CN110456839A - 一种基于pid的智能温度控制系统 - Google Patents
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- G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
- G05D23/20—Control of temperature characterised by the use of electric means with sensing elements having variation of electric or magnetic properties with change of temperature
Abstract
本发明提出一种基于PID的智能温度控制系统，用于控制及监测流延膜机，包括集成控制器、功能模块，集成控制器包括触控屏和PLC控制面板，功能模块包括温度传感器、加热区，触控屏输入预设温度，温度传感器对流延膜机的各个温区的温度进行实时的数据采集，并传输给PLC控制面板，若温度传感器所采集的温度数据和预设温度存在偏差，PLC控制面板通过PID算法对偏差进行处理并发出调节指令，从而控制加热区对各个温区进行加热或者冷却以使得各个温区的温度和预设温度相匹配。本发明的基于PID的智能温度控制系统操作方便简单，实现了各个温区的温度一健设定功能、同时减少了接线、可以使得同一时间点各温区的预设温度同时到达，具备实时报警功能。
Description
技术领域
本发明涉及控制系统领域，尤其是一种基于PID的智能温度控制系统，用于控制及监测流延膜机。
背景技术
目前常见流延膜机加热一般是由温度控制表来控制，电流表来监测电流。因此常见流延膜机存在的以下问题：1、设置温度需要分别对每个控制表进行设置，设置温度比较麻烦。2、控制表及电流表比较多，每一个控制表及电流表都要分别接线，造成线路冗杂。3、流延膜机的每个温区的加热时间不一样，加温快的温区会先到达设定温度，加温快的存在长时间加热对朔料粒子性能造成一定影响。4、流延膜机的温区内的加热器出现故障时，不能实时报警及提示故障。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种基于PID的智能温度控制系统，用于控制及监测流延膜机，其操作方便简单，实现了各个温区的温度一健设定功能、同时减少了接线、可以使得同一时间点各温区的预设温度同时到达，具备实时报警功能。
本发明通过以下技术方案实现的：
本发明提出一种基于PID的智能温度控制系统，用于控制及监测流延膜机，包括集成控制器、功能模块，集成控制器包括触控屏和PLC控制面板，所述功能模块包括温度传感器、加热区，触控屏输入预设温度，温度传感器对流延膜机的各个温区的温度进行实时的数据采集，并传输给PLC控制面板，若温度传感器所采集的温度数据和预设温度存在偏差，所述PLC控制面板通过PID算法对偏差进行处理并发出调节指令，从而控制加热区对各个温区进行加热或者冷却以使得各个温区的温度和预设温度相匹配。
进一步的，调节指令包括但不局限于对各个温区进行加热的加热系统的PWM占空比。
进一步的，当各个温区的温度都和预设温度相匹配时，所述PLC控制面板控制各个温区的挤出机开始启动。
进一步的，所述功能模块还包括寄存器，所述寄存器对各个温区的温度第一次到达预设温度相匹配所用的时长进行记录保存。
进一步的，所述PLC控制面板根据寄存器记录保存的各个温区的温度第一次到达预设温度相匹配所用的时长来控制各个温区的加热次序，其中，对于加热所用时长较长的温区最先加热，以使得后续各个温区的温度可以同时达到各自对应的预设温度。
进一步的，还包括与集成控制器相连接的模拟量模块，所述模拟量模块对各个温区的加热电流进行实时监测。
进一步的，当有温区的加热电流大于预设电流值时，PLC控制面板判断该温区的加热器出现了故障。
进一步的，还包括与集成控制器、模拟量模块相连接的数字量模块，当PLC控制面板判断温区的加热器出现了故障时，数字量模块发出对应温区的报警信号。
进一步的，所述模拟量模块同时对各个温区的挤出机的工作电流进行实时监测。
