【正文】 00~32000首先讀VD204中的值，~，所以首先應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)化VD152中的值，使其從實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換為雙整數(shù)，在用數(shù)學(xué)運(yùn)算使其轉(zhuǎn)換為640032000之間的整數(shù)，再將其值送到VOUT。進(jìn) 入預(yù)置PID1的I值預(yù)置PID1的P值預(yù)置PID0的D值預(yù)置PID0的I值預(yù)置PID0的P值預(yù)置采樣時(shí)間預(yù)置PID1的D值預(yù)置采樣時(shí)間返 回PID初始化PID初始化首先給PID0的P賦值，然后預(yù)置采樣時(shí)間，再分別給I和D賦值，再給PID1的P賦值，預(yù)置采樣時(shí)間后在預(yù)置其I和D的值，之后開始調(diào)用運(yùn)算。測(cè)試功能和服務(wù)功能包括設(shè)置斷點(diǎn)、強(qiáng)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(shí)監(jiān)測(cè)幾個(gè)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(shí)間和存儲(chǔ)區(qū)域，并且“更接近硬件”。在STEP 7中，用項(xiàng)目來管理一個(gè)自動(dòng)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(shè)計(jì)下面對(duì)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(jìn)行說明數(shù)字量輸入點(diǎn)符號(hào)注釋KA1系統(tǒng)上電狀態(tài)檢測(cè)KA2允許自動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)KA3自動(dòng)狀態(tài)輸出KA4變頻器故障KA5變頻器正轉(zhuǎn)啟動(dòng)KA6變頻器正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測(cè)SB3停止按鈕SB4開始按鈕數(shù)字量輸入點(diǎn)符號(hào)注釋HL0系統(tǒng)上電指示HL1自動(dòng)狀態(tài)指示HL2變頻器故障指示HL3液位上限報(bào)警指示HL4液位下限報(bào)警指示HL5有異常狀態(tài)指示KA3自動(dòng)狀態(tài)輸出本設(shè)計(jì)進(jìn)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(hào)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(jì)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(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至248路數(shù)字量I/O點(diǎn)或35路模擬量I/O點(diǎn)。圖310 CPU的存儲(chǔ)系統(tǒng)組成S7200系列PLC的CPU的存儲(chǔ)容量如表31所示表31 CPU的存儲(chǔ)容量主機(jī)CPU類型CPU221CPU222CPU223CPU224用戶程序區(qū)1存儲(chǔ)容量2048KB2048KB4096KB4096KB用戶程序區(qū)2存儲(chǔ)容量1024KB1024KB2560KB2560KB用戶存儲(chǔ)器類型EEPROMEEPROMEEPROMEEPROM本系統(tǒng)有一臺(tái)電機(jī)、一個(gè)液位傳感器、一個(gè)變頻器、五個(gè)繼電器，共有十八個(gè)I/O點(diǎn)，它們構(gòu)成被控對(duì)象。S7200系列PLC的一個(gè)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(jī)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(luò)中的強(qiáng)大功能，很容易地可以組成PLC網(wǎng)絡(luò)。以上為這次設(shè)計(jì)所需的低壓電器的選型。其主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：表LA1822控制按鈕技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)規(guī)格結(jié)構(gòu)型式觸點(diǎn)對(duì)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(jìn)設(shè)備時(shí)同時(shí)引進(jìn)PLC應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品說明書要求設(shè)計(jì)和選用外，一般PLC的供電電源應(yīng)設(shè)計(jì)選用220VAC電源，與國(guó)內(nèi)電網(wǎng)電壓一致。轉(zhuǎn)換開關(guān)具有多觸點(diǎn)、多位置、體積小、性能可靠、操作方便、安裝靈活等優(yōu)點(diǎn)，多用于機(jī)床電氣控制線路中電源的引入開關(guān)，起著隔離電源作用，還可作為直接控制小容量異步電動(dòng)機(jī)不頻繁起動(dòng)和停止的控制開關(guān)。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(shè)計(jì)選用DZ20G1250型斷路器。其基本技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：表RC1A10瓷插式熔斷器基本技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)額定電壓/V額定電流/A熔體額定電流/A熔體材料極限分?jǐn)嗄芰?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(dòng)開關(guān)，俗稱＂空氣開關(guān)＂也是指低壓斷路器，它是一種既有手動(dòng)開關(guān)作用，又能自動(dòng)進(jìn)行失壓、欠壓、過載、和短路保護(hù)的電器。當(dāng)電路發(fā)生嚴(yán)重過載或短路時(shí)，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(dá)到保護(hù)的目的。