【正文】 ............... 16 中斷程序、 PID 的計(jì)算 .................................. 17 4 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與 PID 參數(shù)整定 ......................................... 19 回路輸入輸出變量的數(shù)值轉(zhuǎn)換 ................................. 19 實(shí)數(shù)歸一化處理 ............................................. 19 參數(shù)整定 ................................................ 20 控制算法 ........................................... 20 參數(shù)整定 ........................................... 21 5 結(jié)論 ........................................................... 23 致謝 .............................................................. 24 參考文獻(xiàn) .......................................................... 25 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 1 緒論 如今電熱鍋爐在全球使用非常廣泛，對其控制技術(shù)的先進(jìn)程度決定著對其使用率的高低。它具有抗干擾能力強(qiáng)，價(jià)格便宜，可靠性強(qiáng)，編程簡單，易學(xué)易用等特點(diǎn)，在工業(yè)領(lǐng)域中深受工程操作人員的喜歡，因此 PLC 已在 溫度控制甚至整個(gè) 工業(yè)控制領(lǐng)域 都 被廣泛地使用 。所以 各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等 得到了廣泛應(yīng)用。 西 京 學(xué) 院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 題目 ： 基于 PLC的供暖鍋爐水溫 PID控制 教學(xué)單位： 機(jī)電工程系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 2021 年 5 月 I 摘要 在工業(yè)控制領(lǐng)域，基于運(yùn)行穩(wěn)定性考慮， 要 對生產(chǎn)過程中的各種物理量 進(jìn)行詳細(xì)的 檢測和控制 。這些都對溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。 這其中 PID 控制占據(jù)著核心地位。順應(yīng)這種理念的發(fā)展， 電熱鍋爐的控制系統(tǒng)大都采用以微處理器為核心的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，既提高設(shè)備的自動(dòng)化程度又提高設(shè)備的控制精度 。 PLC 逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的 DCS系統(tǒng)。再者人們的環(huán)保意識的提高，電熱鍋爐越來越受人們的重視，在工業(yè)生產(chǎn)和民用生活用水中應(yīng)用越來越普及。 自 70 年代以來，由于工業(yè)過程控制的需要，特別是微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及自動(dòng)控制理論和設(shè)計(jì)方法發(fā)展的推動(dòng)下，國內(nèi)外溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展迅速，并在智能化，自適應(yīng)、參數(shù)整定等方面取得成果，在這方面，以日本、美國、德國、瑞典等國技術(shù)領(lǐng)先，都生產(chǎn)出了一批商品化的、性能優(yōu)異的溫度控制器及儀器儀表，并在各行各業(yè)廣泛應(yīng)用。 、自校正控制、模糊控制、人工 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 智能等理論及計(jì)算機(jī)技術(shù)，運(yùn)用先進(jìn)的算法，適應(yīng)范圍廣泛。 、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。適應(yīng)于較高的控制場合的智能化、自適應(yīng)控制儀表，這一領(lǐng)域的發(fā)展國內(nèi)還不十分成熟。其性能優(yōu)越，已被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，并已經(jīng)成為工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱（ PLC、工業(yè)機(jī)器人、 CAD/CAM）之一。PID在工業(yè)過程控制中的應(yīng)用已有近百年的歷史，在此期間雖然有許多控制算法問世 ,但由于 PID 算法以它自身的特點(diǎn)，再加上人們在長期使用中積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，使之在工業(yè)控制中得到廣泛應(yīng)用。對于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)而言具有“牽一發(fā)而動(dòng)全局”的意義。 S7200 系列的基本單元如表 所示。26K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入 /輸出點(diǎn)，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能。所調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶是指國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了其熱電勢與溫度的關(guān)系 ， 并有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)分度表的熱電偶，它有與其配套的顯示儀表可供選用。鎳鉻 鎳硅熱電偶（ K 型熱電偶）是目前用量最大的廉 價(jià) 金屬熱電偶，其用量為其他熱電偶的總和。 K型熱電偶不能直接在高溫下用于硫，還原性或還原，氧化交替的氣氛中和真空中，也不推薦用于弱氧化氣氛中。 EM235 模塊需要用戶通過 DIP 開關(guān)進(jìn)行選擇的有：熱電偶的類型、斷線檢查、測量單位、冷端補(bǔ)償和開路故障方向，用戶可以很方便地通過位于模塊下部的組態(tài) DIP 開關(guān)進(jìn)行以上選擇，如圖 所示。 表 I/O分配表 輸入 啟動(dòng)按鈕 停止按鈕 輸出 運(yùn)行指示燈 停止指示燈 正常指示燈 溫度越上限報(bào)警指示燈 鍋爐加熱指示燈 采用了 5 個(gè)燈來顯示過程的狀態(tài)，分別是啟動(dòng)燈，停止燈，溫度正常燈，溫度過高（警示燈）燈，和加熱燈，可以通過 5 個(gè)燈的開關(guān)狀況判斷加熱爐內(nèi)的大概情況。 整體設(shè)計(jì)方案如圖 : 圖 整體設(shè)計(jì)方案 圖 硬件連接圖 計(jì)算機(jī) P L C EM 235 加熱管加熱 K 型 熱電偶 鍋 爐 停止加熱 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 電 流 變 送 器電 壓 變 送 器未 使 用 輸 入 端電壓負(fù)載電流負(fù)載 圖 EM 235 CN連接圖 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 3 軟件設(shè)計(jì) PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分。瀏覽條給出了多組按鈕，用于訪問 STEP7Micro/WIN 的不同編程特性。 圖 STEP7Micro/WIN項(xiàng)目窗口 本項(xiàng)目中我們利用 STEP7Micro/WIN SP5編程軟件，其界面如圖 所示。雙擊“通信”對話框中“雙擊刷新”旁邊的藍(lán)色箭頭組成的圖標(biāo)，編程軟件將會(huì)自動(dòng)搜索連接在網(wǎng)絡(luò)上的 S7200，并用圖標(biāo)顯示搜索到的 S7200。 當(dāng)今的 自動(dòng)控制技術(shù) 都是基于反饋的概念。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 比例控制 (P)是一種最簡單的控制方式。積分控制可以消除余差，但具有滯后特點(diǎn)，不能快速對誤差進(jìn)行有效的控制。 P、 I、 D參數(shù)的預(yù)置是相輔相成的，運(yùn)行現(xiàn)場應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行如下細(xì)調(diào)：被控物理量在目標(biāo)值附近振蕩，首先加大積分時(shí)間 I ，如仍有振蕩，可適當(dāng)減小比例增益 P。 LOOP 是回路號，可以是 07，不可以重復(fù)使用。 從 AIWO讀入溫度值 整數(shù) 雙字整數(shù) 雙字整數(shù) 實(shí)數(shù) 用于 PID指令的執(zhí)行 實(shí)數(shù)歸一化處理 將 AC1 還原溫度值存入 VD30 ：正常運(yùn)行指示燈輸出 ：溫度越上限報(bào)警指示燈 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 啟動(dòng) /停止階段 啟動(dòng)過程：按下啟動(dòng)按鈕后，開始標(biāo)志位 置位， 復(fù)位。并把輸出模擬量 AQW0 清零，停止鍋爐