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西门子模块6ES7223-1PM22-0XA8型号参数
PID温度控制的PLC程序设计
温度控制是许多机器的重要的构成部分。它的功能是将温度控制在所需要的温度范围内,然后进行工件的加工与处理。PID控制系统是得到广泛应用的控制方法之一。在本文中,将详细讲叙本套系统。
l 系统组成
本套系统采用Omron的PLC与其温控单元以及Pro-face的触摸屏所组成。系统包括CQM1H-51、扩展单元TC-101、GP577R以及探温器、加热/制冷单元。
l 触摸屏画面部分(见图1-a)
1-a
如图所见,数据监控栏内所显示的002代表现在的温度,而102表示输出的温度。如按下开始设置就可设置参数。需要设置的参数有六个,分别是比例带、积分时间、微分时间、滞后值、控制周期、偏移量。它们在PLC的地址与一些开关的地址如下所列。
比例带 : DM51
积分时间 : DM52
微分时间 : DM53
滞后值 : DM54
控制周期 : DM55
偏移量 : DM56
数据刷新 : 22905
l PLC程序部分
002:PID的输入字
102:PID的输出字
[NETWORK]
Name="bbbbbb Check" //常规检查
[STATEMENTLIST]
LD 253.13 //常ON
OUT TR0
CMP 002 #FFFF //确定温控单元是否完成初始化
AND NOT 255.06 //等于
OUT 041.15 //初始化完成
LD TR0
AND 041.15
OUT TR1
AND NOT 040.10 //不在参数设置状态
MOV DM0050 102 //将设置温度DM50传送给PID输出字
LD TR1
MOV 002 DM0057 //将002传送到DM57
[NETWORK]
Name="Setting Start"//设置开始
[STATEMENTLIST]
LD 253.13
OUT TR0
AND 229.05 //触摸屏上的开始设置开关
DIFU 080.05 //设置微分
LD TR0
AND 041.15
AND 080.05
SET 040.01 //开始设置标志位1
SET 040.10 //开始设置标志位2
[NETWORK]
Name="Poportion"//比例带设置
[STATEMENTLIST]
LD 040.01
OUT TR0
AND NOT 042.01
MOV #C110 102 //读输出边与输入边的比例带
CMP 002 #C110 //比较输入字是否变成C110
AND 255.06 //等于
SET 042.01 //设置比例带标志
LD TR0
AND 042.01
MOV DM0051 102 //将比例带的设定值写入输出字
CMP 002 DM0051 //是否写入
AND 255.06
RSET 040.01 //复位标志1
RSET 042.01 //复位比例带标志
SET 040.02 //向下继续设置标志
[NETWORK]
Name="Integral"//积分时间设置
[STATEMENTLIST]
LD 040.02
OUT TR0
AND NOT 042.02
MOV #C220 102 //读输出边与输入边的积分
CMP 002 #C220 //比较输入字是否变成C220
AND 255.06
SET 042.02 //设置积分标志
LD TR0
AND 042.02
MOV DM0052 102 //将积分的设定值写入输出字
CMP 002 DM0052 //是否写入
AND 255.06
RSET 040.02
RSET 042.02
SET 040.03 //向下继续设置标志
[NETWORK]
Name="differential"//微分时间设置
[STATEMENTLIST]
LD 040.03
OUT TR0
AND NOT 042.03
MOV #C330 102 //读输出边与输入边的微分
CMP 002 #C330 //比较输入字是否变成C330
AND 255.06
SET 042.03 //设置微分标志
LD TR0
AND 042.03
MOV DM0053 102 /将微分的设定值写入输出字
CMP 002 DM0053 //是否写入
AND 255.06
RSET 040.03
RSET 042.03
SET 040.04 //向下继续设置标志
[NETWORK]
Name="Hysteresis"//滞后值设置
[STATEMENTLIST]
LD 040.04
OUT TR0
AND NOT 042.04
MOV #C440 102 //读输出边与输入边的滞后值
CMP 002 #C440 //比较输入字是否变成C440
AND 255.06
SET 042.04 设置滞后值标志
LD TR0
AND 042.04
MOV DM0054 102 /将滞后值的设定值写入输出字
CMP 002 DM0054 //是否写入
AND 255.06
RSET 040.04
RSET 042.04
SET 040.05 //向下继续设置标志
