當(dāng)前位置:首頁 > 工業(yè)控制 > 《機電信息》
[導(dǎo)讀]摘要:為了提高溫度控制的準(zhǔn)確性、有效性,設(shè)計了一款基于MCGS和S7-1200的溫度控制系統(tǒng)。對工藝流程和主要軟件設(shè)計進行了簡要概述及研究,并通過鍋爐溫度控制實驗驗證了該系統(tǒng)的精確性,在工業(yè)生產(chǎn)中有一定的借鑒意義。

引言

溫度控制與日常生活及工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的聯(lián)系非常緊密,生活中隨處可見。譬如溫室里需要控制溫度以保證溫室中植物、作物能夠在適宜溫度條件下進行生產(chǎn):在工業(yè)上,一些大型的發(fā)酵缸、鍋爐需要通過控制溫度來確保工業(yè)生產(chǎn)的效率及產(chǎn)出物的質(zhì)量,如果不對溫度進行控制,可能會出現(xiàn)各類問題甚至導(dǎo)致事故。

很多場所的溫度都需要進行實時監(jiān)控并根據(jù)實時溫度進行調(diào)整,但以往的溫度控制是由人工完成的,這導(dǎo)致溫度控制并不精確且容易發(fā)生意外。本文設(shè)計的溫度控制系統(tǒng)采用S7-1200采集溫度數(shù)據(jù),上位機通過MCGS組態(tài)軟件監(jiān)控,實時顯示溫度變化。

1系統(tǒng)工藝流程概述

通過上位機給PLC發(fā)出指令,將鍋爐的水溫控制在事先在上位機上設(shè)定好的溫度,PLC根據(jù)Pt100溫度傳感器反饋得到的溫度與設(shè)定溫度進行比較,再經(jīng)過P1D控制算法運算,由1/o模塊輸出電流信號。通過調(diào)壓模塊把4~20mA的電流信號轉(zhuǎn)化成0~220V的電壓信號,調(diào)整電加熱器的功率,使得鍋爐里水的溫度控制在事先設(shè)定的溫度。在溫度控制過程中,由基于MCGS組態(tài)軟件的上位機可以實時監(jiān)控到鍋爐內(nèi)的溫度變化,人機交互性好。

系統(tǒng)的工藝流程圖如圖1所示。

2溫度控制系統(tǒng)功能實現(xiàn)

S7-1200系列是一款功能強大、成本低廉的可編程邏輯控制器,是S7-200的升級版,延續(xù)了200緊湊型設(shè)計的同時節(jié)省了控制面板的空間。S7-1200還進行了功能上的升級,在研發(fā)過程中充分考慮了系統(tǒng)、控制器、人機交互界面的完美協(xié)調(diào),因此它可以滿足各種中小型自動化系統(tǒng)的要求[1]。MCGS是基于windowS平臺的組態(tài)軟件系統(tǒng),它可以快速構(gòu)造并生成上位機監(jiān)控系統(tǒng),具有功能完善、操作簡便、可視性好等特點[2]。

2.1基于S7-1200的下位機設(shè)計

下位機的功能就是接收上位機命令,給執(zhí)行元件發(fā)出控制信號,并接收設(shè)備的狀態(tài)模擬信號后轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號反饋給上位機。本系統(tǒng)采用S7-1200PLC設(shè)計下位機,不僅可以接收鍋爐內(nèi)的溫度信號轉(zhuǎn)化給上位機,同時還要接收上位機反饋的命令,由算法計算得到輸出,通過信號模塊SM1234去控制調(diào)壓模塊等執(zhí)行元件。溫度控制流程圖如圖2所示。

