四、 监控画面
整个系统监控画面主要分为主画面,实时温度监控,PID参数设定,三个部分(其他部分省略),具体如下:

主画面如上图所示,主要完成对系统状态的监控(如各种风阀的开闭状态,风机的运行状态,报警状态),数据统计(如系统运行的时间,启停系统的次数),温度设定/测量等功能。

实时温度监控画面如上所示,此画面主要用于对温度的实时监控,并描绘出温度曲线趋势,以便判断系统的温度控制是否处于良好状态,同时可以实现对温度进行保存/打印等操作。

PID参数设定画面主要用于比例常数P,积分常数I,微分常数D的设定,同时根据实时温度曲线状况进行调节;同时显示PID控制的输出比例。
五、 对温度控制的实现
为便于对整个老化房内温度的控制,同时充分利用EC20 PLC自身PID功能和PWM脉冲输出(Y0,Y1)的优势,室内温度区域分为2个部分(上层和下层各8个测温度点),对温度取平均值作为温度的测量值,并把此平均值送入PID功能块进行运算,同时对加热执行元件(参考EC20 PLC的I/O接线图,固态继电器SSR1,SSR2,SSR3所控制的发热管的功率逐渐加大)也进行了分组处理:温度偏差较小的情况下,进行PID运算,通过Y0输出脉冲给SSR1,同时关闭SSR2,SSR3(即Y1,Y2停止输出);如果温度偏差较大,则Y1,Y2也参加输出,具体处理思路如下:
偏差值(ER=SV-PV) | 处理办法 |
ER≥3 | 关闭PID运算,直接输出Y0,Y1,Y2; |
3>ER≥1 | 启动PID运算控制Y0输出,同时启动Y1输出;关闭Y2输出; |
1>ER≥-1 | 启动PID运算控制Y0输出,关闭Y1,Y2输出; |
-3>ER>-1 | 启动PID运算控制Y0输出,同时启动Y1输出;关闭Y2输出; |
-3≥ER | 关闭PID运算,关闭Y0,Y1,Y2; |
通过此法处理可以把温度控制精度保持在±0.3度以内,而且无论提升温度还是下降温度都很快速;同时把PID输出转化为PWM的占空比输出,又大大节省了PLC的资源(充分利用Y0,Y1的高达100KHZ的脉冲输出功能)。
EC20 PLC的编程软件CONTROLSTAR的操作简单方便,指令丰富,功能强大,是一个很的全中文编辑工具。
实现步骤具体如下:首先,在数据块设定PID各参数,其中的重点是设置P,I,D三个参数和输出量的上下限范围,由于PID的输出结果直接和PWM结合在一起,所以设置时要特别注意,在本例子中,按照PWM的周期为4秒(=4000MS)计算,把PID的输出上下限分别设定为4000和0;另外按照逆动作(BIT0=1),输出限定(BIT5=1)的要求对D7911各位进行赋值;
D7910 500 https://采样时间S3 采样时间(Ts)范围为1~32767(ms),比运算周期短的时间数值无法执行;
D7911 16#23 https://动作方向 > 逆动作,设输出限定
………………………………………………..https://BIT0 0:正动作 1:逆动作;
………………………………………………..https://BIT1 0:输入变化量报警无效 1:输入变化量报警有效;
………………………………………………..https://BIT2 0:输出变化量报警无效 1:输出变化量报警有效;
………………………………………………..https://BIT3-4 没使用;
………………………………………………..https://BIT5 0:输出值上下限设定无效1:输出值上下限设定有效;
………………………………………………..https://BIT6~BIT15 没使用
D7912 70 https://S3+2 输入滤波常数(α)范围0~99[﹪],为0时没有输入滤波;
D7913 100 https://S3+3 比例增益(Kp)范围1~32767[﹪];
D7914 25 https://S3+4 积分时间(TI)范围0~32767(×100ms),为0时作为∞处理(无积分);
D7915 0 https://S3+5 微分增益(KD)范围0~100[﹪],为0时无微分增益;
D7916 63 https://S3+6 微分时间(TD)范围0~32767(×10ms),为0时无微分处理;
D7925 2000 https://S3+15 输入变化量(增侧)报警设定值0~32767(S3+1的BIT1=1时);
D7926 0 https://S3+16 输入变化量(减侧)报警设定值0~32767(S3+1的BIT1=1时);
D7927 4000 https://S3+17 输出变化量(增侧)报警设定值0~32767(S3+1的BIT2=1和BIT5=0时);输出上限设定值-32768~32767(S3+1的BIT2=0和BIT5=1时);
D7928 0 https://S3+18 输出变化量(减侧)报警设定值0~32767(S3+1的BIT2=1和BIT5=0时);输出下限设定值-32768~32767(S3+1的BIT2=0和BIT5=1时);
其次,在程序里调用PID指令和PWM指令用于控制Y0的输出(对SV和PV的比较而进行的逻辑控制输出较简单,故此处省略)。

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