摘要:熔化箱是一个恒温调节系统,对温度稳定度要求很高。本方案利用西门子的S7-200 PLC 226中的PID控制调节功能模块,实现对温度的稳定调节,控制简单,温度控制准确,同时对整个系统的顺序动作进行集中控制,并对超限、超温等异常情况进行自动处理和声光报警。
关键词:PLC PID
中图分类号: 文献标识码:A文章编号:1007-9416(2010)05-0000-00
引言
PTG是一种氨纶生产中的化工原料,其部分工序处理方法,仍依靠原日本工艺。象PTG熔化箱控制系统仍沿用原日本工艺,采用日本YOKOGAWA公司出品的温控表进行控制。该温控表功能有限,造价高,系统构成繁杂,工艺操作监视缺乏灵活性,我们组织有关人员,采用以Siemens公司S7-200的典型产品PLC 226为核心的控制系统,对该系统重新设计。该系统专门面向中小型生产规模的过程控制,具有紧凑的设计,低廉的价格,强大的指令,可以近乎完美的满足小规模的控制要求。特别是其系统软件中的PID控制功能模块,可简单地实现复杂的PID控制,对实现整个工艺过程的精确控制,起到了决定性作用。系统投入运行后,取得了良好的经济效益。
1 系统简介
1.1 动作描述
系统初始化后启动,门机得电动作,由K1(开门到位行程开关)、K2(关门到位行程开关)控制门的开关限位,装入桶装MDI后,按下启动开关,系统自动运行。门机反向动作,进入关门动作,关门到位后,由热敏电阻T给PLC提供实时温度信号,经PLC运算后,输出4—20mADC电流信号,控制调节阀TF的开关,进行PID调节,使温度按预定斜率升值设定温度t,此时放置计时器动作,开始计时,经放置时间后,关闭调节阀TF,打开泄压阀XF放出蒸汽,降低压力,经压力变送器P检测实时压力,达到安全压力后,门机动作,门打开,开门到位后,发出声光信号,等待下一工序指令。
1.2 示意图(见图1)
2 系统原理
2.1 主要硬件
Siemens S7-200PLC(CPU226)西门子公司
压力变送器 EJA220A重庆横河仪表公司
热电阻 WZP-84 PT100安徽天康热仪公司
调节阀 CONTROL VALUE 4—20mADC无锡工装仪表公司
2.2 软件
西门子公司STEP7-Micro/Win32 3.2操作系统
STEP7-Micro/Win32 3.2版STEP7-Micro/Win32软件工具包是基于Windows的应用软件,它支持32位WindowsXP,Windows98,和WindowsNT使用环境。
2.3 核心控制部分:
PID程序实现
NETWORK 1 // 主程序
// 次扫描时,调用初始化子例行程序
LD SM0.1
CALL SBR_0
NETWORK 1 // 子例行程序0
// 载入PID参数,并附加PID中断例行程序
LD SM0.0
MOVR XXXX VD104 // 载入循环定点 = XXXX
MOVR XXXX VD112 // 载入循环增益 =XXXX
MOVR XXXX VD116 // 载入循环采样时间 =XXXX
MOVR XXXX VD120 // 载入积分时间 = XXXX
MOVR 0.0 VD124 // 设置无微分计算
MOVB 100 SMB34 // 为定时中断INT_0
// 设置定时间隔(100毫秒)。
ATCH INT_0 10 // 设置定时中断,激活
// PID执行。
ENI // 启用中断
NETWORK 1 // 中断0
// 将PV标度为标准化实数
LD SM0.0[1]
ITD AIW0 AC0 // 将整数数值转换为双整数
DTR AC0 AC0 // 将双整数转换为实数
/R 32000.0 AC0 // 使数值正常化
MOVR AC0 VD100 // 将正常化PV存储在循环表中
NETWORK 2
// 位于自动模式时执行循环
LD I0.0
PID VB100 0
NETWORK 3
// 将输出Mn标度为整数。
// Mn是一个单极数值,不能为负数。
LD SM0.0[2]
MOVR VD108 AC0 // 将循环输出移至累加器
*R 32000.0 AC0 // 标度累加器中的数值
ROUND AC0 AC0 // 将实数转换为双整数
DTI AC0 AC0 // 将双整数转换为整数
MOVW AC0 AQW0 // 将数值写入模拟输出
3 使用效果
本系统自采用PLC控制以来,一直正常可靠的运行,控制精确、稳定、可靠,其瞬时响应能力对产品质量的改善起了关键性作用,并在工艺过程的节能、降耗和优化控制方面起着积极的作用。
由于本装置全部由PLC完成,因此控制室内没有二次仪表,同时因为PLC的可靠性,只需进行定期的巡检和常规检查,平时几乎没有维护工作,从而大大减轻了仪表工的日常工作。
其次产品的温度曲线及历史记录也可通过PLC由电脑直接获得,并可直接生成日报、月报、年报表。
采用PLC控制系统,其硬件可靠,软件功能丰富,具有良好的组态和操作特性,为今后对工艺的进一步优化控制及先进控制系统的应用提供了便利,并为使生产过程报表融于全厂的信息管理系统打下基础。
参考文献
[1]STEP7-Micro/Win32 3.2使用手册.
[2]西门子S7-200使用大全.
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