【正文】 控制程序的設(shè)計(jì)流程圖如圖 所示。引風(fēng)機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)流程圖如圖 所示。鼓風(fēng)機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)流程圖如圖 所示。 否 開始 1鼓風(fēng)機(jī)是否過(guò)載 啟動(dòng) 1鼓風(fēng)機(jī) 1鼓風(fēng)機(jī)切換到工頻運(yùn)行 啟動(dòng) 7變頻器 停止 7變頻器 啟動(dòng) 2鼓風(fēng)機(jī) 啟動(dòng) 8變頻器 溫度控制 PID 確定變頻器頻率 是 結(jié)束 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 37 頁(yè) 共 61 頁(yè) AENO *I +256, VW3600 //數(shù)據(jù)乘以 256 AENO MOVW VW3600, VW3602 AENO +I +6400, VW3602 //數(shù)據(jù) +6400 AENO MOVW VW3602, AQW0 //輸出給定值 報(bào)警設(shè)置及自動(dòng)停止 當(dāng)鍋爐汽包液位高于上 限 90%或低于下限 65%、鍋爐汽包壓力大于 12MPa、蒸汽溫度高于 150 度、鍋爐爐膛負(fù)壓大于上限時(shí)就發(fā)出電鈴報(bào)警，且當(dāng)鍋爐汽包液位高于上限90%、鍋爐汽包壓力大于 12MPa、蒸汽溫度高于 150 度、鍋爐爐膛負(fù)壓大于上限或鍋爐汽包液位低于下限 65%、鍋爐汽包壓力大于 12MPa、蒸汽溫度高于 150 度、鍋爐爐膛負(fù)壓大于上限時(shí)，鍋爐控制系統(tǒng)自動(dòng)停止運(yùn)行。即 : M (t) = KC * e+ + Mo + KC * () 以上各量都是連續(xù)量，第一項(xiàng)為比例項(xiàng)，最后一項(xiàng)為微分項(xiàng)，中間兩項(xiàng)為積分項(xiàng)。 表 2 PID 回路表 參數(shù) 偏移地址 數(shù)據(jù)格式 I/O 類型 中斷描述 過(guò)程變量 (PVn) 0 雙子，實(shí)數(shù) I 過(guò)程變量， 設(shè)定值 (SPn) 4 雙子，實(shí)數(shù) I 給定值， 輸出值 (Mn) 8 雙子，實(shí)數(shù) I/O 輸出值， 增益 (Kc) 12 雙子，實(shí)數(shù) I 比例常數(shù)，正、負(fù) 采樣時(shí)間 (Ts) 16 雙子，實(shí)數(shù) I 單位為秒，正數(shù) 積分時(shí)間 (Ti) 20 雙子，實(shí)數(shù) I 單位為分鐘，正數(shù) 微分時(shí)間 (Td) 24 雙子，實(shí)數(shù) I 單位為分鐘，正數(shù) 積分項(xiàng)前值 (Mx) 28 雙子，實(shí)數(shù) I/O 積分項(xiàng)前值， 過(guò)程變量前值 PVn1 32 雙子，實(shí)數(shù) I/O 最近一次 PID 變量值 (2)Pm 指令 使能輸入有效時(shí)，該指令利用回路表中的輸入信息和組態(tài)信息，進(jìn)行 PID 運(yùn)算。 (4)數(shù)值轉(zhuǎn)換及標(biāo)準(zhǔn)化 用可編程序控制器控制 PID 回路時(shí)，要把實(shí)際測(cè)量輸入量、設(shè)定值和回路表中的其他輸入?yún)?shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，即用程序轉(zhuǎn)化為 PLC 能夠識(shí)別和處理的數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)，例如把從 AIW 采集來(lái)的 16 位整數(shù)轉(zhuǎn)化為 之間的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)數(shù)。 (5)選擇 PID 回路類型 在大部分模擬量的控制中，使用的回路控制類型并不是比例、積分和微分三者俱全。關(guān)閉比例回路 :把比例增益 K設(shè)置為 0，則可以只保留積分和微分項(xiàng)。設(shè) 計(jì) 采用下列控制參數(shù)值 :K 為 ， T 為 0 .1 秒， T為 30分鐘。 回路輸出值也是一個(gè)單極性模擬量，用來(lái)控制給 水泵速度。本供水系統(tǒng)的設(shè)定值是 10MPa,當(dāng)鍋爐壓力大于 12MPa 時(shí)，輸出“汽包壓力過(guò)壓信號(hào) F1”。這個(gè)模擬量的范圍是 ，分辨率為 1/32020(標(biāo)準(zhǔn)化 )。輸出值是 給油 泵 和鼓風(fēng)機(jī) 的速度，可以從允許最大值的0%變到 100%。 程序梯形圖如下： 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 53 頁(yè) 共 61 頁(yè) 基于 S7200PLC 的鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 54 頁(yè) 共 61 頁(yè) 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 55 頁(yè) 共 61 頁(yè) 爐膛壓力控制程序梯形圖 系統(tǒng)使用比例積分微分控制。 