硬件配置
CPU: S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC
模拟量输入模块: SM1231 4AI
模拟量输出模块: SM1232 2AO
温度传感器: PT100
执行器: 调节阀
接线示例
模拟量输入配置:
IW64 - AI_0: 温度采集
模拟量输出配置:
QW64 - AQ_0: 阀门控制
程序设计思路
系统初始化:
初始化所有变量,包括温度输入、输出和控制参数。
温度采集和标定:
使用PT100传感器采集温度信号,并进行模拟量到数字量的转换。
PID计算:
根据设定的PID参数(Kp, Ti, Td)计算控制器的输出信号。
输出控制:
将PID计算得到的控制信号输出到调节阀,以控制加热或冷却。
报警监测:
设置高温和低温报警,当温度超出设定范围时,触发报警。
程序实现
```pascal
VAR_GLOBAL
Raw_Value: INT;// 模拟量输入值
Temp_Real: REAL; // 实际温度值
High_Alarm: BOOL; // 高温报警
Low_Alarm: BOOL; // 低温报警
Alarm_Output: BOOL; // 报警输出
Set_Temp: REAL := 50.0; // 设定温度
PID_Parameters: STRUCT
Kp: REAL := 1.0;
Ti: TIME := T20s;
Td: TIME := T10s;
END_VAR
MAIN:
// 系统初始化
Init_Variables;
// 温度采集和标定
Read_Temperature:
LD W0.0; // 读取模拟量输入端口
MOV W0.0, Temp_Real; // 将读取值存储到中间变量 Temp_Real 中
NORM_X(MIN := 0, MAX := 27648, VALUE := Raw_Value, OUT => Temp_Real); // 标准化温度值
// PID计算
PID_Control:
// 这里应该调用PID计算函数,传入Temp_Real和PID_Parameters,返回控制信号
// 假设PID计算函数为CalcPID(Temp_Real, PID_Parameters, Control_Signal)
CALL CalcPID(Temp_Real, PID_Parameters, Control_Signal);
// 输出控制
Output_Control:
MOV Control_Signal, Output; // 将控制信号赋给输出变量
OUT Output, Control_Signal; // 将输出变量的值输出到模拟量输出端口
// 报警监测
Alarm_Check:
IF Temp_Real > Set_Temp THEN
High_Alarm := TRUE;
ELSEIF Temp_Real < Set_Temp THEN
Low_Alarm := TRUE;
ELSE
High_Alarm := FALSE;
Low_Alarm := FALSE;
END_IF;
IF High_Alarm THEN
// 触发高温报警
END_IF;
IF Low_Alarm THEN
// 触发低温报警
END_IF;
END_MAIN
```
注意事项
模拟量输入需要进行量程转换,本例中假设已经完成转换。
加热器的频繁开关可能影响设备寿命,可以适当增加开关滞后时间。
建议添加上限报警功能,避免温度失控。
可以实现PID控制,提高控制精度。
可以增加操作员界面,方便修改参数。
这个实例提供了一个基本的温度控制系统的编程框架,可以根据具体需求进行进一步的优化和扩展。