【正文】 程序流程圖程序流程圖如圖55所示，1個(gè)主程序，3個(gè)子程序。 單位為min，必須是正數(shù)VD128 單位為s，必須是正數(shù)VD120 ~VD112 ~VD104 PID指令回路表地址 當(dāng)前實(shí)際溫度存放地址VW34 用戶設(shè)定微分常數(shù)D存放地址VD12 內(nèi)存地址分配地址 溫度狀態(tài)指示燈（危險(xiǎn)） 停止燈 保護(hù)按鈕 啟動(dòng)按扭在加熱時(shí)間內(nèi)使得繼電器接通，那加熱爐就可處于加熱狀態(tài)，反之則停 止加熱[21]。然后減小積分時(shí)間，加大積分作用，并相應(yīng)調(diào)整比例系數(shù)，反復(fù)試湊至得到較滿意的響應(yīng)，確定比例和積分的參數(shù)。 滯后較大 規(guī)律的選擇經(jīng)驗(yàn)法又叫現(xiàn)場(chǎng)湊試法，它不需要進(jìn)行事先的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，而是根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，利用一組經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，根據(jù)反應(yīng)曲線的效果不斷地改變參數(shù)，對(duì)于溫度控制系統(tǒng)，工程上已經(jīng)有大量的經(jīng)驗(yàn)，其規(guī)律如表412所示。 回路輸出變量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換本設(shè)計(jì)中，利用回路的輸出值來設(shè)定下一個(gè)周期內(nèi)的加熱時(shí)間。另外一種實(shí)現(xiàn)方法就是，在歸一化的時(shí)候，值域大小可以縮小10倍，那么，填寫目標(biāo)溫度的 時(shí)候就可以把實(shí)際值直接寫進(jìn)去[19]。 AIW0, AC1DTR使用指令DTR就可以了。在本文中，經(jīng)過測(cè)量的溫度 信號(hào)被轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)溫度值才是過程變量，所以，這兩個(gè)數(shù)不在同一個(gè)數(shù)量值，需要他們作比較，那就必須先作一下數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。 過程變量前值（PVn1） 單位為min，必須是正數(shù)28 實(shí)數(shù) 采樣時(shí)間（Ts） ~12 實(shí)數(shù) 過程變量（PVn） PID指令回路表偏移地址指令的兩個(gè)操作數(shù)TBL和LOOP，TBL是回路表的起始地址，本文采用的是VB100，因 為一個(gè)PID回路占用了32個(gè)字節(jié)，所以VD100到VD132都被占用了。 PID指令表格式見表47。故可利用PLC中的PID指令實(shí)現(xiàn)位置式PID控制算法量[18]。 ——積分系數(shù)I。 PID控制算法在微分控制(D)中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。其控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)成比例關(guān)系。在微控制階段，占空比就根據(jù)溫差 不停地變化。采樣后，根據(jù)溫差的大小進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)化得到一個(gè)加熱時(shí)間（010秒）作為下一個(gè)加熱周期的加熱時(shí)間。PWM是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。系統(tǒng)塊的設(shè)置如下，需要注意的是，PLC的地址默認(rèn)是2，但本設(shè)計(jì)中需要 用到的地址是1，如圖38。 如果想改變編程界面的語言，可在軟件的主界面的工具欄中選擇tools目錄下選擇option選項(xiàng)，在出現(xiàn)的界面中選擇general,然后在右下角就可以選擇中文了。該軟件功能強(qiáng)大，界面友好，并有方便的聯(lián)機(jī)功能。SW4沒有使用，SW5用于選擇斷線檢測(cè)方向，SW6用于選擇是否進(jìn)行斷線檢測(cè)，SW7用于選擇測(cè)量單位，SW8用于選擇是否進(jìn)行冷端補(bǔ)償，見表34[15]。80mV范圍)，所有連到模塊上的熱電偶必須是相同類型，且最好使用帶屏蔽的熱電偶傳感器。本論文才用的是K型熱電阻[14]。常用熱電偶可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶兩大類。本論文采用的是CUP224。PLC大都采用高質(zhì)量的工作穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng) 的開關(guān)穩(wěn)壓電源，許多PLC電源還可向外部提供直流24V穩(wěn)壓電源，用于向輸入接口上的接入電氣元件供電，從而簡(jiǎn)化外圍配置。 5）電源智能接口模塊是一獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它有自己的CPU、系統(tǒng)程序、存儲(chǔ)器及與PLC系統(tǒng)總線相連接的接 口。PLC提供了各種工作電平、連接形式和驅(qū)動(dòng)能力的I/O模塊，有各種功能的I/O模塊供擁護(hù)選用。 存儲(chǔ)器（內(nèi)存）主要用語存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成部分。 存儲(chǔ)器CPU控制著PLC工作，通過讀取、解釋指令，指導(dǎo)PLC有條不紊的工作。整體式PLC一般由CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存和電源組成。 16位、32位微處理器及高性能位片式微處理器 8位處理器及存儲(chǔ)器 器件 表 111971年日本開始生產(chǎn)可編程控制器，而歐洲是1973開始的。第二章 可編程控制器的概述 可編程控制器的產(chǎn)生可編程控制器是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，英文全稱：Programmable Controller，為了和個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)區(qū)分，一般稱其為PLC。 第五章，介紹了設(shè)計(jì)程序的設(shè)計(jì)思想和程序，包括助記符語言表和梯形圖。具體有以下幾方面的內(nèi)容：第一章，對(duì)PLC系統(tǒng)應(yīng)用的背景進(jìn)行了闡述，并介紹當(dāng)前溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r。國(guó)外溫度控制系統(tǒng)發(fā)展迅速，并在智能化、自適應(yīng)、參數(shù)自整定等方面取得成 果。