回路輸出值也是一個(gè)單基于 S7200PLC 的鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 56 頁(yè) 共 61 頁(yè) 極性模擬量，用來(lái)控制 引風(fēng)機(jī) 速度。 順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我 很大的信心，讓我了解專業(yè)知識(shí)的同時(shí)也對(duì)本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心 。 。特別是在課題的設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)論文的技術(shù)問(wèn)題，導(dǎo)師都花費(fèi)了大量的心血，付出了大量的勞動(dòng)，并一直給予我無(wú)微不至的指導(dǎo)與多方面的幫助，使我的知識(shí)、能力等各方面都有了很大的進(jìn)步，在此，謹(jǐn)向?qū)煴硎咀钪孕牡母兄x !在課題進(jìn)行期間，學(xué)院為我們提供了良好的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)環(huán)境。 程序梯形圖如下： 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 57 頁(yè) 共 61 頁(yè) 基于 S7200PLC 的鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 58 頁(yè) 共 61 頁(yè) 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 59 頁(yè) 共 61 頁(yè) 第五章 結(jié)論 通過(guò)這次基于 S7200PLC 的鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過(guò)對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。輸出值是進(jìn) 引風(fēng)機(jī) 的速度，可以從允許最大值的 0%變到 100%。 回路輸出值也是一個(gè)單極性模擬量，用來(lái)控制 給油 泵 和鼓風(fēng)機(jī)的 速度。設(shè) 計(jì) 采用下列控制參數(shù)值 :溫度 PID 回路表 VB500；輸入標(biāo)準(zhǔn)值 VD500；溫度設(shè)定值 VD504；輸出標(biāo)準(zhǔn)值 VD508； PID 增益參數(shù) VD512； PID 采樣時(shí)間 VD516； PID 積分時(shí)間 VD520； PID 微分時(shí)間 VD524。設(shè)定值可以預(yù)先設(shè)定后直接輸入回路表中，過(guò)程變量是來(lái)自 壓力表 的單極性模擬量， 該模擬量為電流信號(hào)，范圍為 。 程序梯形圖如下： 基于 S7200PLC 的鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 48 頁(yè) 共 61 頁(yè) 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 49 頁(yè) 共 61 頁(yè) 汽包壓力控制程序梯形圖 系統(tǒng)使用比例積分微分控制。輸出值是進(jìn) 給 水泵的速度，可以從允許最大值的 0%變到 100%。 PLC 輸入輸出端口地址的分配如下表 3所示。關(guān)閉積分回路 :把積分時(shí)間 n設(shè)置為無(wú)窮大，此時(shí)雖然由于有初值 MX使積分項(xiàng)不為零，但積分作用可以忽略。程序執(zhí)行時(shí)把各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)數(shù)量用離散化 PID 算式進(jìn)行處理，產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)數(shù)運(yùn)算結(jié)果，這一結(jié)果同樣也要用程序?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為相應(yīng)的 16 位整數(shù)，然后周期性將其傳送到指定的 AQW，用以驅(qū)動(dòng)模擬量的輸出負(fù)載，實(shí)現(xiàn)控制。指令 LOOP，回路號(hào)，是 07的常數(shù)。 K為回路的增益。 (1)PID 算法 在模擬量的控制中，經(jīng)常用到 PID 運(yùn)算來(lái)執(zhí)行 PID 回路的功能， PID 回路指令使這一任務(wù)的編程和實(shí)現(xiàn)變得非常容易。換句話說(shuō)，我們輸出一個(gè)大小在6400 與 32020 之間的整數(shù)，即可傳送到閥門一個(gè)開度在 0到 100 之間的給定值。系統(tǒng)根據(jù)蒸汽溫度的設(shè)定值初步確定鼓風(fēng)機(jī)啟停，每臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)都通過(guò)變頻啟動(dòng)，切換到工頻運(yùn)行，最后其中一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)入變頻運(yùn)行，其它鼓風(fēng)機(jī)工頻運(yùn)行。