【正文】 00~32000首先讀VD204中的值，~，所以首先應判斷其是否越限，若大于1，就把1賦給VD152，若小于0，就把0賦給它，然后標準化VD152中的值，使其從實數(shù)轉換為雙整數(shù)，在用數(shù)學運算使其轉換為640032000之間的整數(shù)，再將其值送到VOUT。進 入預置PID1的I值預置PID1的P值預置PID0的D值預置PID0的I值預置PID0的P值預置采樣時間預置PID1的D值預置采樣時間返 回PID初始化PID初始化首先給PID0的P賦值，然后預置采樣時間，再分別給I和D賦值，再給PID1的P賦值，預置采樣時間后在預置其I和D的值，之后開始調(diào)用運算。測試功能和服務功能包括設置斷點、強制輸入和輸出、重新布線、顯示交叉參考表、狀態(tài)功能、直接下載和調(diào)試塊、同時監(jiān)測幾個塊的狀態(tài)等。語句表是一種文本編程語言，使用戶能節(jié)省輸入時間和存儲區(qū)域，并且“更接近硬件”。在STEP 7中，用項目來管理一個自動化系統(tǒng)的硬件和軟件。剛編寫好的程序難免有這樣或那樣的缺陷。2)畫出換熱器熱出溫度控制流程圖。 控制電路的設計下面對圖中的數(shù)字量輸入DI、數(shù)字量輸出DO、模擬量輸入AI、模擬量輸出AO進行說明數(shù)字量輸入點符號注釋KA1系統(tǒng)上電狀態(tài)檢測KA2允許自動狀態(tài)檢測KA3自動狀態(tài)輸出KA4變頻器故障KA5變頻器正轉啟動KA6變頻器正常運轉狀態(tài)檢測SB3停止按鈕SB4開始按鈕數(shù)字量輸入點符號注釋HL0系統(tǒng)上電指示HL1自動狀態(tài)指示HL2變頻器故障指示HL3液位上限報警指示HL4液位下限報警指示HL5有異常狀態(tài)指示KA3自動狀態(tài)輸出本設計進行了模擬量輸入模塊的拓展，我選擇了四輸入一輸出的EM235，從流量變送器和液位變送器送來的兩路電流信號從AIW0和AIW2的輸入，從AQW0輸出控制電流。根據(jù)該方程式，可以方便地根據(jù)D值計算出A值。10V 177。I/O端子排可很容易地整體拆卸。此PLC可連接7個擴展模塊，最大擴展至248路數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/O點。圖310 CPU的存儲系統(tǒng)組成S7200系列PLC的CPU的存儲容量如表31所示表31 CPU的存儲容量主機CPU類型CPU221CPU222CPU223CPU224用戶程序區(qū)1存儲容量2048KB2048KB4096KB4096KB用戶程序區(qū)2存儲容量1024KB1024KB2560KB2560KB用戶存儲器類型EEPROMEEPROMEEPROMEEPROM本系統(tǒng)有一臺電機、一個液位傳感器、一個變頻器、五個繼電器，共有十八個I/O點，它們構成被控對象。S7200系列PLC的一個完整組成系統(tǒng)如圖39所示，它主要由以下幾部分組成。（5）豐富的內(nèi)置集成功能。（1）極高的可靠性。S7200系列中的CPU22*系列，具有了多種功能模塊和人機界面可供選擇，使得系統(tǒng)的集成非常方便，并且其在網(wǎng)絡中的強大功能，很容易地可以組成PLC網(wǎng)絡。以上為這次設計所需的低壓電器的選型。其主要技術數(shù)據(jù)如下表所示：表LA1822控制按鈕技術數(shù)據(jù)型號規(guī)格結構型式觸點對數(shù)按鈕常開常閉鈕數(shù)顏色LA1822500V5A元件221紅或綠或黑或白 電源的選擇 PLC的供電電源，除了引進設備時同時引進PLC應根據(jù)產(chǎn)品說明書要求設計和選用外，一般PLC的供電電源應設計選用220VAC電源，與國內(nèi)電網(wǎng)電壓一致。轉換開關具有多觸點、多位置、體積小、性能可靠、操作方便、安裝靈活等優(yōu)點，多用于機床電氣控制線路中電源的引入開關，起著隔離電源作用，還可作為直接控制小容量異步電動機不頻繁起動和停止的控制開關。