【正文】 行定值控溫又可以進(jìn)行 溫度跟隨曲線動(dòng)態(tài)產(chǎn)生的恒溫、升溫、恒溫的 程序控溫過(guò)程 ，同時(shí)又可以 進(jìn)行定值控溫與程序控溫的自由切換，同時(shí)加入拐點(diǎn)控制作用的觸發(fā)條件 。在這個(gè)例子中， “采樣比率 ”(調(diào)用 FB41 與 FB43 次 數(shù)之比 )為 1:10，因此控制值得精度為 10%，即輸入值 INV 只能映射為以 10% 為量化單位的脈沖輸出 QPOS_P 的占空比。每個(gè)周期輸出的 脈沖寬度與輸入變量 INV 成正比，PER_TM 與 FB43 的處理周期是不同的， “PER_TM”是 FB43 處理周期的若干倍 (見(jiàn)圖10)。 圖 8 FB41“CONT_C”方框圖 FB43“PULSEGEN”脈沖發(fā)生器 被 控 對(duì) 象A / D 轉(zhuǎn) 換s p ( n )e v ( n )L M Nc ( t )p v ( t )p v ( n )C O N T _ CP I D 控 制 器測(cè) 量 元 件P U L S E G E NI N VQ N E G _ PQ P O S _ P執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 圖 9 PLC 模擬量閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖 FB43“PULSEGEN”脈沖發(fā)生器與 PID 調(diào)節(jié)器配合使用 (見(jiàn)圖 9)，用脈沖輸出來(lái)控制比例執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它的比例運(yùn)算、積分運(yùn)算（ INT）和微商運(yùn)算（ DIF）是并行連接的，基于語(yǔ)句表編程的溫度控制程序設(shè)計(jì) 8 可以單獨(dú)激活或取消?？梢杂闷渥鳛楠?dú)立的 PID 恒值控制器，其功能基于模擬信號(hào)采樣控制器的 PID 控制算法，若需要的話，可以用脈沖發(fā)生器進(jìn)行擴(kuò)展，產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制的輸出信號(hào)，來(lái)控制比例執(zhí)行機(jī)構(gòu)的二級(jí)或三級(jí)控制器。當(dāng) ST 較小時(shí)，積分的誤差不大。需要較好的動(dòng)基于語(yǔ)句表編程的溫度控制程序設(shè)計(jì) 7 態(tài)品質(zhì)和較高的穩(wěn)態(tài)精度時(shí)，可以選用 PI 控制方式；若控制對(duì)象的慣性滯后較大時(shí)，應(yīng)選擇 PID 控制方式 [7]。圖形編輯器是用于創(chuàng)建過(guò)程畫(huà)面并使其動(dòng)態(tài)的編輯器，圖 6 為 WinCC 組態(tài)的過(guò)程畫(huà)面，包括趨勢(shì)畫(huà)面、過(guò)程值歸檔、I/O 域和控制按鈕的組態(tài)。 圖 4 變量管理器建立的變量組圖 變量記錄也稱為變量歸檔或者過(guò)程值歸檔，主要是用于獲取，處理和記錄工業(yè)設(shè)備的過(guò)程數(shù)據(jù)。 WinCC 使用變量管理器來(lái)組態(tài)變量。 基于語(yǔ)句表編程的溫度控制程序設(shè)計(jì) 5 圖 3 PLC 硬件組態(tài)畫(huà)面 SIMATIC WinCC 在設(shè)計(jì)思想上， SIMATIC WinCC 秉承西門(mén)子公司博大精深的企業(yè)文化理念，性能最全面、技術(shù)最先進(jìn)、系統(tǒng)最開(kāi)放的 HMI/SCADA 軟件是 WinCC 開(kāi)發(fā)者的追求。 T I1 0 1T c1 0 1上 位 機(jī)組 態(tài) 軟 件A I M : S M 3 3 1A I 8 * 1 2 b i tT E R W : N O1 41 5D O M : S M 3 2 21 6 * D C 2 4 / 0 . 5 AT E R W : N O21M P I+2 4 V+繼 電 器A 1A 2L 1T 1L 2T 2 加 熱 絲接 觸 器78T I T1 0 1T E1 0 1A I 8 1 8 智 能 儀 表J 型 熱 電 阻C P U 現(xiàn) 場(chǎng) 控 制 站操 作 臺(tái)9 1 023藍(lán)紅871 0 5 A C 2 2 0 V1 0 61 0 5 A C 2 2 0 V1 0 6 圖 2 鍋爐水溫控制 系統(tǒng)的制回路接線圖 3 軟件設(shè)計(jì)和組態(tài) SIMATIC STEP 7 習(xí)慣上將 STEP 7 稱為編程軟件，西門(mén)子稱之為標(biāo)準(zhǔn)工具。其過(guò)程如圖 1 所示，控制系統(tǒng)回路的反饋通道中使用 J 型熱電偶檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)電加熱鍋爐水溫得到電壓 020mV 信號(hào)，送入 AI818 智能儀表，然后變送 420mA 標(biāo)準(zhǔn)直流電流信號(hào) ， SM331 模擬量輸入通道檢測(cè)變送的標(biāo)準(zhǔn)直流電流 信號(hào)，經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字量（ 027648）送入 S7300 CPU參與 FB41“CONT_C”連續(xù)控制器 進(jìn)行 PID 運(yùn)算 ，輸出 的浮點(diǎn)數(shù)據(jù)，送入FB43“PULSEGEN”脈沖發(fā)生器進(jìn)行單極性二級(jí)控制，得到脈沖信號(hào)來(lái)控制繼電器的通斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)電加熱鍋爐的水溫的控制 。其中模擬量輸入模塊可以輸入熱電阻、熱電偶、 DC 420mA 和 DC 010V等多種不同類型和不同量程的模擬信號(hào)。由于S7300 簡(jiǎn)單實(shí)用的分散式結(jié)構(gòu)和多界面網(wǎng)絡(luò)能力，使得應(yīng)用十分靈活 [4]。輸入下線顯示值 dIL=，對(duì)外給定、變送輸出均有效，用于定義線性輸入信號(hào)下限刻度。在儀表參數(shù)設(shè)置方面，控制方式 CtrL=0，采用位式調(diào)節(jié)（ ON/OFF），表示適用于要求不高的場(chǎng)合進(jìn)行控制時(shí)采用。 2 鍋爐溫控 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 硬件介紹 傳感器 控制系統(tǒng)的傳感器是 J 型熱電偶，型號(hào)為 WRF120/Ⅱ 250，它是鐵 銅鎳熱電偶，它的正極 (JP)的化學(xué)成分為純鐵，負(fù)極 (JN)的化學(xué)成分為銅鎳合金。 第 2 章介紹了控制系統(tǒng)的主要硬件，控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和配置，以及傳感變送和加熱回路的設(shè)計(jì)。并對(duì)溫度對(duì)象進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的測(cè)試，并對(duì)傳統(tǒng) P、 PI、 PD、 PID的控制規(guī)律和本設(shè)改進(jìn)后的 PID 控制規(guī)律進(jìn)行控制。 語(yǔ)句表 (Instruction List， IL)是用助記符來(lái)表達(dá) PLC 的各種操作功能的，類似于計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言的文本語(yǔ)言，指令通過(guò)語(yǔ)句表程序使用 PLC 內(nèi)存的累加器來(lái)執(zhí)行，多條指令組成一個(gè)程序段，一個(gè)復(fù)雜的控制功能是用較長(zhǎng)的語(yǔ)句表來(lái)描述，這種語(yǔ)言比較抽象，不如梯形圖和功能塊圖那樣形象、直觀，但可以編寫(xiě)梯形圖和功能塊圖無(wú)法實(shí)現(xiàn)的程序，語(yǔ)句表比較適合經(jīng)驗(yàn)豐富的程序員使用，其中 ACC 累加器和標(biāo)志位操作的存在提高了工作效率但卻使編程變得 較困難 [2]。