系統(tǒng)根據(jù)爐膛負(fù)壓的設(shè)定值初步確定引風(fēng)機(jī)啟停，每臺(tái)引風(fēng)機(jī)都否 開始 1給油泵是否過(guò)載 啟動(dòng) 1給油泵 1給油泵切換到工頻運(yùn)行 啟動(dòng) 3變頻器 停止 3變頻器 啟動(dòng) 2給油泵 啟動(dòng) 4變頻器 溫度控制 PID 確定變頻器頻率 是 結(jié)束 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 35 頁(yè) 共 61 頁(yè) 通過(guò)變頻啟動(dòng)，切換到工頻運(yùn)行，最后其中一臺(tái)引風(fēng)機(jī)進(jìn)入變頻運(yùn)行，其它引風(fēng)機(jī)工頻運(yùn)行。系統(tǒng)根據(jù)蒸汽溫度的設(shè)定值初步確定給油泵啟停，每臺(tái)油泵都通過(guò)變頻啟動(dòng)，切換到工頻運(yùn)行，最后其中一臺(tái)油泵進(jìn)入變頻運(yùn)行，其它油泵工頻運(yùn)行。系統(tǒng)根據(jù)汽包液位的設(shè)定值初步確定給水泵啟停，每臺(tái)給水泵都通過(guò)變頻啟動(dòng)，切換到工頻運(yùn)行，最后其中一臺(tái)給水泵進(jìn)入變頻運(yùn)行，其它泵工頻運(yùn)行。用戶程序由用戶按具體的控制系統(tǒng)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，這里所說(shuō)的 PLC 軟件設(shè)計(jì)即是用戶自行開發(fā)的應(yīng)用程序。輸入端接線如圖 EM232 輸入端接線。 圖 EM235 輸入端接線 EM235 的輸出端接入排汽閥調(diào)節(jié)的輸入口 AQW0，如圖 EM235 輸出端接線。 圖 輸入部分供電 圖 輸出部分供電 CPU226 的端子接線 CPU226 的端子接線圖如圖 CPU226 輸入端接線和圖 CPU226 輸出端接線。當(dāng) 1鼓風(fēng)機(jī)采用變頻控制啟動(dòng)后仍不能滿足要求時(shí)，讓 1鼓風(fēng)機(jī)工作于工頻同時(shí)啟動(dòng) 2鼓風(fēng)機(jī)， 2鼓風(fēng)機(jī)采用變頻控制。 圖 引風(fēng)機(jī)系統(tǒng)電氣控制圖 引風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng) 在硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用 2 臺(tái)變頻器，其中 1 鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)有變頻 /工頻兩種工作狀態(tài)，每臺(tái)電機(jī)都通過(guò)兩個(gè)接觸器與工頻電源和變頻器輸出電源相聯(lián)，變頻器輸入電源前面接入一個(gè)空氣開關(guān)，來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)、變頻器的接通，空氣開關(guān)的容量依據(jù)電機(jī)的額定電5變頻器 QF7 FR7 KM7 M 3~ 6變頻器 QF9 FR9 KM9 M 3~ QF8 KM8 1引風(fēng)機(jī) 2引風(fēng)機(jī) 基于 S7200PLC 的鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) 共 61 頁(yè) 流來(lái)確定。 引風(fēng)機(jī)有兩臺(tái)， 1, 2。當(dāng) 1給油泵采用變頻控制啟動(dòng)后仍不能滿足要求時(shí)，讓 1給油泵工作于工頻同時(shí)啟動(dòng) 2給油泵， 2給油泵采用變頻控制。 圖 給水泵系統(tǒng)電氣控制圖 給油泵控制系統(tǒng) 在硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用 2 臺(tái)變頻器，其中 1 給油泵電機(jī)有變頻 /工頻兩種工作狀態(tài)，每臺(tái)電機(jī)都通過(guò)兩個(gè)接觸器與工頻電源和變頻器輸出電源相聯(lián)，變頻器輸入電源前面接入一個(gè)空氣開關(guān)，來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)、變頻器的接通，空氣開關(guān)的容量依據(jù)電機(jī)的額定電1變頻器 QF1 FR1 KM1 M 3~ 2變頻器 QF3 FR3 KM3 M 3~ QF2 KM2 1給水泵 2給水泵 基于 S7200PLC 的鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) 共 61 頁(yè) 流來(lái)確定。 給水泵有兩臺(tái)， 1, 2。 變頻器主電路電源輸入端子 (R,S,T)經(jīng)過(guò)空氣開關(guān)與三相電源連接，變頻器主電路輸出端子 (U,V,W)經(jīng)接觸器接至三相電動(dòng)機(jī)上，當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向預(yù)設(shè)定不一致時(shí)，需要調(diào)換輸出端子 (U,V,W)的任意兩相。 表 1 S7200 的規(guī)格 規(guī)格 型號(hào) 系列 連接方法 工作電壓 輸入類型 輸出類型 程序 容量 I/O 點(diǎn) 主控單元 S7200 端子型 220V AC 24V DC 繼電器 26KB 40 點(diǎn) 24I/16O CPU226 數(shù)字量擴(kuò)展單元 S7200 端子型 220V AC 24V DC 繼電器 32 點(diǎn) 16I/16O EM223 模擬量擴(kuò)展單元