温耐火材料支撑,把硅钼棒水平放置。元件圆锥部分一定要延伸到炉膛内,硅钼棒夹具不能一次拧的太紧,待元件升到高温时,再次拧紧,这样元件不易折断,炉顶保温性能要好,一般炉顶温度不能超过300。夹头导线与元件接触电压应低于0.1V,为避免幅射
19、热传到夹头,夹头下端和塞砖上面的距离不应小于50mm。6元件不能长期使用170A,9元件不能长期使用300A。由加热主电路图可知: 调功方式:由于单个硅钼棒的工作电压为15.2V,故可将20个硅钼棒串联。 即: 15.220=304V380V,故硅钼棒可正常工作。 3.3可控硅3.3.1简介可控硅又叫晶闸管。自从20世纪50年代问世以来已经发展成了一个大的家族,它的主要成员有单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、快速晶闸管,等等。今天大家使用的是单向晶闸管,也就是人们常说的普通晶闸管,它是由四层半导体材料组成的,有三个PN结,对外有三个电极图2(a):第一层P型半导体引
20、出的电极叫阳极A,第三层P型半导体引出的电极叫控制极G,第四层N型半导体引出的电极叫阴极K。从晶闸管的电路符号图2(b)可以看到,它和二极管一样是一种单方向导电的器件,关键是多了一个控制极G,这就使它具有与二极管完全不同的工作特性。图3-2 晶闸管基本结构3.3.2选型加热系统主回路采用两只晶闸管反并联后串联在交流电路中 ,控制晶闸管就可控制交流电力 ,以达到控制温度的目的。晶闸管的触发电路属于过零触发型 ,即晶闸管触发导通的时刻总是在电压和电流过零的时刻 ,每次过零触发导通输出正弦波的数量是被控制的 ,由此连续调节输出加热功率来实现温度的控制。由于输出的是完整的正弦波 ,其辐射小 ,传导干扰
21、及负载的瞬态浪涌电流也最小。晶闸管的电流有效值: (4-8)当=0时, (4-9)晶闸管的额定电流:=170.7A-341.4A (4-10)考虑到安全余量,选取晶闸管的额定电流为:=500A (4-11) 可控硅在门极无信号,控制电流Ig为0时,在阳(A)一一阴(K)极之间加(J2)处于反向偏置,所以,器件呈高阻抗状态,称为正向阻断状态,若增大UAK而达到一定值VBO,可控硅由阻断突然转为导通,这个VBO值称为正向转折电压,这种导通是非正常导通,会减短器件的寿命。所以必须选择足够正向重复阻断峰值电压(VDRM)。在阳一一阴极之间加上反向电压时,器件的第一和第三PN结(J1和J3)处于反向偏置
22、,呈阻断状态。当加大反向电压达到一定值VRB时可控硅的反向从阻断突然转变为导通状态,此时是反向击穿,器件会被损坏。而且VBO和VRB值随电压的重复施加而变小。在感性负载的情况下,如磁选设备的整流装置。在关断的时候会产生很高的电压( =-Ldi/dt),如果电路上未有良好的吸收回路,此电压将会损坏可控硅器件。因此,器件也必须有足够的反向耐压VRRM。可控硅在变流器(如电机车)中工作时,必须能够以电源频率重复地经受一定的过电压而不影响其工作,所以正反向峰值电压参数VDRM、VRRM应保证在正常使用电压峰值的2-3倍以上,考虑到一些可能会出现的浪涌电压因素,在选择代用参数的时候,只能向高一档的参数选
23、取。 峰值电压:Uf=2U=1.414U=311V则晶闸管额定电压为:(23)Uf=622933V考虑到安全余量,选择晶闸管的额定电压为1000V。故选取晶闸管型号为:KP500A1000V 型号说明: K P 500A 1000V 正反向重复峰值电压级别 额定通态平均电流系列 表示普通的反向阻断型 表示闸流特性4 电机主电路设计 4.1 电机主电路电机主电路如下所示:三台电机分别控制进风机、排风机、油泵。三台电机分别用MA1,MA2,MA3代表。交流接触器分别为QA11,QA12,QA13,BB1,BB2,BB3分别为三台电机过载保护用的热继电器。QA8,QA9,QA10分别为三台电机的主电
24、路的隔离开关,QA0为主电源电路总开关。电窑运行时,首先闭合隔离开关QA10,通电使交流接触器QA13吸合,窑车运行。当窑内温度过高时,需闭合隔离开关QA8,QA9,送风排风电机工作,排出热风。图4-1 电机主电路4.2电机选型4.2.1 选型根据系统要求,排风电机和进风电机选择型号为:Y80M2-4型电动机,油泵电机选择Y80M1-4型电动机。Y系列电动机是一般用途的全封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。安装尺寸和功率等级符合IEC标准,外壳防护等级为IP44,冷却方法为IC411,连续工作制(S1)。适用于驱动无特殊要求的机械设备,如机床、泵、风机、压缩机、搅拌机、运输机械、农业机械、食品机