[NETWORK]
Name="Period"//控制周期设置
[STATEMENTLIST]
LD 040.05
OUT TR0
AND NOT 042.05
MOV #C550 102 //读输出边与输入边的控制周期
CMP 002 #C550 //比较输入字是否变成C550
AND 255.06
SET 042.05 //设置控制周期标志
LD TR0
AND 042.05
MOV DM0055 102 将控制周期的设定值写入输出字
CMP 002 DM0055 是否写入
AND 255.06
RSET 040.05
RSET 042.05
SET 040.06 //向下继续设置标志
[NETWORK]
Name="Shift"//偏移量设置
[STATEMENTLIST]
LD 040.06
OUT TR0
AND NOT 042.06
MOV #C660 102 //读输出边与输入边的偏移量
CMP 002 #C660 //比较输入字是否变成C660
AND 255.06
SET 042.06 //设置偏移量标志
LD TR0
AND 042.06
MOV DM0056 102 //将偏移量的设定值写入输出字
CMP 002 DM0056 //是否写入
AND 255.06
RSET 040.06
RSET 042.06
SET 040.00
[NETWORK]
Name="Return"//返回
[STATEMENTLIST]
LD 040.00
OUT TR0
AND NOT 042.00
MOV #C070 102 //读输入边的处理值
CMP 002 #C070 比较输入字变成C070
AND 255.06
SET 042.00 //返回标志
LD TR0
AND 042.00
MOV DM0050 102 将设定温度值写入输出字
RSET 040.00
RSET 042.00
RSET 040.10
以上是本套系统的全部内容,经过反复试验,此系统可以维持温度在1°C之间变化。保证了好的生产状况,减少不合格品发生的几率。PLC程序现场调试指在工业现场,甩有设备都安装好后,所有连接线都接好后的实际调试。也是PLC程序的最后调试。现场调试的目的是,调试通过后,可交给用户使用,或试运行。现场调试参与的人员较多,要组织好,要有调试大纲。依大纲,按部就班地一步步推进。开始调试时,设备可先不运转,甚至了不要带电。可随着调试的进展逐步加电、开机、加载,直到按额定条件运转。具体过程大体是:
1)、要查接线、核对地址。要逐点进行,要确保正确无误。可不带电核对,那就是查线,较麻烦。也可带电查,加上信号后,看电控系统的动作情况是否符合设计的目的。
2)、检查模拟量输入输出。看输入输出模块是否正确,工作是否正常。必要时,还可用标准仪器检查输入输出的精度。
3)、检查与测试指示灯。控制面板上如有指示灯,应先对应指示灯的显示进行检查。一方面,查看灯坏了没有,另一方面检查逻辑关系是否正确。指示灯是反映系统工作的一面镜子,先调好它,将对进一步调试提供方便。
4)、检查手动动作及手动控制逻辑关系。完成了以上调试,继而可进行手动动作及手动控制逻辑关系调试。要查看各个手动控制的输出点,是否有相应的输出以及与输出对应的动作,然后再看,各个手动控制是否能够实现。如有问题,立即解决。
5)、半自动工作。如系统可自动工作,那先调半自动工作能否实现。调试时可一步步推进。直至完成整个控制周期。哪个步骤或环节出现问题,就着手解决哪个步骤或环节的问题。
6)、自动工作。在完成半自动调试后,可进一步调试自动工作。要多观察几个工作循环,以确保系统能正确无误地连续工作。
7)、模拟量调试、参数确定。以上调试的都是逻辑控制的项目。这是系统调试时,首先要调通的。这些调试基本完成后,可着手调试模拟量、脉冲量控制。较主要的是选定合适控制参数。一般讲,这个过程是比较长的。要耐心调,参数也要作多种选择,再从中选出较优者。有的PLC,它的PID参数可通过自整定获得。但这个自整定过程,也是需要相当的时间才能完成的。
8)、异常条件检查,完成上述所有调试,整个调试基本也就完成了。但是好再进行一些异常条件检查。看看出现异常情况或一些难以避免的非法操作,是否会停机保护或是报警提示。


怎样来提高PLC程序运行速度,可以采用以下几种编程方法,仅供参考:
1:根据工程实际需求,进行功能块规划,编写子程序
在PLC中 ,子程序是为一些特定的控制目的编制的相对独立的程序。执行子程序调用指令CALL等,如果条件不满足子程序调用时,程序的扫描就仅在主程序中进行,不再去扫描这段子程序,这样就减少了不必要的扫描时间。
2:用字或双字数据传送给DO点方法来控制输出
在PLC的应用中通常都会有大量的输出控制,用字或双字数据传送给DO点方法来控制输出可以提高速度,只要根据实际应用的要求,合理分配输出,变换控制输出控制字,可以大大减少PLC程序执行的步数,从而加快PLC的程序运行速度。
3:脉冲触发SET、RESET
PLC中,使用SET指令只执行一次即可,不必每次扫描都执行这个指令,很适合与脉冲输出(PLS/PLF)指令配合使用。有些工程人员忽视了这个问题,使用了常规的方法来驱动SET指令,无意中增加了PLC程序扫描运行时间
