基于PLC的溫度控制系統(tǒng)

作者：時間：2014-02-13 來源：網(wǎng)絡

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表1 溫度控制判斷表

根據(jù)表1，PLC 可以進行染色過程的溫度控制。

下面以斜率降溫為例，說明 PLC 的溫控過程。首先在主程序中判斷當前目標溫度是否小于上一步目標溫度，再判斷斜率不等于零，若滿足這兩個條件，就按照指定斜率降溫。在斜率降溫時，將降溫段曲線按時間分成若干個相等的小間隔，對每一小間隔計算出相應的溫度作為這一小段的溫度給定值，因而工藝曲線的降溫段可以用階梯性表示，如圖3 所示，又因為染機的大慣性，因而降溫曲線段可由圖4 表示。只要每一間隔的時間足夠小，則計算的每一間隔的溫度給定值與理想值的偏差就可忽略。本系統(tǒng)采用采樣時間將降溫段曲線分成相
兩次目標溫度比較斜率K 保溫時間t 當前動作圖示

K≠0 t="0" 按斜率升溫
T*-T*′>0 K≠0 t≠0 按斜率升溫后保溫
K=0 t="0" 直接升溫
K=0 t≠0 直接升溫后保溫
K≠0 t="0" ERROR
T*-T*′=0 K≠0 t≠0 保溫
K=0 t="0" ERROR
K=0 t≠0 保溫
K≠0 t="0" 按斜率降溫
T*-T*′0 K≠0 t≠0 按斜率降溫后保溫
K=0 t="0" 直接降溫
K=0 t≠0 直接降溫后保溫

等的小間隔，每個間隔的溫度設定值可由下式計算（其中 T 設J 為每一間隔的溫度給定值）：

同理，根據(jù)采樣周期、降溫斜率計算出降溫時間 t，再計算總采樣周期數(shù)N、溫差△T（其中T0 為溫控前的實際溫度，KJ 為降溫斜率，Tt 為采樣周期，T 為當前溫度）：

在斜率降溫時，為了能準確的控制溫度值，設定了差溫報警值Te 和控制輸出域值Tc，根據(jù)溫差△T 與它們的比較，得出以下控制規(guī)律：

a． △T＞0

1． △T≥Te，則全開冷卻閥并顯示“降溫太慢”，同時報警。

2． Tc＜△T＜Te，則開始PID 控制，得出控制量U 作為冷卻閥開啟時間。

3． △T＜Tc，自然動作，當前采樣周期數(shù)加1。

b． △T ＜0

1．|△T|≥Te，全開加熱閥并顯示“降溫太快”，同時報警。

2．|△T|＜Te, 關閉冷卻閥，并將當前采樣周期數(shù)加1。

5 結束語

本系統(tǒng)結構靈活，通過PROFIBUS-DP 總線將現(xiàn)場控制器互連成網(wǎng)，用戶可以在中控機上編輯各種條件下的溫度曲線，通過總線快速下傳給現(xiàn)場的控制器，使其依據(jù)接收到的溫度曲線控制染色過程中的溫度，同時可通過PROFIBUS—DP 控制網(wǎng)絡實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的上載。

本系統(tǒng)不但可以實現(xiàn)溫度控制，而且根據(jù)需要還可擴展其他染色工藝過程的控制如水位、液位等參數(shù)的控制，具有良好的發(fā)展前景。

本文作者創(chuàng)新點:采用S7-200PLC 作為生產現(xiàn)場的控制器，完成溫度控制，本系統(tǒng)能及時準確地控制染色產品的質量，將產品的質量隱患消滅在現(xiàn)場，保證染色一致性和一次準確化；通過PROFIBUS—DP 總線實現(xiàn)快速響應、高效率、低成本生產，大大提高染整設備的自動化、連續(xù)化、智能化水平，同時，應用網(wǎng)絡通信技術可為間歇式染色機與染色廠企業(yè)信息管理層、互連網(wǎng)的連網(wǎng)提供了基礎，使設備的控制系統(tǒng)具有開放性的體系結構。