25、械等。Y系列电动机效率高、节能、堵转转矩高、噪音低、振动小、运行安全可靠。Y80315电动机符合Y系列(IP44)三相异步电动机技术条件JB/T9616-1999。Y355电动机符合Y系列(IP44)三相异步电动机技术条件JB5274-91。Y80315电动机采用B级绝缘。Y355电动机采用F级绝缘。额定电压为380V,额定频率为50Hz。功率3kW及以下为Y接法;其它功率均为接法。电动机运行地点的海拔不超过1000m;环境空气温度随季节变化,但不超过40;最低环境空气温度为-15;最湿月月平均最高相对湿度为90%;同时该月月平均最低温度不高于25。4.2.2 电动机相关技术参数Y80M2-4
26、型电动机:额定电压:380V 额定电流:2.0A 额定功率:0.75KW 转速:1390r/min效率:74.5% 功率因数:0.76 堵转电流额定电流:6A堵转转矩额定转矩:2.3 最大转矩额定转矩:2.3最小转矩额定转矩: 1.7Y80M1-4型电动机:额定电压:380V 额定电流:1.5A 额定功率:0.55KW 转速:1390r/min效率:73% 功率因数:0.76 堵转电流额定电流:6A堵转转矩额定转矩:2.4 最大转矩额定转矩:2.3最小转矩额定转矩: 1.7 5 硬件配置5.1 PLC的选择PLC的品牌有西门子、欧姆龙、三菱、AB、松下、日立、光洋等。但AB、松下、日立、光洋品
27、牌的PLC在国内的普及率远不如西门子、三菱、欧姆龙。西门子的PLC编程的灵活性是三菱没法比拟的,有很多功能西门子很容易实现,三菱却不能。三菱的PLC编程比较容易上手,但是在大型的宏程序上,和西门子还是有差别的,大型的设备控制还是用西门子的会好些。 在价格上小型机,西门子已经国产化,价格相对较低。当然,其成功的关键也来自于产品的合格性与良好的服务态度。西门子PLC是更多消费者的首选品牌,因而选择使用西门子的PLC来进行本设计。5.1.1西门子S7-200S7-200系列可编程控制器有CPU21X系列,CPU22X系列,其中CPU22X型可编程控制器提供了4个不同的基本型号,常见的有CPU221,
28、CPU222,CPU224和CPU226四种基本型号。小型PLC中,CPU221价格低廉能满足多种集成功能的需要。CPU 222是S7-200家族中低成本的单元,通过可连接的扩展模块即可处理模拟量。CPU 224具有更多的输入输出点及更大的存储器。CPU 226和226XM是功能最强的单元,可完全满足一些中小型复杂控制系统的要求。S7-200系列PLC可提供4种不同的基本单元和6种型号的扩展单元。其系统构成包括基本单元、扩展单元、编程器、存储卡、写入器、文本显示器等。本论文采用的是CUP224。它具有14个输入点和10个输出点。S7-200系列的基本单元如表5-1所示。表5-1 S7-200系
29、列PLC中CPU22X的基本单元型 号输入点输出点可带扩展模块数CPU221640CPU222862个扩展模块CPU22414107个扩展模块CPU224XP24167个扩展模块CPU22624167个扩展模块5.1.2 CPU224具体参数表5-2 CPU 224 AC/DC/继电器I/O特性数字量输入14 输入数字量输出10 输出模拟量输入无模拟量输出无允许最大的扩展I/O模块7个模块允许最大的智能模块7个模块脉冲捕捉输入14单相计数器6,每个30KHz两相计数器4,每个20KHz脉冲输出2个20KHz(仅限于DC输出)5.2 测温模块的选择5.2.1 热电偶模块热电偶是一种感温元件,它直
30、接测量温度,并把温度信号转换成热电动势信号,通过电气仪表,转换成被测介质的温度。热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势热电动势,这就是所谓热电偶是塞贝克效应。常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶,它有与其配套的显示仪表可每点额定电流(最大)2.0A供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶,一般也没有统一的分度表,主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶我国从1988年1月1日起,热电
31、偶和热电阻全部按IEC国际标准生产,并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。由于电加热隧道窑温度为12505。 表5-3 七种热电偶温度范围J型热电偶0760K型热电偶01370T型热电偶-100400E型热电偶01000R型热电偶5001750S型热电偶5001750B型热电偶5001800 因而采用的是K型热电阻。经分析可得温度控制有两种方案。方案一:选择西门子的热电偶和EM231 AI 4X 测温模块 K型热电偶将从隧道窑内采集的温度进行转换,并把温度信号转换成热电动势信号,将数据传送给EM231 AI 4X 测温模块,EM231测温模块进行数据处理分析,
