项目五PLC特殊功能模块应用任务二窑温模煳控制.ppt

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1、项目五项目五 PLCPLC特殊功能模块应用特殊功能模块应用 任务二任务二 窑温模糊控制设计窑温模糊控制设计 项目五项目五 PLCPLC特殊功能模块应用特殊功能模块应用 任务二任务二 窑温模糊控制设计窑温模糊控制设计 1.掌握模拟量扩展模块的概念掌握模拟量扩展模块的概念 2.熟悉常用的转换指令熟悉常用的转换指令 3.掌握掌握PLC对窑温模糊控制对窑温模糊控制 学时学时:4 习题习题:5.3 5.4教学目的和要求教学目的和要求项目五项目五 PLCPLC特殊功能模块应用特殊功能模块应用 任务二任务二 窑温模糊控制设计窑温模糊控制设计 目目 录录A一、一、任务导入和分析任务导入和分析A二、二、相关知识

2、相关知识 模拟量扩展模块模拟量扩展模块A三、三、任务实施任务实施A四、四、知识拓展知识拓展 转换指令转换指令 项目五项目五 PLCPLC特殊功能模块应用特殊功能模块应用 任务二任务二 窑温模糊控制设计窑温模糊控制设计 一、任务导入与分析一、任务导入与分析图图58 窑温控制系统示意图窑温控制系统示意图项目五项目五 PLCPLC特殊功能模块应用特殊功能模块应用 任务二任务二 窑温模糊控制设计窑温模糊控制设计 图图58所示为对养护窑进行温度控制的系统示所示为对养护窑进行温度控制的系统示意图。系统控制两个养护窑，每个养护窑有：意图。系统控制两个养护窑，每个养护窑有：1个个测温输入点测温输入点(模拟量输

3、入模拟量输入)，1个进气电磁阀控制输个进气电磁阀控制输入蒸汽、入蒸汽、1 个排气电磁阀控制热气的排出、个排气电磁阀控制热气的排出、1 台送台送风电动机共风电动机共3个开关量输出，个开关量输出，1个启动按钮、个启动按钮、1个停个停止按钮、止按钮、1个急停按钮共个急停按钮共3个开关量输入。系统还个开关量输入。系统还需设置需设置1个总启动按钮，个总启动按钮，1 个总停止按钮，个总停止按钮，1个总进个总进气电磁阀，气电磁阀，1 个总排风电磁阀。所以整个控制系统个总排风电磁阀。所以整个控制系统需开关量输入需开关量输入8个点，开关量输出个点，开关量输出8个点，模拟量个点，模拟量输入输入2个点。个点。项目五

4、项目五 PLCPLC特殊功能模块应用特殊功能模块应用 任务二任务二 窑温模糊控制设计窑温模糊控制设计 每个窑都可以自行控制，其具体控制流程要求：每个窑都可以自行控制，其具体控制流程要求：启动电动机，供风循环热气流；开启进气阀门，提启动电动机，供风循环热气流；开启进气阀门，提供热气控温；经过一定时间（设恒温供热气控温；经过一定时间（设恒温10H），关闭），关闭进气阀门，打开排气阀门排气；按下停止按钮，关进气阀门，打开排气阀门排气；按下停止按钮，关风机，关排气阀，准备砌块出窑。连锁要求只要有风机，关排气阀，准备砌块出窑。连锁要求只要有一个窑排气，总排气阀要打开，只有总进气阀打开，一个窑排气，总排气

5、阀要打开，只有总进气阀打开，才能启动各窑进气阀。才能启动各窑进气阀。为了实现以上功能，选择为了实现以上功能，选择S7200CPU224基本基本单元（单元（14输入输入/10输出）一台和输出）一台和EM231模拟量输入模拟量输入扩展模块一台组成系统。模拟量输入部分，由热敏扩展模块一台组成系统。模拟量输入部分，由热敏电阻电阻R1、R2（PT100）和温度变送器（电流输入型）和温度变送器（电流输入型）构成。构成。项目五项目五 PLCPLC特殊功能模块应用特殊功能模块应用 任务二任务二 窑温模糊控制设计窑温模糊控制设计 二、相关知识二、相关知识 模拟量扩展模块模拟量扩展模块 1模拟模拟 IO 模块特性

6、模块特性 如如果果使使用用一一个个输输出出为为模模拟拟电电压压或或电电流流而而不不是是数数字字信信号号的的测测量量设设备备，则则需需要要一一个个模模拟拟输输入入模模块块。模模拟拟输输入入模模块块测测量量到到所所连连接接的的现现场场处处的的信信号号，并并将将其其转转换换为为 CPU 能能理理解解的的二二进进制制信信号号。这这一一过过程程称称为为模模数数转转换换（AD）。数数字字化化后后的的信信号号在在程程序序中中用用于于比比较较，控控制制和和其其他他一一些些任任务务。通通过过 A/D 转转换换能能生生成成一一个个 32767 32768 之之间间的的数数。这这个个数数用用于于表表示示一一个个 1

