基于S7-300PLC流量前馈反馈闭环过程控制系统.doc

题目: 基于 S7-300PLC 流量前馈/ 反馈闭环过程控制系统目录 1 引言……………………………………………………………… 1 2 基于 S7-300PLC 流量前馈/ 反馈闭环过程控制系统硬件方案计……… 2 2 . 1 流量前馈/ 反馈闭环系统硬件系成……………………… 2 流量前馈/ 反馈闭环系统硬件系统电气接线图设计………………… 3 3 S7-300PLC 流量前馈/ 反馈闭环过程控制系统设计………………… 3 3. 1 流量前馈/ 反馈闭环系统控制原理…………………………… 3 流量前馈/ 反馈闭环系统 PLC 硬件组态论述……………………… 3 流量前馈/ 反馈闭环系统控制程序流程图论述……………………… 5 流量前馈/ 反馈闭环系统控制程序功能设计………………………… 6 4 流量前馈/ 反馈闭环系统上位监控系统设计…………… 8 S7- 300 与 建立通讯连接…………………………………… 8 流量前馈/ 反馈闭环系统数据词典论述…………………………… 8 4. 3 流量前馈/ 反馈闭环系统工艺图形组态………………………… 9 4. 4 流量前馈/ 反馈闭环系统历史趋势组态……………………… 10 4. 5 流量前馈/ 反馈闭环系统实时趋势组态…………………… 11 流量前馈/ 反馈闭环系统数据报表组态…………………………… 12 5 流量前馈/ 反馈闭环系统调试及结果分析…………………………… 12 系统调试及结果分析…………………………………………… 12 1 结果分析与总结………………………………………………… 13 结束语………………………………………………………………… 14 附录:带功能注释的源程序……………………………………………… 15 2 1 引言设计 S7-300PL C流量前馈/ 反馈闭环过程控制系统,实现 S7- 300作为主站控制器,主从站通过 PROFIBUS-DP 实现通讯连接,实现主-从站的数接收与发送。主程序 OB1 功能:系统启动、停止和复位:定时中断子程序 OB35 ,每100m s 进入中断程序一次,通过功能块 FC105 , FC106 处理模拟量数字量间转换,采用 FB41 作为 PID 模块。设计一个手动输出量 LMN 的控制器,控制电动执行器阀门开度为 70% ,提供流量 2前馈信号。反馈控制器设计: 反馈控制器为流量内给定量 700 升,整定 PID 参数、量程上/下限、过程量采集、控制量输出等功能。死区设定为 5% 。采用 FC105 块实现实时读取模拟量 SM331 模块的流量反馈量,并进行流量物理量刻度转换,送入 PID 木块 FB41 的过程量输入端通过循环中断,定时用 FB41 的 PID 算法功能块,实时计算控制量 LMN 输出采用 FC106 块把 PID 模块输出的控制量转换为标准的数字量,送入模拟量输出模块 SM332 ,作为电动机执行器输入信号,来控制阀门开度数据块 DB 定义参数,并作为背景数据存储系统有总启动、停止按钮操作功能同时,系统要求无超调量,稳态误差 3% ,加前馈扰动能克服采用 上位监控软件,设计出流量前馈/ 反馈的上位机监控系统,包括建立通信、数据变量组态、工艺图形组态、数据组态与显示、趋势组态与显示、报表组态与显示等功能。3 2 系统总体方案设计 硬件系统组成该系统由计算机、 S7- 3 00PLC 控制器、电动执行器,流量监测器组成。计算机在系统中作为上位监控, PLC 为控制层,发送控制命令,电动执行器为被控对象。 。 硬件系统结构图 硬件系统电气接线图设计系统连接全部采用寄存器方式,按下开始按钮,启动控制,输入 PID 参数及给定量,电动执行器自动调整阀门开度,自动 PID 调节,输入手动给定量后,系统自动调整,按下停止后,系统停止运行。。实现了流量前馈/反馈闭环过程控制。电气接线图如图 。4 电气接线图 3、流量前馈/ 反馈闭环过程控制系统设计 流量前馈/ 反馈闭环过程控制原理论述前馈/反馈控制油前馈干扰通道和反馈干扰通道组成,前馈控制位开环, 按照干扰大小开控制的,反馈控制为闭环,按照误差大小来控制的,前馈干扰可以加在反馈控制器的给定端,也可以加在反馈控制器的输出端,本系统前馈扰动量为流量 2,反馈控制量为管路 1流量 1,PLC 控制器或上位机给定流量,流量变送器实时检测管路 1 流量信号,并反馈到 PLC 控制器的模拟输入模块,与流量给定 SP 进行比较,根据偏差按 PID 控制算法计算实时控制量,通过模拟量输出模块输出控制信号,来控制调节阀的开度,从而实现调节管路 1的流