【正文】 ystem) is characteristic of the system is controlled object output (controlled quantity) will be sent back influence against the output, forming a controller or multiple closedloop. Closedloop control system has a positive feedback and negative feedback signal and system, if the given value is called negative feedback signal instead, NegativeFeedback), if the polarity (same, it is known as a positive feedback, general closedloop control system adopts negative feedback, also called negative feedback control system. Many examples of the closedloop control system. For example is a possessing negative feedback closedloop control system, and acted as feedback eyes is sensor, the human body system can constantly revising finally made by various correct action. If have no eyes, have no feedback loop, and also became an openloop control system. Another example, when a real fullyautomatic washerextractor continuous check whether can wash clothes, and wash can automatically cut off after power source, it is a closedloop control system. Step response Laplace domain response refers to a step inputs (stepfunction) added to the system, the system output. Steadystate error refers to the response of the system, system after entering the steadystate expected output and actual output difference. Control system performance can use stability, accurate, fast three words to describe. Steady refers to the stability of system (batchconvert), a system to work, must first is stable, look from the Laplace domain response should be convergent。該子程序初始化 PID 控制邏輯使用的變量，并啟動(dòng) PID 中斷“PID_EXE”程序。 步驟 7 生成 PID 代碼 回答這些詢問(wèn)后，點(diǎn)擊“完成”，S7200 指令向?qū)槟付ǖ呐渲蒙沙绦虼a和數(shù)據(jù)塊代碼。這樣會(huì)在 PID 返回自動(dòng)模式時(shí)提供無(wú)擾動(dòng)轉(zhuǎn)換。需要指定該計(jì)算區(qū)開(kāi)始的 V 存儲(chǔ)區(qū)字節(jié)地址。 標(biāo)定（單極、雙擊或 20% 偏移量）步驟 4 設(shè)置回路報(bào)警選項(xiàng)該向?qū)楦鞣N回路條件提供輸出。 （PV）應(yīng)當(dāng)如何標(biāo)定。 （SP）應(yīng)當(dāng)如何標(biāo)定。步驟 2 設(shè)置回路參數(shù) 注釋：參數(shù)表地址的符號(hào)名已經(jīng)由向?qū)е付?。采用自?dòng)調(diào)節(jié)與控制，改變了水廠原人工操作投加的控制模式，控制的準(zhǔn)確性得以提高，并節(jié)省了人力和氯耗。在控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)上，系統(tǒng)應(yīng)用PID算法對(duì)加氯機(jī)的調(diào)節(jié)閥進(jìn)行開(kāi)度控制從而達(dá)到控制目的，并且利用STEP7編程軟件對(duì)PLC進(jìn)行了編程，同時(shí)由于條件限制沒(méi)有考慮工廠實(shí)際環(huán)境諸多因素的干擾，僅從最主要的因素入手，達(dá)到了最基本的控制要求，基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)加氯系統(tǒng)的自動(dòng)控制。 