计控课设标准版

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1、摘要本次课程设计利用PLC逻辑控制器实现温度PID控制，使Z快速、稳定、准确的达到要求的温度值。在硬件方面主要用到温度控制单元、计算机、S7-200PLC；而软件方面则通STEP7-Micro/WIN32编程软件对PLC的PII）指令进行操作,利用matlab软件PID参数的确定和仿真模拟，同时利用组态王软件实现过程的组态监控。实验需要在温度控制单元上进行连线，应用PLC的扩展模块——模拟量输入模块和模拟量输出模块对反馈回來的值进行处理，然后再送往PLC的CPU。可以用软件进行监控，观察系统达到稳定的时间，然后不断改变PID系数,使系统达到最佳。关键字:PLC；PID；Matlab

2、,组态王,温度控制绪论31.1简介31.2课题的主要内容和要求32.硬件设计52.1PID控制系统52.2用临界比例度法进行PID参数整定52.3控制要求72.4选择PLC型号和硬件82.4.1PLC型号选择82.4.2硬件选择82.5S7-200PLC的PID功能指令82.6I/O分配92.6.1I/O分配表92.5.2I/O模块扩展图103.软件设计113.1主程序流程图11PLC梯形图程序124.3语句表164.组态实现184.1组态王184.2定义硬件设备并添加工程变量184.3界面实现184.4组态分析19总结20参考文献21感谢22绪论1.1简介空调行业现在存在着巨大的

3、竞争，这种竞争是产品革新所产生的，产品革新主要围绕低碳环保进行，低碳环保在这个时代有着很重大的意义。传统的中央空调在这个时代已经没有竞争力，这个行业要想在这个时代生存下去或者有进一步的发展，必须要开发新市场。最近几年，中央空调企业在变频多联机市场和单元机市场以及离心机市场等领域进行创新，引发了在中央空调领域的进一步的发展。在中央空调领域，如何进一步节能，如何更好的满足人们的需求，就会在这个领域会有很大的发展，成为这个行业的领跑者。PLC可编程序控制器广泛地应用于工业生产过程的口动控制领域，使得工业门动化程度和生产效率得到极大的提高，通过PLC应用系统的设计，提高学生对实际问题的分析

4、和解决能力。1.2课题的主要内容和要求本次课程设计的主要任务是设计一个空调送风温度控制系统，其主要内容为：1.熟悉可编程序控制器和实验设备。2.掌握西门了S7-200的性能，熟悉编程环境。3.掌握建立计算机控制技术系统的方法，按系统要求组成系统，进行调试以满足给定指标。4.书写课程设计论文一份（3000-5000字），绘制系统结构图，提供程序梯形图。具体要求如下：1）•利用西门了PLC设计空调送风温度控制系统，编写程序。完成以下工作：2）•完成PLC的选型，进行I/O分配。3）将空调机组送风温度信号转化成电信号传送到PLC或计算机，利用PI或PID算法进行运算。4）.利用计算结果调

5、节冷冻水电动阀阀门开度，控制空调送风温度（内容2一1」5£1+65）。G（s）=和3可用matlab仿真实现。控制系统数学模型为利用组态王完成上位机组态设计。5）控制时调节时间小于10s,最大超调不大于5%。2・硬件设计2.1PID控制系统木课题利用计算结杲调节冷冻水电动阀阀门开度，控制空调送风温度。控G(s)=制系统数学模型为一1」5£1+65利用matlab仿真可确定PTD参数达到控制时调节时间小于10s,最大超调不大于5%的要求。本次设计采用闭环控制。闭环控制的基础是反馈。反馈控制是现在白动控制中常用的控制技术，本次设计采用的PID控制也是一种常用的反馈控制。反馈最基木的组成

6、部分测量部分、比较部分和执行部分。首先需耍传感器测量出相应的值，然后与期望值相对应，根据其差距进行对输入进行调节。PID控制即比例、积分和微分。其中需耍设计三个参数(PK,IT和DT),通过这三个参数对期望值与测量值进行计算，从而得到需耍对输入量的执行控制。PID控制的优点：第一，PID应用范围广。第二，PID参数较易整定。笫三，PID控制器在实践中也不断的得到改进。2.2用临界比例度法进行PID参数整定整定原则：三个参数的的设置是有相互关系的，系统在运行时也可对参数进行细调：被控物理量在FI标值附近振荡，首先加大积分时间I,如仍有振荡,可适当减小比例增益P。被控物理量在发生变化后

7、难以恢复，首先加大比例增益P,如果恢复仍较缓慢，可适当减小积分时间I,还可加大微分时间D。整定步骤：首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作；仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记卜•这时的比例放大系数和临界振荡周期；⑶在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。图2-1空调温度送风系统simulink模型将调节器的积分时间Ti置于最人（Ti二无穷人），微分时间置零（=（））,比例度适当，平衡操作一段时间，把系统投入自动运行。并且逐渐减小