其中PLC的核心程序包括P1D算法程序和1/o模塊程序,P1D梯形圖如圖3所示,1/o模塊梯形圖如圖4、圖5所示。

2.2PlD算法

在工業(yè)生產(chǎn)中,PID控制算法是應(yīng)用最普遍的控制算法。其原理就是把被控對象如溫度、壓力等設(shè)定為一個值,然后通過測量技術(shù)測出被控對象的實際值,兩者對比求出差值,通過PID算法得到輸出信號,來控制執(zhí)行元件增大或減少輸出,從而達到被控對象逐漸趨于設(shè)定值的目的。PID控制算法的公式如下所示:

式中,Kp為比例系數(shù):Ki為積分系數(shù):Kd為微分系數(shù)。

2.3基于MCGS的上位機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

MCGS有三個版本,本文用的是MCGS通用版,可以方便、快捷地在上位機中設(shè)計實時監(jiān)控系統(tǒng)。在新建組態(tài)中添加新設(shè)備S7-1200后,如圖6所示。

本文是以鍋爐溫度控制為例建立基于MCGS的實時監(jiān)控界面,設(shè)計完成后的控制界面如圖7所示。

在該界面可以查看歷史數(shù)據(jù)和歷史曲線,同時包括參數(shù)設(shè)置按鈕、通信狀態(tài)查看按鈕,可以很直觀地查看控制過程中溫度的變化以及各個模塊的工作狀態(tài)。

3實驗結(jié)果

本文實驗具體步驟為:

(1)將PC網(wǎng)線連接到對應(yīng)的S7-1200可編程控制器(PC上的組態(tài)軟件里設(shè)置的IP與PLC對應(yīng)):在傳感器信號輸出區(qū)域,將內(nèi)膽溫度信號用實驗線連接到PLC的AI0信號輸入端,正負一一對應(yīng):將PLC輸出信號Ao0連接到執(zhí)行器控制信號輸入?yún)^(qū)的調(diào)壓模塊信號端口,Ao1連接到氣動調(diào)節(jié)閥信號端口,正負一一對應(yīng):將手動閥門1V1打開,手動閥門1V2關(guān)閉。

(2)打開控制臺柜的總電源,再打開PLC電源,打開氣泵為氣動調(diào)節(jié)閥供氣。

(3)打開計算機上的MCGS運行環(huán)境,選擇"系統(tǒng)管理"下拉菜單中的"用戶登錄",出現(xiàn)"用戶登錄"界面。點擊"確認",用戶登錄完畢。

(4)選擇"單回路控制實驗"下拉菜單中的"溫度控制實驗"。

(5)點擊"參數(shù)設(shè)置",出現(xiàn)如圖8所示的界面。

將AI0量程設(shè)置為0~100,點擊退出,參數(shù)設(shè)置完畢。

觀察鍋爐水標(biāo),水位在水標(biāo)的2/3以上,將手動閥門1V1關(guān)閉。

在控制柜面板上打開加熱器開關(guān)。

設(shè)定初值和PID各個系數(shù)并選擇PLC控制方式。

記錄的溫度曲線如圖9所示。

由圖9可以看出,溫度曲線趨于穩(wěn)定的速度很快,并且波動小,可以精確有效地控制鍋爐內(nèi)溫度。

4結(jié)語

基于MCGS和S7-1200的溫度控制系統(tǒng)可以精確控制溫度,對工業(yè)生產(chǎn)中鍋爐的溫度控制有重要意義。

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點,本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實性等。需要轉(zhuǎn)載請聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請及時聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫毥谦F公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)解決方案公司Trianz今天宣布,該公司與Amazon Web Services (AWS)簽訂了...

關(guān)鍵字: AWS AN BSP 數(shù)字化

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運行,同時企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險,如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對日本游戲市場的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機 衛(wèi)星通信

要點: 有效應(yīng)對環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競爭力 堅持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強核心競爭優(yōu)勢...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運營商 數(shù)字經(jīng)濟

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺與中國電影電視技術(shù)學(xué)會聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會上宣布正式成立。 活動現(xiàn)場 NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會上,軟通動力信息技術(shù)(集團)股份有限公司(以下簡稱"軟通動力")與長三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