解決方案

解決方案

solution

MC200系列PLC在滅菌干燥機上的應用

系統配置圖:

    PLC 采用 MC200-3232BTA ,擴展模塊采用 MC200-4TC ,接入了 2 個測溫用的熱電偶信號,觸摸屏采用的是 MZ600-TT07S 。如下圖為控制系統結構圖:

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溫度控制方式和策略

    溫度控制是滅菌干燥機的最主要功能。通過精確地控制使溫度維持在設定值的± 1 度偏差左右,達到醫用器皿滅菌加工的要求;同時工作溫度應該在開機后盡快達到要求,預熱和波動時間都不能太長。

此干燥機的加熱元件采用 7 組紅外加熱管,每組加熱管各由 1 個交流接觸器控制電路通斷。由于 7 組紅外加熱管的功率很大,因此在運行中不能始終調節全部加熱管來控制溫度,否則溫度難以控制,波動時間很長。

以下第 1 點說明分段快速加熱控制,第 2 點說明精確溫控的控制策略;

           1 、設計采用了分組快速加熱的方式,加快預熱的過程;

在設定與實際的溫差大于 50 度的時候, PLC 會把 7 組加熱管全部投入加熱過程。當設定與實際的溫差小于 30 度時, PLC 將關閉其中 3 組紅外加熱管,剩下的 4 組加熱管繼續加熱。當設定與實際的溫差小于 15 度的時候, PLC 再關閉 2 組加熱管,同時對最后兩組加熱管的加熱過程進行 PID 調節。

通過這種方式,系統預熱時間大大縮短,波動的響應加快了。上述多個溫度切換點是通過調試時找到該設備加熱管的熱慣性后來確定的;

    2 PLC 采用固定加熱周期和可變加熱脈寬調節的方式來控制穩定加熱過程;

系統在最后 2 組加熱管工作的時候,通過改變固定加熱周期中的加熱時間脈寬比例,實現了 PID 調切的控制策略;

          3 、比例帶與比例系數;

對某些常用的溫控策略設計中,人們常在 PID 設置中引入“比例帶”的概念,也就是在確定比例系數時,先單純考慮比例調節,以一個固定 PV-SV 的精度差值來確定比例值;

比如,單純考慮比例調節,當希望達到的溫度差值為± 10 度時,則以 10 度為精度數據,當 PV 小于 SV 且溫差在 10 度及以上時, PID 輸出則為最大輸出( 100% )。當溫差小于 10 度,則按線性減少,直到沒有溫差時輸出 0%

在這個例子中“比例帶”就設為 10 度。可以通過這個比例帶來推算出比例值 KP 。對于 MC200 PLC ,由于 PID 輸出值一般設定為 0~32767 ,因此 KP=32767/10 ,即 3276.7





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