32、再将处理完的数据送到PLC中。21a)EM231 AI4X热电偶 参数指标表5-4 EM231 AI4X热电偶物理I/O数4个模拟输入点耗电量自+5V DC(自I/O总线)87mA自L+20.4至28.8V DCLED 指示灯24V DC电源供电良好ON=无错,OFF=无24V DC电源,SF:ON=模块故障,闪烁=输入信号错误,OFF=无错模拟量输入特性共模输入范围120V AC共模抑制120dB 120V AC输入类型浮地热电偶输入范围热电偶类型(选一种) S,T,R,E,N,K,J ; 电压范围:+/-80mV输入分辨率温度0.1/0.1电压15位加符号位测温原理西格玛三角模块更新时间4
33、05ms线回路电阻(最大)100欧数据字格式电压:-27648至+27648输入阻抗1M欧分辨率15(含符号位)基本误差0.1FS冷节点误差1.5 b) 热电偶连接 图5-1 热电偶接线图c)EM 231热电偶模块传感器检测到温度转换成041mv的电压信号,系统需要配置模拟量输入模块把电压信号转换成数字信号再送入PLC中进行处理。在这里,我们选用了西门子EM231 4TC模拟量输入模块。EM231热电偶模块提供一个方便的,隔离的接口,用于七种热电偶类型:J、K、E、N、S、T和R型,它也允许连接微小的模拟量信号(80mV范围),所有连到模块上的热电偶必须是相同类型,且最好使用带屏蔽的热电偶传感
34、器。EM231模块需要用户通过DIP开关进行选择的有:热电偶的类型、断线检查、测量单位、冷端补偿和开路故障方向,用户可以很方便地通过位于模块下部的组态DIP开关进行以上选择,如图所示。本设计采用的是K型热电偶,结合其他的需要,我们设置DIP开关为00100000。对于EM231 4TC模块,SW1SW3用于选择热电偶类型,见表5-3 。SW4没有使用,SW5用于选择断线检测方向,SW6用于选择是否进行断线检测,SW7用于选择测量单位,SW8用于选择是否进行冷端补偿,见表5-3。为了使DIP开关设置起作用,用户需要给PLC的电源断电再通电。表 5-5 热电偶类型选择热电偶类型SWISW2SW3J
35、(默认)000K001T010E011R100S101N110+/-80mv111 表 5-6 热电偶其他设置DIP开关功能开/关状态SW5熔断方向正向标定0负定方向1SW6断线启动断线测量电流0禁止断线测量电流1SW7测量单位摄氏0华氏1SW8冷端启用冷端补偿启用0冷端补偿禁止1方案二:选择热电偶和西门子的EM231模数转换模块K型热电偶将从隧道窑内采集的温度进行转换,并把温度信号转换成热电动势信号,再通过温度变送器将电信号转换成标准的电信号010V的电压信号,将标准电压信号传送给EM231模数转换模块,EM231模块将收到的模拟量数据转换成相应的数字量数据032000。EM231A/D模块
36、再将处理后的数字量数据传送到PLC中,使PLC产生相应的动作。5.2.2 方案比较方案一:设计简单。热电偶将采集的硅钼棒加热对象的温度信号转换成相应的电信号,再将相应的电信号传输给EM231热电偶模块。方案二:设计复杂,但价格较低。热电偶将采集的硅钼棒加热对象的温度信号转换成相应的电信号,电信号通过温度变送器转换成010V的标准电压,再将标准的电压信号传输给EM231模数转换模块。EM231热电偶模块的市场价格比EM231模数转换模块高很高,考虑到设计成本的要求,本着节约的要求,因而选择方案二。5.3 EM232模拟量输出模块表5-7 EM232具体参数 EM232参数表规格参数2路输入 12
37、位精度功耗2W电源损耗+5V DC消耗电流20mA从L+70mA(带2路输出20mA)L+电压范围第2级或DC传感器供电20.4V280.VLED灯指示24V电源状态 亮正常 灭故障量程范围电压输出10V电流输出020mA数据字格式电压-32000+32000电流0+32000分辨率量程电压12位电流11位6 控制算法描述6.1 PID控制介绍PID控制一直是众多的控制算法中应用最为广泛的控制算法,以其原理组成的控制器是自动控制系统设计中最为经典的一种控制器。PID控制器以其结构简单、稳定性好、可靠工作、调整方便而成为工业过程控制中不可替代的主要技术之一。PID调节包含三个部分:比例调节、积分调节、微分调节。比例调节:按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用以减少偏差。积分调节:使系统消除稳态误差,提高无差度。微分调节:反应系统偏差信号的变化率,具有预见性,能预见偏差变化的趋势,因此能产生超前的控制作用,在偏差还没有形成之前,已被微分环节作用消除。如果一个 PI D回路的输出 M是时间 t的函数,则可以看作是比例项、 积分项和微分项三部分之和。即:以上各量都是连续量,第一项
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