《基于FB41与FB43的夹套锅炉温度控制系统设计.docVIP

基于FB41与FB43的夹套锅炉温度控制系统设计 殷华文 田金云 （南阳理工学院电子与电气工程系，河南南阳，473004） 摘要：在西门子FB41与FB43软模块平台下，设计了夹套锅炉温度控制系统。系统的硬件部分进行了设计；接着对FB41与FB43模块的算法进行了介绍并详细阐述了FB41与FB43组合在一起实现控制的过程，在此基础上，对程序进行了设计；最后通过改变给定值与干扰信号对系统进行了验证; 结果表明：系统的输出能快速准确地跟踪给定信号，达到了良好的控制效果。 关键词：PLC; FB41; FB43; 温度; 算法 中图分类号：TP278 文献标志码：B Design of boiler temperature control system based on FB41 and FB43 Yin Hua-wen, Tian Jin-yun (Department of Electronics and Electrical Engineering Nanyang Institute of Technology, Henan Nanyang, China,473004) Abstract:Temperature control system of boiler was designed based on FB41 and FB43 module. First the hardware system was designed; Then the algorithm of FB41 and FB43 was introduced, and the process of elaborating together with FB41 and FB43 to realize control was introduced; Finally the program was designed; On this basis, control system was test by set value and disturbance signal; Results show that: the system output can track the set signal fast and accurately, and the good control effect was achieved. Key words: PLC; FB41; FB43; temperature; algorithm 引言 温度是工业对象中主要的被控参数之一[1]。PLC作为主流的自动化控制设备，使得其在过程控制领域扮演着越来越重要的角色。SIEMENS S7300/400系列PLC具有完善的过程控制软硬件产品，它配套的FB41 PID软件和FB43 PWM软件，功能完善，控制效果好。但是算法复杂，控制参数多（分别有35和14个参数），学习和使用比较难。由于大多数用户对于FB41和FB43软件模块的算法思想理解不够深入，参数意义不明确，致使在设计过程控制系统时存在障碍。本文以模拟夹套锅炉的温度控制系统设计为例，来说明如何使用FB41+FB43模块进行温度PID调节。. 系统组成 本系统以S7-300 PLC作为控制器，控制对象为自制的小型模拟不锈钢夹套锅炉，其内胆容积25L，夹套容积23L。上位机一台，通过MPI通讯与PLC相连，实现对系统的操作与监控。 温度传感器采用热电阻，信号经变送仪表输出标准信号接入PLC模拟量输入模块，在经FB41与FB43对信号运算处理后输出脉冲信号控制继电器的通断，从而控制加热丝的通电占空比以此来控制锅炉温度。 系统的接线图如下(带防干烧联锁)： 图1 锅炉温度控制回路接线图 控制算法 (1)FB41的算法 FB41“CONT_C”是采用位置式PID算法思想设计的控制软件模块[3,4]。FB41的算法设计很完善，使用起来也很灵活。它的比例运算、积分运算（INT）和微商运算（DIF）是并行连接的，可以单独激活或取消。这就允许组态成P、PI、PD和PID控制器。它的积分分量可以清零、保持，这就方便实现抗积分饱和或积分分离。微分分量可以直接输出，也可以延迟衰减输出。FB41输出的是模拟量控制信号。 FB41.CYCLE参数是PID控制的采样周期 为了保证准确有序的控制，PID运算应放在OB35定时中断服务程序中，若放在OB1主循环中是不合适的，因为主循环的扫描周期是不固定的，一般和FB41.CYCLE设置值不一致且相差较大，放在OB1中将使CYCLE设置失去意义。 (2)FB43的算法 FB43“PULSEGEN”称为脉冲宽度调制器，即PWM模块[3,4]。可以将输入变量“INV”（Input