一般是直流電源供電。所以，它只能用于控制電路中。線路的額定電壓為220V，故本設計選用DZ20G1250型斷路器。其基本技術數(shù)據(jù)如下表所示：表RC1A10瓷插式熔斷器基本技術數(shù)據(jù)型號額定電壓/V額定電流/A熔體額定電流/A熔體材料極限分斷能力/KARC1A10380106,10鉛錫合金絲 斷路器1）斷路器的概念低壓斷路器又稱自動開關，俗稱＂空氣開關＂也是指低壓斷路器，它是一種既有手動開關作用，又能自動進行失壓、欠壓、過載、和短路保護的電器。當電路發(fā)生嚴重過載或短路時，將有超過限定值的電流通過熔斷器而將熔斷器的熔體熔斷而切斷電路，達到保護的目的。旋塞閥安裝注意事項：①、要留有閥柄旋轉的位置。（2）流體阻力小。因此為非腐蝕性介質(zhì)，海拔一千五百米常溫下工作，不需要長電纜運行，又因為三菱變頻器體積小，故障率低，運行可靠，通過分析我選擇三菱FR D720 KCHT,型變頻器。（2）變頻器的分類變頻器的主電路大體上可分為兩類：電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容；電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。圖31 變頻器的基本構成變頻器的控制電路包括主控制電路、信號檢測電路、門極（基極）驅動電路、外部接口電路以及保護電路等幾個部分，也是變頻器的核心部分。（1）變頻器的基本構成和工作原理變頻器亦叫做電動機變頻調(diào)速器，是一種靜止的頻率變換器。電動調(diào)節(jié)閥優(yōu)點是結構簡單，應用范圍廣，調(diào)節(jié)過程可控性好，行程準確，缺點是可能產(chǎn)生電火花，或者靜電火花。電機輸出功率：40~120瓦。工業(yè)設備冷卻循環(huán)，氬弧焊、激光儀器、注塑機、食品機械、醫(yī)療設備等工業(yè)設備冷卻循環(huán)、生活鍋爐供水等。噪音低、壽命長 用途：熱水器水壓不足增壓，因熱水器水壓不足點不著火的問題，安裝全自動家用增壓泵使您使用自如。當轉換開關SW撥到手動時，如果按下SB2，KA5帶電，并通過其觸點來實現(xiàn)自鎖。S7200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡皆能實現(xiàn)復雜控制功能。 QM1是斷路器QM的觸點，起到接觸器的作用。給所有設備進行供電時，選擇三線四相制接線。（2）可靠 應滿足電能用戶對供電可靠性的要求。從另一方面來說，如果工廠的電能供應突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴重的后果。PLC是專為工業(yè)自動化設計的，在控制電路這一塊，功能的強大是前兩者無法比擬的，通過多種多樣的擴展模塊，使外部接線量小、內(nèi)部工作性能的可靠性高，易學易懂，雖然單個CPU貴，但性價比是最高的。軟PLC首選的操作系統(tǒng)是WindowsNT，但是它并不是一個硬實時的操作系統(tǒng)。通過不同的程序實現(xiàn)不同的功能。軟件PLC通過自己開發(fā)工具提供的OPC功能和Active控件，既可連接Office軟件，也可連接用VB，VC開發(fā)的軟件；③基于PC+現(xiàn)場總線+分布式IO的控制系統(tǒng)簡化了復雜控制系統(tǒng)的體系結構，提高了通信效率和速度，降低了投資成本。（5）輸出端子的通/斷狀態(tài)，由輸出鎖存器決定。（1）輸入映像寄存器的數(shù)據(jù)取決于輸入端子板上各輸入點在上一個刷新器件的通/斷狀態(tài)。在所有指令執(zhí)行完畢后，輸出映像寄存器中所有輸出繼電器的狀態(tài)（通/斷）在輸出刷新階段轉存到輸出鎖存器中，通過一定方式輸出驅動外部負載。當指令中設計輸入/輸出狀態(tài)時，PLC從輸入映像寄存器中“讀入”上一階段踩入的對應輸入端子狀態(tài)，從輸出映像寄存器“讀入”對應輸出映像寄存器的當前狀態(tài)。