第四章 結(jié)論 本文內(nèi)容的總結(jié) 本文分析了水廠的氯氣投加工藝以及氯氣的水解規(guī)律，并對(duì)水廠加氯系統(tǒng)的現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。 氣源切換部分程序見(jiàn)圖36： 圖36 氣源切換部分程序圖 漏氯報(bào)警軟件設(shè)計(jì) 當(dāng)漏氯報(bào)警儀檢測(cè)到空氣中氯氣的濃度大于設(shè)定值后，便向PLC報(bào)警，同時(shí)立即啟動(dòng)吸氯裝置和排風(fēng)系統(tǒng)；待漏氯報(bào)警信號(hào)消除并經(jīng)自動(dòng)延時(shí)后，停止吸氯裝置和排風(fēng)系統(tǒng)【19】。則關(guān)閉1號(hào)閥。 氣源切換軟件設(shè)計(jì) 氣源切換程序流程 圖35 氣源自動(dòng)切換程序流程圖 當(dāng)工作氣源發(fā)出空瓶報(bào)警信號(hào)(由電子秤或瓶?jī)?nèi)壓力形成信號(hào))時(shí)，PIC自動(dòng)關(guān)閉該組氣源的出氣電動(dòng)閥，再打開(kāi)另一組備用氣源的出氣電動(dòng)閥，完成從空瓶 到滿瓶的切換，以保證氯氣的連續(xù)供應(yīng)?？刂频臄?shù)學(xué)模型如式：I0=KfQm 出水余氯數(shù)據(jù)采樣及將采樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成PID應(yīng)用01數(shù)據(jù),將出水廠出水流量數(shù)據(jù)與出水場(chǎng)余氯檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行組合計(jì)算，實(shí)現(xiàn)開(kāi)環(huán)、閉環(huán)復(fù)合控制.將經(jīng)過(guò)PID復(fù)合運(yùn)算后的投氯結(jié)果傳送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)因?yàn)閳?zhí)行機(jī)構(gòu)識(shí)別的信號(hào)420mA的模擬量【16】，變成一個(gè)共控制裝置使用的整數(shù)（程序說(shuō)明：VD208中存放的是經(jīng)PID指令復(fù)合計(jì)算調(diào)節(jié)后的輸出值，PID回路表中有定義。將VW14內(nèi)整數(shù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為雙整數(shù)，供接下來(lái)的實(shí)數(shù)計(jì)算用，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果存到VD66中。定義PID采樣周期。將VD82內(nèi)的雙整數(shù)轉(zhuǎn)換為整數(shù)并傳給VW86。，供PID指令用【15】。清水池余氯數(shù)據(jù)采樣及將采樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成PID應(yīng)用01數(shù)據(jù)，此段程序作用是將數(shù)據(jù)采樣后轉(zhuǎn)換成PID應(yīng)用的01的實(shí)數(shù)。定義增益即PID調(diào)節(jié)的比例放大倍數(shù)。將VD54內(nèi)的實(shí)數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行雙整數(shù)轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果存回VD54中。 自動(dòng)加氯程序梯形圖及程序說(shuō)明自動(dòng)加氯的流程圖和梯形圖分別如圖33，圖34： 圖33 自動(dòng)加氯流程圖 圖34 自動(dòng)加氯子程序梯形圖梯形圖程序依次說(shuō)明：原水流量檢測(cè)及按比例投氯:把原水流量采樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到VW10。每次完成PID運(yùn)算后，都要更新回路表內(nèi)的輸出值，～【11】。PID指令對(duì)回路表中的某些輸入值不進(jìn)行范圍檢查，應(yīng)保證過(guò)程變量、給定值等不超限，如表31： 表31 PID回路表 偏移量 域 格式 類型 說(shuō)明 0 進(jìn)程變量 雙字—實(shí)數(shù) 入包含進(jìn)程變量， 4 設(shè)定值 雙字—實(shí)數(shù) 入包含設(shè)定值， 8 輸出 雙字—實(shí)數(shù) 入 出包含輸出， 12 增益 雙字—實(shí)數(shù) 入包含增益，此為比例常數(shù)，可為正數(shù)或負(fù)數(shù) 16 采樣時(shí)間 雙字—實(shí)數(shù) 入包含采樣時(shí)間，以秒為單位，必須為正數(shù) 20 積分時(shí)間 雙字—實(shí)數(shù) 入包含積分時(shí)間，以分鐘為單位，必須為正數(shù) 24 微分時(shí)間 雙字—實(shí)數(shù) 入包含微分時(shí)間，以分鐘為單位，必須為正數(shù) 28 偏差 雙字—實(shí)數(shù) 入 出 32 以前的進(jìn)程變量 雙字—實(shí)數(shù) 入 出包含最后依次執(zhí)行PID指令存儲(chǔ)的進(jìn)程變量以前的數(shù)值 程序中可使用八條PID指令。