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台达DVP-PLC烤箱温度模糊控制(FTC)程序设计范例

来源:艾特贸易2018-01-31

简介【控制要求】 (1) 烤箱的加热环境为“加热快环境”( D13=K16 ),控制的目标温度为 120 ℃( D10=K1200 ),利用 FTC 指令搭配 GPWM 指令实现对烤箱温度的模糊控制,使之达到最佳的控制效

    【控制要求】

   (1)烤箱的加热环境为“加热快环境”(D13=K16),控制的目标温度为120℃(D10=K1200),利用FTC指令搭配GPWM指令实现对烤箱温度的模糊控制,使之达到最佳的控制效能。

   (2)利用DVP04PT-S温度模块测得烤箱的现在值温度后传给PLC主杌。DVP12SA主机经过FTC运算后,其输出结果(D22)作为GPWM指令的输入。GPWM指令执行后Y0输出可变宽度的脉冲(宽度由D22决定)控制加热器装置,从而自动实现对烤箱温度的模糊控制。

    控制时序如图15-12所示。

控制时序

    15-12    控制时序

    【元件说明】

    元件说明见表15-8

    15-8    元件说明

元件说明

    【控制程序】

    控制程序如图15-13所示。

控制程序

    15-13    控制程序

    【程序说明】

   (1) FTC指令是专为温度控制设计的便利指令,使用者只需做简单的几个参数设置即可,不需像PID指令那样去设置大量的控制参数。

   (2)该指令格式如下:

    S1为目标值(SV)(范围限制15000,表示0.1500);

   S2为现在值(PV)(范围限制15000,表示0.1500);

   S3为参数(使用者需对S3S3+1两个参数进行设置);

    D为输出值(MV)(显示范围OS3+0之间)。

   (3) FTC指令参数S3S3+1的定义见表15-9

    15-9    FTC指令参数S3S3+1的定义

FTC指令参数S3、S3+1的定义

   (4)在实际运用中,很少能一次性就设置合适的S3S3+1参数,需要不断地对参数进行调整才能得到最终满意的控制效果,调节参数的基本原则如下:

   1)取样时间(S3)设置值建议至少为温度传感器取样时间2倍以上,一般设置为26s

   2) GPWM指令的周期设置与FTC指令取样时间相同,但GPWM指令的时间单位为1ms

   3)当感觉加热时间比较长才到达目标温度时,建议适当减小取样时间的设置值来改善。

   4)当出现上下振荡的现象时,建议适当增加取样时间的设置值来改善。

   5)加热环境(S3+1bit2bit5)未设置时,则默认为一般加热选项(b3=1)

   6)当为太慢到达目标温度的温度环境时,则选择加热慢的环境选项(b2=1)

   7)当控制结果有过冲现象或上下振荡太大的现象时,则选择加热快的环境选项(b4=1)

   (5)S3S3+1参数的调节过程:假设FTC指令的S3S3+1参数设置分别为D12=K60(6s)D13=K8b3=1),GPWM指令脉冲输出周期设置为D30=K6000(=D12×100),则其控制响应曲线如图15-14所示。

    由图15-14可知约为48min后达到目标温度的正负1℃误差内,并且有过冲约10℃左右。由于有过冲现象,因此根据调节参数的基本原则修改加热环境为快速加热环境。即将S3+1参数修改为D13=K16 (b4=1),其控制响应曲线如图15-15所示。

 控制响应曲线(一)

    15-14    控制响应曲线(一)

控制响应曲线(二)

    15-15    控制响应曲线(二)

    由图15-15可知虽然无过冲现象,但是却要花大约1h以上,才会达到目标温度的正负1℃误差内,所以目前测试的环境是选对了,但是取样时间似乎太长了,因而造成整体时间都延长了。因此根据调节参数的基本原则适当减少取样时间的设置值,即将S3参数修改为D12=K20 (2s)GPWM指令脉冲输出周期设置为D30=K2000 (=D12×100),其控制响应曲线如图15-16所示。

    由图15-16可知控制系统太过敏感,因而出现上下振荡的现象。因此根据调节参数的基本原则适当增加取样时间的设置值,即将S3参数修改为D12-K40 (4s)GPWM指令脉冲输出周期设置为D30=K4000 (=D12×100),其控制响应曲线如图15-17所示。

    由图15-17可知控制系统能在较快时间(约37min)内到达目标温度值,并且无过冲和振荡现象发生,已基本满足控制系统的要求。

控制响应曲线(三)

    15-16    控制响应曲线(三)

控制响应曲线(四)

    15-17    控制响应曲线(四)

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