此時，輸入元件映像寄存器被刷新，接著進入用戶程序執(zhí)行階段。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述3個階段。由于微處理器芯片及有關元件的價格大大下降和PLC功能的不斷完善及增強兩方面的原因，目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應用于鋼鐵、采礦、石油化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、造紙、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)。其實二者在本質(zhì)上具有相同性，如果副變量選為中水箱的液位，那么在下水箱液位高升高的情況下，必須調(diào)小泵入中水箱中的水流量，流量減小后一段時間，必然上水箱液位的液位上升速度減緩，甚至應該出現(xiàn)液位下降的現(xiàn)象，隨著單位時間內(nèi)上水箱進入下水箱水量的減小，并且下水箱出水量基本保持不變，則克服了下水箱液位的升高。 控制對象的以中水箱為副對象，水泵直接向中水箱注水，時間常數(shù)小，時延小，控制通道短，從而可加快提高響應速度，縮短過渡過程時間，符合副回路選擇的超前，快速，反應靈敏等要求。確定過程是首先判定為保證內(nèi)環(huán)是負反饋副調(diào)節(jié)器應選用那種作用方式，然后再確定主調(diào)節(jié)器的作用方式。主回路一般要求無差，主調(diào)節(jié)器的控制規(guī)律應選取PI或PID控制規(guī)律；副回路要求起控制的快速性，可以有余差，一般情況選取P控制規(guī)律而不引入 I 或 D 控制。嚴重時會出現(xiàn)主、副回路“共振”現(xiàn)象，系統(tǒng)不能正常工作。副回路中如果包括的擾動越多，其通道就越長，時間常數(shù)就越大，副回路控制作用就不明顯了，其快速控制的效果就會降低。 (5) 在需要以流量實現(xiàn)精確跟蹤時，可選流量為副被控量。 2. 副回路的設計 由于副回路是隨動系統(tǒng)， 對包含在其中的二次擾動具有很強的抑制能力和自適應能力，二次擾動通過主、副回路的調(diào)節(jié)對主被控量的影響很小，因此在選擇副回路時應盡可能把被控過程中變化劇烈、頻繁、幅度大的主要擾動包括在副回路中，此外要盡可能包含較多的擾動，可歸納如下： (1) 在設計中要將主要擾動包括在副回路中。單回路系統(tǒng)往往不能滿足生產(chǎn)工藝的要求，由于串級控制系統(tǒng)的副回路是隨動控制系統(tǒng)，具有一定的自適應性，在一定程度上可以補償非線性對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響。 3. 用于抑制變化劇烈幅度較大的擾動 串級控制系統(tǒng)的副回路對于回路內(nèi)的擾動具有很強的抑制能力。在構造二次回路時，應該選擇一個滯后較小的副回路，保證快速動作的副回路。副調(diào)節(jié)器具有“粗調(diào)”的作用，主調(diào)節(jié)器具有“細調(diào)”的作用，從而使其控制品質(zhì)得到進一步提高。副回路由副變量檢測變送、副調(diào)節(jié)器、執(zhí)行機構和副過程構成；主回路由主變量檢測變送、主調(diào)節(jié)器、副調(diào)節(jié)器、執(zhí)行機構和主過程構成。除此之外，還有一些其它的克服大容積遲延的控制方案，例如前饋控制、大遲延滯后補償控制。液位和流量是工業(yè)生產(chǎn)過程中最常用的兩個參數(shù)，對液位和流量進行控制的裝置在工業(yè)生產(chǎn)中應用的十分普遍。在大多數(shù)情況下，這種簡單系統(tǒng)已經(jīng)能夠滿足工藝生產(chǎn)的要求，因此，它是一種最基本的、使用最廣泛的控制系統(tǒng)。這條回路主要通過控制電動調(diào)節(jié)閥的開度來調(diào)整進入中水箱的水量。 