本科生毕业设计（论文）学院：电子与电气工程学院专业：自动化学生：指导教师：完成日期2012年5月南阳理工学院本科生毕业设计（论文）S7-300PLC中双极性温控PID算法设计DesignofS7-300PLCdualpolarityPIDalgorithm总计：31页表格：7个插图：20幅南阳理工学院本科毕业设计（论文）S7-300PLC中双极性温控PID算法设计DesignofS7-300PLCdualpolarityPIDalgorithm学院：电子与电气工程学院专业：自动化学生姓名：学号：096108021指导教师（职称）：评阅教师：完成日期：南阳理工学院NanyangInstituteofTechnologyS7-300PLC中双极性温控PID算法设计自动化专业[摘要]目前大多数工业控制回路都采用PID控制器或改进型PID控制器。PLC中都有PID指令或模块，但是算法程序不公开，这使使用者对算法的正确使用产生障碍。本设计在西门子S7-300PLC中自主编写PID程序模块实现对模拟工业对象的电加热锅炉的加热、冷却双极性控制。双极性PID算法设计采用位置型算法思想，使用STEP7梯形图作为编程语言，采用结构化编程。算法中引入控制带，只有偏差在控制带范围内时进行PID运算，从而避免积分饱和现象。同时为了抑制由于可调节变量量化所引起的小幅恒定振荡，对偏差应用了死区处理。在冷却过程中，为了避免控制的延迟及超调，采用提前控制、变控制参数的方法。控制算法中还引入了输出死区、输出限幅、积分清零等多种控制手段。经监控结果显示，本PID程序模块对温度对象的针对性较强，控制结果超调量较小，稳态误差小于℃。本程序模块源程序加有详细的算法思想介绍和注释，可以作为自动化学科教学科研的技术资料，也可用于工程控制。[关键词]位置式；双极性控制；双极性温控PID模块；积分饱和；程序控温DesignofS7-300PLCDualPolarityPIDAlgorithmAutomationSpecialtyLISai—saiAbstract:MostofthecurrentindustrialcontrolloopshaveusedPIDcontrollerorimprovedPIDcontroller.PLChavePIDinstructionormodulemostlyintoit,butthealgorithmisnotopen,itisanobstaclewhentheusersusealgorithm.ThedesigncancompilePIDprogrammingmoduleindependentlytoachievethesimulationofindustrialobjectselectricheatingboilerandcoolingbipolarcontrolbasedonSiemensS7-300programmablelogiccontroller.DesignofthebipolarPIDalgorithmhasusedpositiontypealgorithm,theSTEP7ladderdiagramasaprogramminglanguageandastructuredprogramming.WiththeintroductionofcontrolAlgorithm,itcanoperatePIDalgorithmonlywhenitrangesthedeviationinthecontrol,soastoavoidintegralsaturationphenomenon.Inordertosuppressthesmallconstantoscillationduetoadjustablevariablescausedbyquantizationatthesametime,ithasapplieddead-timeprocessingtothedeviation.Theninordertoavoidthecontroldelayandtheovershoot,ithasusedadvancedcontrolandvariableparametercontrolmethodduringthecoolingprocess.Thecontrolalgorithmhasintroducedsomecontrolmeans,suchas,theoutputdead,theoutputlimiting,theintegralresetandsoon.MonitoringresultsshowthatthePIDprogrammoduleshavetargetedcontrolto