7、6 位位的的二二进进制制字字，其其中中在在最最左左边边最最高高的的位位（MSB）用用于于确确定定值值的的正正负负。如如果果 MSB 等等于于 0,则则值为正；如果值为正；如果 MSB 等于等于 1，则值为负。，则值为负。项目五项目五 PLCPLC特殊功能模块应用特殊功能模块应用 任务二任务二 窑温模糊控制设计窑温模糊控制设计 2模拟量模拟量EM231 模块端子图模块端子图图图59 模拟量模块模拟量模块EM231EM231的端子图的端子图项目五项目五 PLCPLC特殊功能模块应用特殊功能模块应用 任务二任务二 窑温模糊控制设计窑温模糊控制设计 三、任务实施三、任务实施1分配分配I/O地址，绘制地

8、址，绘制PLC输入输入/输出接线图输出接线图表5-3温控制系统I/O地址分配输输 入入输输 出出内部内部编编程元件程元件1号窑启号窑启动动I0.01号窑号窑进进气气阀阀Q0.0定定时时器器：T101T108计计数器：数器：C0，C1位存位存储储器：器：M0变变量存量存储储器：器：VW0VW14特殊存特殊存储储器：器：SM01号窑停止号窑停止I0.11号窑排气号窑排气阀阀Q0.11号窑急停号窑急停I0.21号窑号窑风风机机Q0.22号窑启号窑启动动I0.32号窑号窑进进气气阀阀Q0.32号窑停止号窑停止I0.42号窑排气号窑排气阀阀Q0.42号窑急停号窑急停I0.52号窑号窑风风机机Q0.5总总

9、启启动动I0.6总进总进气气阀阀Q0.6总总停止停止I0.7总总排气排气阀阀Q0.71号窑号窑热热敏敏电电阻阻AIW02号窑号窑热热敏敏电电阻阻AIW2项目五项目五 PLCPLC特殊功能模块应用特殊功能模块应用 任务二任务二 窑温模糊控制设计窑温模糊控制设计 图图510 窑温窑温控制系统输入控制系统输入/输出接线图输出接线图变送器变送器热敏电阻热敏电阻项目五项目五 PLCPLC特殊功能模块应用特殊功能模块应用 任务二任务二 窑温模糊控制设计窑温模糊控制设计 2编制编制PLC程序并调试程序并调试 （1）系统控制程序设计思路）系统控制程序设计思路 总总体体思思路路：因因本本系系统统用用来来控控制制

10、规规模模相相同同的的两两个个养养护护窑窑，所所以以控控制制程程序序采采用用分分块块结结构构。其其中中子子程程序序SBR_0控控制制1号号窑窑温温，SBR_1控控制制2号号窑窑温温。主主程程序序MAIN分分别别调调用用SBR_0和和 SBR_1子子程程序序块块，对对两两个个养养护护窑窑分分别别控控制制。每每个个养养护护窑窑由由1个个热热敏敏电电阻阻检检测测窑窑内内温温度度，由由1个个进进气气阀阀周周期期闭闭合合与与断断开开来来控制进气量，调节窑内温度。控制进气量，调节窑内温度。项目五项目五 PLCPLC特殊功能模块应用特殊功能模块应用 任务二任务二 窑温模糊控制设计窑温模糊控制设计 主程序的控制

11、主程序的控制流程：在系统启动流程：在系统启动之后，主程序不断之后，主程序不断查询各个子程序的查询各个子程序的启动条件，并根据启动条件，并根据启动条件去决定是启动条件去决定是否调用温控程序，否调用温控程序，其流程如图其流程如图511所所示。示。图图511 窑温窑温数字量输出控制程序流程图数字量输出控制程序流程图项目五项目五 PLCPLC特殊功能模块应用特殊功能模块应用 任务二任务二 窑温模糊控制设计窑温模糊控制设计 控制算法：本任务采用的控制算法是根据经验写成的控制控制算法：本任务采用的控制算法是根据经验写成的控制规则，用模糊控制算法去控制。其控制规则如下。规则，用模糊控制算法去控制。其控制规则

12、如下。如果检测温度低于设定值的如果检测温度低于设定值的50%，则进气阀门打开的占空比为，则进气阀门打开的占空比为100%；如果检测温度在设定值的如果检测温度在设定值的50%80%，则进气阀门打开的占空比为，则进气阀门打开的占空比为70%；如果检测温度在设定值的如果检测温度在设定值的80%90%，则进气阀门打开的占空比为，则进气阀门打开的占空比为50%；如果检测温度在设定值的如果检测温度在设定值的90%100%，则进气阀门打开的占空比为，则进气阀门打开的占空比为30%；如果检测温度在设定值的如果检测温度在设定值的100%102%，则进气阀门打开的占空比为，则进气阀门打开的占空比为10%；如果检测

