基于plc的烘干温度控制系统.pdf
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1、臼 墙羞日 D o i : l 0 3 9 6 9 i s s n 1 6 7 1 - 1 0 4 1 2 0 1 2 0 5 0 2 9 基于P L C 的烘干温度控制系统 张明松 ,杨公源 ( 天津工业大学 纺织综合自动化实验室,天津 3 0 0 1 6 0 ) 噩 麦旦 摘要:文中详细介绍了一种以P L C 为核心的烘干温度控制系统,阐述了烘干温度控制的工艺流程,详细介绍了温度控制的 原理和组成。P L C 作为核心控制单元,通过P I D 算法算出加热器温度设定值与温度传感器之间的偏差, 不断地对加热温度进 行调整,最后使加热温度达到平衡,从而实现温度的自动控制的目的。文中介绍的这种烘
2、干温度控制系统达到了理想的温 控效果。 关键词 :P L C;P I D;烘干 ;温度控制系统 中图分类号 :T P 2 7 3 + 2 文献标志码 :B 功 e d r y i ng t e mp e r a t u r e c o n t r o l s y s t e m b a s e d o n t h e P LC ZHAN G M i ng s o ng, YANG Go n g y u a n ( Te x t i l e i n t e g r a t e d a u t o ma t i o n l a b o r a t o r y , Ti a n j i n P o
3、l y t e c h n i c Un i v e r s i t y , Ti a n j i n 3 0 0 1 6 0 , Ch i n a ) Ab s t r a c t : T h i s a r t ic l e i n t r o d u c e s i n d e t ai l a k i n d o f PL C b e i n g t h e c o r e o f t h e d r y i n g t e mp e r a t u r e c o n t r o l s y s t e m, e x p o u n d s t h e dryi n g t e mp
4、 e r a t u r e c o n t r o l p r o c e s s 、 t h e p r i n c i p l e o f t emp e r a t u r e c o n t r ol a n d c o mp o s i t i o n B ein g t h e k e y c o n t r o l u n it , PL C c a n c a l c u la t e t h e d e v i a t i o n b e t we e n t h e s e t v a l u e o f t h e h e a t e r a n d t h e s e
5、 n s o r t h r o u g h PI D a l g or it h m, c on s t an t l y a d j u s t t h e t e mp e rat u r e h e a t e r t e mp e r a t u r e , f i n a l ly ma k e t h e h e a t i n g t e mp e r a t u r e b a l a n c e , S O a s t o a c h i e v e t h e p u r p o s e o f a u t o ma t ic c o n t r o l o f t e
6、mp e r a t u r e Th i s s y s t e m c a n a c h i e v e t h e id e a l t e mp e r a t u r e c o n t r ol e ff e c t K e y wo r d s : PL C; PI D; d ryi n g ; t e mp e r a t ur e c o n t r ol s y s t e m O 引言 温度是工业对象中主要的被控参数之一,是一种过程 变量。温度控制是许多机器设备的重要构成部分,它的功 能是将温度控制在所需要的温度范围内,然后对工件进行 加工与处理。如果温度控制不好就可能
7、引发生产安全、产 品的质量和产量等方面的一系列严重问题,所以必须对温 度进 行适 当的调节 与控制。 烘干温度控制系 统广泛 地应用于工业 、农业 、建筑 、 公共事业以及 日常生活等各个方面,如涂装设备、复合 片材生产设备、纺织机械、印染机械、造纸机械、橡胶 机械、电子器件生产设备、胶片生产设备、中草药加工设 备、果品加工设备、烟叶加工设备、食品加工设备以及水 产品加工设备等等。 1 烘干温度控制系统的工艺要求和设备组成 1 1工艺要求 温度:被烘材料的最高烘干温度为1 9 0 。在3 2 m 幅 宽方 向的最大温差不大 于1 。在阶跃温度设定下的温度 最大超调量不大于3 。最高升温速率为2
8、 0 m i n 。 车速:被烘材料的运行速度即车速 ,最高车速为4 0 m m i n 。要求平滑调速 。 1 2 烘干设备组成 满足丁艺要求的烘干设备示意图如图1 所示,该图是 设备的 部横截面示意 图,下风嘴 、夹持机构 、除湿装 8 8 EI C V o 1 1 9 2 01 2 No 5 置、热能回收以及热风循环装置从略。 烘干设备的主要特点如下 : 四台变频调速风机协调运行:四台变频调速风机可独 立运行,为保证被烘材料幅向的温度均匀 ,四台风机需要 按非线性比值关系协调运行。 四组电加热装置协调运行:四组电加热装置可独立运 行,为保证被烘材料幅向的温度均匀,四组电加热装置也 需要按
9、非线性比值关系协调运行。 异形截面风道和变开度风嘴:根据热风动力学特性设计 异形截面风道和变开度风嘴,以便幅向温度分布更加均匀一 致。 图1烘干设备示意圈 2烘干温度控制系统组成 烘干温度控制系统如图2 所示。控制系统 由触摸屏、 包括温度控制单元T C O 0 1 在内的C J I M 系 J P L C 系统、4 组电加 置 麦旦庄 热装置、4 组变频器及风机、相关电器和烘干设备等组成。 本文主要详细介绍的是P L C 系统和电加热装置系统,有关变 频器系统、相关电器和烘干设备等内容从略。 2 1 P L C 系统 P L C 系统由C J I W - P A 2 0 5 R 型电源单元、
10、c J l W C P U 2 2 型 C P U 单元、C J I W - A D 0 8 一 V 1 型模拟量输入单元、C J I W - T C O 0 1 型温度控制单元、c J l W D A 0 8 C 型模拟量输出单元、C J I W I D 2 1 1 型直流输入单元以及C J l W 一 0 C 2 1 1 型继电器接点输出单 元等组成 。 对于温度闭环控制系统而言,s P 与P v 的差值 ( 误差) 经控制器进行运算处理后输出控制变量,若被控对象的温 度 ( 即过程变量P V)低于设定值S P ,S P 与P V的差值 ( 误 差)增大,若控制变量随之增大,则称为 “ 反
11、作用”,这 里的 “ 反”是指控制变量与P V 的变化方向相反。显然,对 于加热控制系统而言,必须采用反作用方式,当被控对象 的温度低于设定值时,增大加热功率,以便使温度恢复到 设定值。 对于冷却控制系统,若被控对象的温度 ( 即P v 值)低 于设定值S P ,则s P 与P V 的差值 ( 误差)增大,控制变量应 随之减小,减小制冷功率以致停止制冷,以便使温度恢复 到设定值,这就是 “ 正作用”,这里的 “ 正”是指控制变 量与P V 的变化方 向相同。显然,对于冷却控制系统而言, 必须采用正作用方式 。 婴 + 1 CJ lW-。 I 一 5 # 变送器 6 # 变送器一 4 # 加热器
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