余氯分析儀的余氯信號(hào)經(jīng)PLC作為一個(gè)過(guò)程變量輸入控制器，控制器通過(guò)比較過(guò)程變量與余氯設(shè)定值產(chǎn)生的誤差，由PID方程計(jì)算出其輸出量，即修正量，每經(jīng)過(guò)一個(gè)滯后時(shí)間周期，從流量比例控制賦予調(diào)節(jié)閥的初始開(kāi)度開(kāi)始，逐步對(duì)其進(jìn)行修正，直到余氯達(dá)到期望值。原水流量信號(hào)經(jīng)PLC輸入到前加氯控制器（比例控制器），比例控制器根據(jù)流量的大小，輸出相應(yīng)的調(diào)節(jié)量，調(diào)節(jié)電動(dòng)閥的開(kāi)度，其控制的數(shù)學(xué)模型如公式37所示： （37） 其中：I0—控制器輸出（4~20mA）；Kf—比例系數(shù)；Qm—原水瞬時(shí)流量。 比例（P）的作用是快速調(diào)節(jié)偏差的大小，偏差大調(diào)節(jié)大，偏差小調(diào)節(jié)小。第一次采樣時(shí)，數(shù)值 PVn1 被初始化，等于PVn 。 （3）微分項(xiàng)微分環(huán)節(jié):阻止偏差的變化，根據(jù)偏差的變化速率作出控制，偏差變的越快，微分控制器輸出越大，并能在偏差值變大之前進(jìn)行修正。CPU采用的積分項(xiàng)公式為： （35）其中： MIn 采樣時(shí)間n的回路輸出積分項(xiàng)數(shù)值 Kc 回路增益 Ts 回路采樣時(shí)間 T1 積分時(shí)間（亦稱為積分時(shí)間或復(fù)原） SPn 采樣時(shí)間n的設(shè)定值數(shù)值 PVn 采樣時(shí)間n的進(jìn)程變量數(shù)值 MX 采樣時(shí)間n 1的積分項(xiàng)數(shù)值（亦稱為積分和或偏差） 積分和或偏差是積分項(xiàng)所有先前數(shù)值的運(yùn)行和。積分環(huán)節(jié)的作用是把偏差的積累作為輸出，在控制過(guò)程中，只要偏差存在，積分環(huán)節(jié)的輸出就會(huì)不斷增大，直到系統(tǒng)偏差為零，輸出才可能保持在某一常量。修改后的公式為： （33） 輸出 = 比例項(xiàng) + 積分項(xiàng) + 微分項(xiàng)其中： Mn 采樣時(shí)間n的回路輸出計(jì)算值 MPn 采樣時(shí)間n的回路輸出比例項(xiàng)數(shù)值 MIn 采樣時(shí)間n的回路輸出積分項(xiàng)數(shù)值 MDn 采樣時(shí)間n的回路輸出微分項(xiàng)數(shù)值 （1）比例項(xiàng)比例環(huán)節(jié):成比例地反映控制系統(tǒng)偏差信號(hào)的作用，偏差一旦產(chǎn)生，控制器立即產(chǎn)生控制作用，以減少偏差。反饋理論的要素包括三個(gè)部分：測(cè)量、比較和執(zhí)行。 圖22 CPU224接線圖 圖23 模擬量輸入輸出模塊接線圖1 圖24 模擬量輸入輸出模塊接線圖2 圖25 模擬量輸出模塊接線圖水廠自動(dòng)加氯系統(tǒng)S7200外部接線圖如圖9所示： 圖26 自動(dòng)加氯系統(tǒng)S7200外部接線圖 第三章 水廠加氯系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) PID算法 在工程實(shí)際中，應(yīng)用最為廣泛的是基于偏差的比例、積分和微分的控制器簡(jiǎn)稱為PID控制器，它是工業(yè)過(guò)程控制中最常見(jiàn)的一種過(guò)程控制器。具體PLC的I/O表如表21所示。整個(gè)加氯系統(tǒng)程序分配如圖21所示。在選擇機(jī)型時(shí)，要注意指令系統(tǒng)的總語(yǔ)句數(shù)、指令系統(tǒng)的種類、指令系統(tǒng)的表達(dá)方式[4]。 （5）I/O點(diǎn)數(shù)I/O點(diǎn)數(shù)是PLC的一個(gè)簡(jiǎn)單明了的性能參數(shù)，也是應(yīng)用設(shè)計(jì)中的最直接的參數(shù)。一定要選擇適應(yīng)實(shí)際工作環(huán)境的產(chǎn)品。 PLC的選型 對(duì)PLC的正確選擇是非常重要的，一般基于以下原則： （1）工作量這一點(diǎn)尤為重要。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VAC）。I/O分為開(kāi)關(guān)量輸入（DI），開(kāi)關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。C