4:避免了类型转换,方法如下:
以S7-200为例,它的内存格式与我们常用的 PC 机正好相反,它是高字在前,低字在后的。所以我们可以将字变量放在后两个字节,在程序初始化时将前两个字节清零(程序的其它地方不得使用这两个字节)。
如我们定义符号时将字变量定义在 VW2,同时保持 VW0 的值为零。则程序中可以用 VW2 以字型访问该变量,同时也可以 VD0 以双字型访问,避免了类型转换。
为了避免使用时混淆,较好以明确的符号定义来区分字类型和双字类型。在此强烈推荐类匈牙利命名法:以前缀指示变量类型,用首字母大写的有意义的英文单词的组合作变量名。本人习惯用以下缀:
b ---- 字节型变量(byte)
w ---- 字型变量(word)
d ---- 双字变量(double)
r ---- 实型变量(real)
f ---- 位变量(flag)
btn --- 自复位按钮式输入(button)
sw ---- 切换开关或自锁按钮输入(switch)
sig --- 传感器、编码等电平信号输入(**)
rly --- 输出继电器位(relay)
……
当然,这个根据个人习惯来,没有定则,主要是利于自己区分。
如有一个字类型变量名为 VarName,为使用的转换技巧,我们可以这样定义:
wVarName ---- VW2
dVarName ---- VD0
在程序初始化时将 VW0 清零(如果是不需要记忆的变量,直接将 dVarName 清零也可)或者在数据块中将 VW0 设置为零。则以后需要以字类型访问变量时就用 wVarName,需要以双字类型访问变量时就用 dVarName。完全不需要类型转换。
本方法可以较大的减少程序语句数,使程序更简洁、可读性更好,由于不需要做耗时的类型转换,程序运行效率也得到提高。且数学运算量越大,效率提高越明显。
缺点是要多占用两字节的内存,以后程序中不能使用 VW0。但 S7-200 的 RAM 空间很大,一般是用不完的,以 226 为例,有多达 10K 的 RAM,偶从来没有**过 1K。 这些 RAM 都是花钱买来的,不用白不用,不用也是浪费了。
同理,如果有字节型变量经常需要与字类型变量相互转换,让字节变量占用一个字的内存宽度浪费一个字节,避免类型转换。
关于*3点"使用SET指令只执行一次即可,不必每次扫描都执行这个指令,有些工程人员忽视了这个问题,使用了常规的方法来驱动SET指令,无意中增加了PLC程序扫描运行时间"
不是很理解,能不能说得细一点,
1:如果在ob里编写子程序段,是扫描的,但是如果您编写为FC调用,那么在FC的调用条件没有满足时,FC中的程序暂时不执行。这也是我所说节省时间的意思。
2:PLC的执行步数根据程序长短会不同,扫描时间会根据执行步数的不同而不同,如果用一个mov指令完成8个数字量输出的控制,当然比用8个mov指令完成8个数字量输出的控制所需要的程序步数少。
添加一个:
4:避免了类型转换,方法如下:
以S7-200为例,它的内存格式与我们常用的 PC 机正好相反,它是高字在前,低字在后的。所以我们可以将字变量放在后两个字节,在程序初始化时将前两个字节清零(程序的其它地方不得使用这两个字节)。
如我们定义符号时将字变量定义在 VW2,同时保持 VW0 的值为零。则程序中可以用 VW2 以字型访问该变量,同时也可以 VD0 以双字型访问,避免了类型转换。
为了避免使用时混淆,较好以明确的符号定义来区分字类型和双字类型。在此强烈推荐类匈牙利命名法:以前缀指示变量类型,用首字母大写的有意义的英文单词的组合作变量名。本人习惯用以下缀:
b ---- 字节型变量(byte)
w ---- 字型变量(word)
d ---- 双字变量(double)
r ---- 实型变量(real)
f ---- 位变量(flag)
btn --- 自复位按钮式输入(button)
sw ---- 切换开关或自锁按钮输入(switch)
sig --- 传感器、编码等电平信号输入(**)
rly --- 输出继电器位(relay)
……
当然,这个根据个人习惯来,没有定则,主要是利于自己区分。
如有一个字类型变量名为 VarName,为使用的转换技巧,我们可以这样定义:
wVarName ---- VW2
dVarName ---- VD0
在程序初始化时将 VW0 清零(如果是不需要记忆的变量,直接将 dVarName 清零也可)或者在数据块中将 VW0 设置为零。则以后需要以字类型访问变量时就用 wVarName,需要以双字类型访问变量时就用 dVarName。完全不需要类型转换。
本方法可以较大的减少程序语句数,使程序更简洁、可读性更好,由于不需要做耗时的类型转换,程序运行效率也得到提高。且数学运算量越大,效率提高越明显。
缺点是要多占用两字节的内存,以后程序中不能使用 VW0。但 S7-200 的 RAM 空间很大,一般是用不完的,以 226 为例,有多达 10K 的 RAM,偶从来没有**过 1K。 这些 RAM 都是花钱买来的,不用白不用,不用也是浪费了。
同理,如果有字节型变量经常需要与字类型变量相互转换,让字节变量占用一个字的内存宽度浪费一个字节,避免类型转换。