它只能適應(yīng)一般溫度系統(tǒng)控制，難于控制滯后、復(fù)雜、時(shí)變溫度系統(tǒng)控制。但是，F(xiàn)CS還沒有完全成熟，它才剛剛進(jìn)入實(shí)用化的 現(xiàn)階段，另一方面，另一方面， 目前現(xiàn)場(chǎng)總線的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)共有12種之多，這給FSC的廣泛應(yīng)用添加了很大的阻力?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）綜合了數(shù)字通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能儀表等多種技術(shù)手段的系統(tǒng)。也可以說數(shù)據(jù)公路是分散控制系統(tǒng)DCS的脊柱。但如果單獨(dú)采用工控機(jī)作為控制系統(tǒng)，又有易干擾和可靠性差的缺點(diǎn)。影響燃燒的因素十分復(fù) 雜，較正確的數(shù)學(xué)模型不易建立，以經(jīng)典的PID為基礎(chǔ)的常規(guī)儀表控制，已很難達(dá)到最佳狀態(tài)。工控機(jī)（IPC）即工業(yè)用個(gè)人計(jì)算機(jī)。PLC是一種數(shù)字控制專用電子計(jì)算機(jī)，它使用了可編程序存儲(chǔ)器儲(chǔ)存指令，執(zhí)行諸如邏輯、順序、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)與演算等功能，并通過模擬和數(shù)字輸入、輸出等組 件，控制各種機(jī)械或工作程序。單片機(jī)的發(fā)展歷史雖不長(zhǎng)，但它憑著體積小，成本低，功能強(qiáng)大和可靠性高等特點(diǎn)，已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用?！?溫度控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r溫度控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中獲得了廣泛的應(yīng)用，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防、科研以及日常生活等領(lǐng)域占有重要的地位。在組態(tài)概念出現(xiàn)之前，要實(shí)現(xiàn)某一任務(wù)，都是通過編寫程序來實(shí)現(xiàn)的。但就其控制策略而言，占統(tǒng)治地位的 仍然是常規(guī)的PID控制。溫度控制系統(tǒng) 的工藝過程復(fù)雜多變，具有不確定性，因此對(duì)系統(tǒng)要求更為先進(jìn)的控制技術(shù)和控制理論。 言 課題研究背景溫度是工業(yè)生產(chǎn)中常見的工藝參數(shù)之一，任何物理變化和化學(xué)反應(yīng)過程都與溫度密切相關(guān)。 前例如冶金、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；燃料有煤氣、天然氣、油、電等[1]。目前在控制領(lǐng)域中，雖然逐步采用了電子計(jì)算機(jī)這個(gè)先進(jìn)技術(shù)工具，特別是石油化工企業(yè)普遍采用了分散控制系統(tǒng)（DCS）。組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng) 控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。對(duì)于過去需要幾個(gè)月的工作， 開發(fā)的，組態(tài)王具有流程畫面，過程數(shù)據(jù)記錄，趨勢(shì)曲線，報(bào)警窗口，生產(chǎn)報(bào)表等功能，已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域被應(yīng)用[4]。當(dāng)前比較流行的溫度控制系統(tǒng)有基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)，基于PLC 的溫度控制系統(tǒng)，基于工控機(jī)（IPC）的溫度控制系統(tǒng)，集散型溫度控制系統(tǒng)（DCS），現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）等。但相對(duì)其他溫度系統(tǒng)而言，單片機(jī)響應(yīng)速度慢、中斷源少，不利于在復(fù)雜 的，高要求的系統(tǒng)中使用。因此，PLC占領(lǐng)著很大的市場(chǎng)份額，其前景也很有前途。過去工業(yè)鍋爐大多用人工結(jié)合常規(guī)儀表監(jiān)控，一般較難達(dá)到滿意的結(jié)果，原因是工業(yè)鍋爐的燃燒系統(tǒng)是一個(gè)多變量輸入的復(fù)雜系統(tǒng)。在工業(yè)鍋爐溫度檢測(cè)控制系統(tǒng)中采用控機(jī)工可大大改善了對(duì) 鍋爐的監(jiān)控品質(zhì)，提高了平均熱效率[7]。DCS的關(guān)鍵是通 信。但DCS在設(shè)備配置上要求網(wǎng) 絡(luò)、控制器、電源甚至模件等都為冗余結(jié)構(gòu)，支持無擾切換和帶電插拔，由于設(shè)計(jì)上的高要求，導(dǎo)致DCS成本太高。而 且它可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)裝置(含變送器、執(zhí)行器等)進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷、維護(hù)和組態(tài)，這是其他系統(tǒng)無法達(dá)到的[9]。 成熟產(chǎn)品主要以“點(diǎn)位”控制及常規(guī)的PID控制器為主?？刂茀?shù)大多靠人工經(jīng)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試確定。本論文主要是利用PLC S7200 采用PID控制技術(shù)做一個(gè)溫度控制系統(tǒng)，要求穩(wěn)定誤差不超過正負(fù)1℃，并且用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控。第四章，介紹了本論文中用到的一些算法技巧和思想，包括PWM、PID控制、PID在PLC中的使用方法以及PID的參數(shù)整定方法。第八章,對(duì)全文進(jìn)行總結(jié)。20世紀(jì)60年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)開始應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，但由于價(jià)格高、輸入輸出電路不匹配、編程難度大，未能在工業(yè)領(lǐng)域中獲得推廣?？删幊炭刂破髯詥柺酪詠恚l(fā)展極為迅速。 功能第一代 產(chǎn)品系列化第三代