液位雙水箱液位串級控制系統(tǒng)主要包括的對象有：中水箱、下水箱、儲水箱、電磁閥，電動調(diào)節(jié)閥，變頻器，增壓泵和送水管道以及管道中用到的旋塞閥。 monitoring目 錄第一章 緒論 6 選題背景 6 被控對象 6 控制系統(tǒng)要求 6第二章 系統(tǒng)方案選擇 7 常見控制規(guī)律的類型 7 控制方案的比較選擇 7 串級控制系統(tǒng)介紹 8 串級控制整體介紹 8 主副控制對象的選擇 11 控制器的選擇 12 PLC的特點及應用 12 PLC的工作階段 12 PLC對輸入/輸出的處理規(guī)則 14 14 14 15第三章供配電設計及器件選型 16 主回路部分 16 控制回路的設計 18 元器件的選型 19 增壓泵的特點及選型 19 變頻器的特點及選型： 19 手動調(diào)節(jié)閥的選型 21 熔斷器 22 斷路器 22 中間繼電器 23 轉換開關 24 按鈕 24 電源的選擇 24第四章 控制器的選擇及硬件設計 26 PLC的選擇 26 EM235的介紹 28 控制電路的設計 30第五章 PLC軟件設計 32 PLC控制系統(tǒng)軟件設計步驟 32 STEP7編程軟件簡介 32 程序流程圖 33 33 PID初始化 34 PID運算 34 35 梯形圖 39 39 輸入數(shù)據(jù)轉換 40 PID運算 41 輸出數(shù)據(jù)轉換 41第五章 組態(tài)軟件 43 組態(tài)王簡介 43 工程的建立 43 創(chuàng)建項目 44 建立趨勢曲線畫面 46 建立數(shù)據(jù)庫 47 建立組態(tài)動畫 49 運行調(diào)試中的問題及解決方法 51致 謝 52參考文獻 53附 錄 54附錄一 程序梯形圖附錄二英文翻譯附錄三英文原文第一章 緒論A3000過程控制實驗系統(tǒng)包括了測試對象單元，供電系統(tǒng)，傳感器，執(zhí)行器（包括變頻器及移相調(diào)壓器），從而組成了一個只需接受外部標準控制信號的完整，獨立的現(xiàn)場環(huán)境。本論文論述了一個基于S7200的液位——流量串級控制系統(tǒng)的設計方法和步驟，在A3000過程控制實驗系統(tǒng)上，我被控對象進行了數(shù)學建模，進行了串級控制系統(tǒng)的設計，并對PID參數(shù)進行了整定，并使用了組態(tài)王開發(fā)了監(jiān)控畫面，進行對下位機的監(jiān)控。串級控制系統(tǒng)把兩個單回路控制系統(tǒng)以一定的結構形式串聯(lián)在一起，它不僅具有單回路控制系統(tǒng)的全部功能，而且還具有許多單回路控制系統(tǒng)所沒有的優(yōu)點。 flow。下水箱為主對象，水需要經(jīng)過中水箱才能進入下水箱，時間常數(shù)比較大，時延大。而兩外一個回路是由中水箱、下水箱、儲水箱、電動調(diào)節(jié)閥、增壓泵、部分供水管道以及管道中用到的旋塞閥構成。單回路控制系統(tǒng)是過程控制中結構最簡單的一種形式，它只用一個調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器也只有一個輸入信號，從系統(tǒng)方框圖看，只有一個閉環(huán)。為此，需要在單回路的基礎上，采取其它措施，組成復雜控制系統(tǒng)，而串級控制系統(tǒng)就是其中一種改善和提高控制品質(zhì)的極為有效的控制系統(tǒng)。一般情況下，流量是影響液位的主要因素，其時間常數(shù)較小，將它納入副回路進行控制，不僅有效地克服了流量對液位造成的干擾，而且使系統(tǒng)工作頻率提高，能夠對液位實行較快的控制。整個系統(tǒng)包括兩個控制回路，主回路和副回路。在串級控制系統(tǒng)中，由于引入了一個副回路，不僅能及早克服進入副回路的擾動，而且又能改善過程特性。利用串級控制系統(tǒng)存在二次回路而改善過程動態(tài)特性，提高系統(tǒng)