例如冶金、機(jī)械、食品、化工等各類工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等。 obtuse angle inflection point 基于語(yǔ)句表編程的溫度控制程序設(shè)計(jì) II 目 錄 1 引言 ........................................................................................................................................ 1 課題的意義 .................................................................................................................. 1 本課題包含的主要工作 .............................................................................................. 1 2 鍋爐溫控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ........................................................................................................ 2 硬件介紹 ...................................................................................................................... 2 傳感器 ............................................................................................................... 2 變送器 ............................................................................................................... 2 S7300 PLC ....................................................................................................... 2 控制電路設(shè)計(jì) .............................................................................................................. 3 控制回路設(shè)計(jì) ................................................................................................... 3 加熱主回路的設(shè)計(jì) ........................................................................................... 3 3 軟件設(shè)計(jì)和組態(tài) .................................................................................................................... 4 SIMATIC STEP 7 ......................................................................................................... 4 SIMATIC WinCC ......................................................................................................... 5 4 控制程序的設(shè)計(jì) ..................................................................................................................... 6 功能塊簡(jiǎn)介 .................................................................................................................. 6 FB41“CONT_C”連續(xù)控制器 ........................................................................... 6 FB43“PULSEGEN”脈沖發(fā)生器 ...................................................................... 8 控溫程序的編寫(xiě) .......................................................................................................... 9 主程序 OB1 的編寫(xiě) ........................................................................................ 9 中斷服務(wù)程序 OB35 的編寫(xiě) ......................................................................... 12 初始化程序 OB100 的編寫(xiě) ........................................................................... 12 5 溫度對(duì)象數(shù)學(xué)模型測(cè)試和控制規(guī)律測(cè)試 ........................................................................... 13 溫度對(duì)象的數(shù)學(xué)模型測(cè)試 ........................................................................................ 13 溫度控制規(guī)律的測(cè)試 ................................................................................................ 15 P 調(diào)節(jié)控制規(guī)律 .............................................................................................. 15 PD 調(diào)節(jié)控制規(guī)律 ........................................................................................... 15 PI 調(diào)節(jié)控 制