进一步的，所述模拟量模块同时对各个温区的挤出机的转速和频率进行实时监测。
本发明的有益效果：
本发明提出的基于PID的智能温度控制系统，用于控制及监测流延膜机，其特征在于，包括集成控制器、功能模块，集成控制器包括触控屏和PLC控制面板，所述功能模块包括温度传感器、加热区，触控屏输入预设温度，温度传感器对流延膜机的各个温区的温度进行实时的数据采集，并传输给PLC控制面板，若温度传感器所采集的温度数据和预设温度存在偏差，所述PLC控制面板通过PID算法对偏差进行处理并发出调节指令，从而控制加热区对各个温区进行加热或者冷却以使得各个温区的温度和预设温度相匹配。本发明的基于PID的智能温度控制系统操作方便简单，实现了各个温区的温度一健设定功能、同时减少了接线、可以使得同一时间点各温区的预设温度同时到达，具备实时报警功能。
附图说明
图1为本发明提出的基于PID的智能温度控制系统原理框图；
图2为本发明提出的基于PID的智能温度控制系统的动作示意图。
具体实施方式
为了更加清楚、完整的说明本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步说明。
请参考图1-图2，本发明提出一种基于PID的智能温度控制系统，用于控制及监测流延膜机，包括集成控制器1、功能模块2，集成控制器1包括触控屏11和PLC控制面板10，所述功能模块2包括温度传感器20、加热区21，触控屏11输入预设温度，温度传感器20对流延膜机的各个温区的温度进行实时的数据采集，并传输给PLC控制面板10，若温度传感器20所采集的温度数据和预设温度存在偏差，所述PLC控制面板10通过PID算法对偏差进行处理并发出调节指令，从而控制加热区21对各个温区进行加热或者冷却以使得各个温区的温度和预设温度相匹配。
进一步的，调节指令包括但不局限于对各个温区进行加热的加热系统的PWM占空比。
在本实施方式中，每个温区均设有对应的温度传感器20，每个温区的预设温度存在不一致的情况，每个温区设有加热器用于加热，每个温区设有冷却风扇用于下调温度，即冷却的作用。当温度传感器20所采集的温度数据和对应温区的预设温度存在偏差时，所述PLC控制面板10通过PID算法对偏差进行处理从而计算出偏差值，然后根据偏差值发出调节指令，调节指令包括但不局限于对各个温区进行加热的加热系统的PWM占空比、以及各个温区的冷却风扇的启动信号等。如当温度传感器20所采集的温度数据低于预设温度时，所述PLC控制面板10将各个温区进行加热的加热器的PWM占空比调大，以使得加热器输出更高的热量对温区加热使得温区的温度和预设温度相匹配。当温度传感器20所采集的温度数据高于预设温度时，所述PLC控制面板10将各个温区进行加热的加热器的PWM占空比调小，同时启动对应温区内冷却风扇，以使得加热器输出更高的热量对温区加热使得温区的温度和预设温度相匹配。
在本实施方式中，通过触控屏11，可以对各个温区的温度显示、电流显示及温度预设值输入设定等一系列的参数设定。
在本实施方式中，相比于现在市面上的流延膜机加热一般是由温度控制表来控制，电流表来监测电流，存在的以下问题：1、设置温度需要分别对每个控制表进行设置，设置温度比较麻烦。2、控制表及电流表比较多，每一个控制表及电流表都要分别接线，造成线路冗杂。本发明的基于PID的智能温度控制系统操作方便简单，实现了各个温区的温度一健设定功能；且通过设置集成控制器1代替了温度控制表及电流表减少了接线。
进一步的，当各个温区的温度都和预设温度相匹配时，所述PLC控制面板10控制各个温区的挤出机开始启动。
在本实施方式中，需要先对各个温区进行加热至预设温度，且需要保证各个温区的温度都和各自的预设温度相匹配，所述PLC控制面板10才控制各个温区的挤出机开始启动。
进一步的，所述功能模块2还包括寄存器22，所述寄存器22对各个温区的温度第一次到达预设温度相匹配所用的时长进行记录保存。
进一步的，所述PLC控制面板10根据寄存器22记录保存的各个温区的温度第一次到达预设温度相匹配所用的时长来控制各个温区的加热次序，其中，对于加热所用时长较长的温区最先加热，以使得后续各个温区的温度可以同时达到各自对应的预设温度。