13、温度高于设定值的如果检测温度高于设定值的102%，则进气阀门打开的占空比为，则进气阀门打开的占空比为0%。为了实现控制算法，在程序设计中，每个养护窑安排了为了实现控制算法，在程序设计中，每个养护窑安排了8个定时器，产生个定时器，产生4种不同占空比的脉冲，再由这些脉冲去控制种不同占空比的脉冲，再由这些脉冲去控制进气阀门的打开和关断。进气阀门的打开和关断。项目五项目五 PLCPLC特殊功能模块应用特殊功能模块应用 任务二任务二 窑温模糊控制设计窑温模糊控制设计 （2）编写窑温控制系统的梯形图程序）编写窑温控制系统的梯形图程序/主程序主程序/打开总进气阀打开总进气阀/关闭总进气阀关闭总进气阀/打开总

14、排气阀打开总排气阀项目五项目五 PLCPLC特殊功能模块应用特殊功能模块应用 任务二任务二 窑温模糊控制设计窑温模糊控制设计 /1号窑养护时间到，排气号窑养护时间到，排气/关闭关闭1号窑进气阀、号窑进气阀、排气阀和风机。排气阀和风机。/打开打开1号窑风机号窑风机 /调用调用1号窑号窑 温度控制子程序温度控制子程序 (后详教材后详教材)项目五项目五 PLCPLC特殊功能模块应用特殊功能模块应用 任务二任务二 窑温模糊控制设计窑温模糊控制设计 四、知识拓展四、知识拓展 转换指令转换指令 1BCD 码与整数的转换指令码与整数的转换指令 IBCD OUT BCDI OUT (a)整数转整数转BCD码码

15、 (b)BCD码转整数码转整数 图图514 整数与整数与BCD码的转换码的转换 整数转整数转BCD码指令码指令IBCD功能：当使能输入有效时，将字整数数据功能：当使能输入有效时，将字整数数据 IN 转换成转换成 BCD 码类型，并将结果送到码类型，并将结果送到 OUT。在语句表中，。在语句表中，IN与与OUT使用相同的存储单使用相同的存储单元。元。BCD码转整数指令码转整数指令BCDI功能：当使能输入有效时，将功能：当使能输入有效时，将 BCD码输入数据码输入数据 IN 转换成整数，并将结果送到转换成整数，并将结果送到 OUT。在语句表中，。在语句表中，IN与与OUT使用相同的存储单元。使用相

16、同的存储单元。当输入数据当输入数据IN超过超过BCD码的表示范围码的表示范围(09999),SM1.6(非法非法BCD码码)置位。置位。项目五项目五 PLCPLC特殊功能模块应用特殊功能模块应用 任务二任务二 窑温模糊控制设计窑温模糊控制设计 字节到整数的转换指令字节到整数的转换指令BTI功能：当使能输入功能：当使能输入 EN 有效时，将字节型输入（无符号）有效时，将字节型输入（无符号）IN 转换成整数转换成整数型数据送到型数据送到 OUT。整数到字节的转换指令整数到字节的转换指令ITB功能：当使能输入功能：当使能输入 EN 有效时，将字节型整数输入数据有效时，将字节型整数输入数据IN转换成字

17、节型转换成字节型数据送到数据送到OUT。当输入数据。当输入数据IN超过字节型数据表示范超过字节型数据表示范围（围（0255）时，产生溢出，）时，产生溢出，SM1.l 被置位。被置位。2字节与整数的转换指令字节与整数的转换指令BTI IN，OUT ITB IN，OUT 字节转整数字节转整数 整数转字节整数转字节 图图 515 字节与整数的转换指令格式字节与整数的转换指令格式项目五项目五 PLCPLC特殊功能模块应用特殊功能模块应用 任务二任务二 窑温模糊控制设计窑温模糊控制设计 3整数与双整数转换指令整数与双整数转换指令 整数到双整数的转换指令整数到双整数的转换指令ITD功能：当输入功能：当输入 EN 有效时，将整数输入有效时，将整数输入IN 转换成双整数型数据（进行转换成双整数型数据（进行符号扩展）送到符号扩展）送到 OUT。双整数到整数的转换指令双整数到整数的转换指令DTI功能：当使能输入功能：当使能输入 EN 有效时，将双整数输入有效时，将双整数输入IN转换成字整数数据送到转换成字整数数据送到OUT。当输入数据。当输入数据 IN 超过字整数型数据表示范围时，超过字整数型数据表示范围时，SM1.l被置位。被置位。ITD IN，OUT DTI IN，OUT整数转双整数整数转双整数 双整数转整数双整数转整数图图 516 整数与双整数的转换指令格式整数与双整数的转换指令格式