在本实施方式中，各个温区所达到的对应的预设温度不一样，因此各个温区的加热时长也会存在差异，因此通过寄存器22记录保存的各个温区的温度第一次到达预设温度相匹配所用的时长来控制各个温区的加热次序，当第二次启动系统时，让加热所用时长较长的温区最先加热，依次类推，以使得后续各个温区的温度可以同时达到各自对应的预设温度，这样避免了各个温区的塑料粒子长时间加热造成性能上面的影响，同时也减少了能耗。
进一步的，还包括与集成控制器1相连接的模拟量模块3，所述模拟量模块3对各个温区的加热电流进行实时监测。
进一步的，当有温区的加热电流大于预设电流值时，PLC控制面板10判断该温区的加热器出现了故障。
在本实施方式中，通过设置所述模拟量模块3对各个温区的加热电流进行实时监测，能检测出各个温区的加热器故障，确保各个温区的加热器可以正常工作。
进一步的，还包括与集成控制器1、模拟量模块3相连接的数字量模块4，当PLC控制面板10判断温区的加热器出现了故障时，数字量模块4发出对应温区的报警信号。
在本实施方式中，通过数字量模块4发出对应温区的报警信号，实现实时报警功能。
进一步的，所述模拟量模块3同时对各个温区的挤出机的工作电流进行实时监测。
进一步的，所述模拟量模块3同时对各个温区的挤出机的转速和频率进行实时监测。
在本实施方式中，通过所述模拟量模块3，还可以实现对各个温区的挤出机的控制。
在本实施方式中，所述模拟量模块3、数字量模块4、集成控制器1、功能模块2之间的连接可以通过现场总线模块的以太网进行。
当然，本发明还可有其它多种实施方式，基于本实施方式，本领域的普通技术人员在没有做出任何创造性劳动的前提下所获得其他实施方式，都属于本发明所保护的范围。
Claims (10)
1.一种基于PID的智能温度控制系统，用于控制及监测流延膜机，其特征在于，包括集成控制器、功能模块，集成控制器包括触控屏和PLC控制面板，所述功能模块包括温度传感器、加热区，触控屏输入预设温度，温度传感器对流延膜机的各个温区的温度进行实时的数据采集，并传输给PLC控制面板，若温度传感器所采集的温度数据和预设温度存在偏差，所述PLC控制面板通过PID算法对偏差进行处理并发出调节指令，从而控制加热区对各个温区进行加热或者冷却以使得各个温区的温度和预设温度相匹配。
2.根据权利要求1所述的基于PID的智能温度控制系统，其特征在于，调节指令包括但不局限于对各个温区进行加热的加热系统的PWM占空比。
3.根据权利要求1所述的基于PID的智能温度控制系统，其特征在于，当各个温区的温度都和预设温度相匹配时，所述PLC控制面板控制各个温区的挤出机开始启动。
4.根据权利要求3所述的基于PID的智能温度控制系统，其特征在于，所述功能模块还包括寄存器，所述寄存器对各个温区的温度第一次到达预设温度相匹配所用的时长进行记录保存。
5.根据权利要求4所述的基于PID的智能温度控制系统，其特征在于，所述PLC控制面板根据寄存器记录保存的各个温区的温度第一次到达预设温度相匹配所用的时长来控制各个温区的加热次序，其中，对于加热所用时长较长的温区最先加热，以使得后续各个温区的温度可以同时达到各自对应的预设温度。
6.根据权利要求1所述的基于PID的智能温度控制系统，其特征在于，还包括与集成控制器相连接的模拟量模块，所述模拟量模块对各个温区的加热电流进行实时监测。
7.根据权利要求6所述的基于PID的智能温度控制系统，其特征在于，当有温区的加热电流大于预设电流值时，PLC控制面板判断该温区的加热器出现了故障。
8.根据权利要求7所述的基于PID的智能温度控制系统，其特征在于，还包括与集成控制器、模拟量模块相连接的数字量模块，当PLC控制面板判断温区的加热器出现了故障时，数字量模块发出对应温区的报警信号。
9.根据权利要求6所述的基于PID的智能温度控制系统，其特征在于，所述模拟量模块同时对各个温区的挤出机的工作电流进行实时监测。
10.根据权利要求6所述的基于PID的智能温度控制系统，其特征在于，所述模拟量模块同时对各个温区的挤出机的转速和频率进行实时监测。
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