旋塞閥安裝注意事項(xiàng)：①、要留有閥柄旋轉(zhuǎn)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(zhǎng)電纜運(yùn)行，又因?yàn)槿庾冾l器體積小，故障率低，運(yùn)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(gòu)成變頻器的控制電路包括主控制電路、信號(hào)檢測(cè)電路、門極（基極）驅(qū)動(dòng)電路、外部接口電路以及保護(hù)電路等幾個(gè)部分，也是變頻器的核心部分。（1）變頻器的基本構(gòu)成和工作原理變頻器亦叫做電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速器，是一種靜止的頻率變換器。電動(dòng)調(diào)節(jié)閥優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用范圍廣，調(diào)節(jié)過程可控性好，行程準(zhǔn)確，缺點(diǎn)是可能產(chǎn)生電火花，或者靜電火花。電機(jī)輸出功率：40~120瓦。工業(yè)設(shè)備冷卻循環(huán)，氬弧焊、激光儀器、注塑機(jī)、食品機(jī)械、醫(yī)療設(shè)備等工業(yè)設(shè)備冷卻循環(huán)、生活鍋爐供水等。噪音低、壽命長(zhǎng) 用途：熱水器水壓不足增壓，因熱水器水壓不足點(diǎn)不著火的問題，安裝全自動(dòng)家用增壓泵使您使用自如。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)SW撥到手動(dòng)時(shí)，如果按下SB2，KA5帶電，并通過其觸點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)自鎖。S7200系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。 QM1是斷路器QM的觸點(diǎn)，起到接觸器的作用。給所有設(shè)備進(jìn)行供電時(shí)，選擇三線四相制接線。（2）可靠 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求。從另一方面來說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。PLC是專為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的，在控制電路這一塊，功能的強(qiáng)大是前兩者無法比擬的，通過多種多樣的擴(kuò)展模塊，使外部接線量小、內(nèi)部工作性能的可靠性高，易學(xué)易懂，雖然單個(gè)CPU貴，但性價(jià)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(gè)硬實(shí)時(shí)的操作系統(tǒng)。通過不同的程序?qū)崿F(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(chǎng)總線+分布式IO的控制系統(tǒng)簡(jiǎn)化了復(fù)雜控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，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(diǎn)在上一個(gè)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(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，通過一定方式輸出驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。當(dāng)指令中設(shè)計(jì)輸入/輸出狀態(tài)時(shí)，PLC從輸入映像寄存器中“讀入”上一階段踩入的對(duì)應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從輸出映像寄存器“讀入”對(duì)應(yīng)輸出映像寄存器的當(dāng)前狀態(tài)。此時(shí)，輸入元件映像寄存器被刷新，接著進(jìn)入用戶程序執(zhí)行階段。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述3個(gè)階段。由于微處理器芯片及有關(guān)元件的價(jià)格大大下降和PLC功能的不斷完善及增強(qiáng)兩方面的原因，目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、采礦、石油化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、造紙、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)。其實(shí)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(shí)間，必然上水箱液位的液位上升速度減緩，甚至應(yīng)該出現(xiàn)液位下降的現(xiàn)象，隨著單位時(shí)間內(nèi)上水箱進(jìn)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(duì)象的以中水箱為副對(duì)象，水泵直接向中水箱注水，時(shí)間常數(shù)小，時(shí)延小，控制通道短，從而可加快提高響應(yīng)速度，縮短過渡過程時(shí)間，符合副回路選擇的超前，快速，反應(yīng)靈敏等要求。確定過程是首先判定為保證內(nèi)環(huán)是負(fù)反饋副調(diào)節(jié)器應(yīng)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(yīng)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(yán)重時(shí)會(huì)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(dòng)越多，其通道就越長(zhǎng)，時(shí)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(huì)降低。 (5) 在需要以流量實(shí)現(xiàn)精確跟蹤時(shí)，可選流量為副被控量。 2. 副回路的設(shè)計(jì) 由于副回路是隨動(dòng)系統(tǒng)， 對(duì)包含在其中的二次擾動(dòng)具有很強(qiáng)的抑制能力和自適應(yīng)能力，二次擾動(dòng)通過主、副回路的調(diào)節(jié)對(duì)主被控量的影響很小，因此在選擇副回路時(shí)應(yīng)盡可能把被控過程中變化劇烈、頻繁、幅度大的主要擾動(dòng)包括在副回路中，此外要盡可能包含較多的擾動(dòng)，可歸納如下： (1) 在設(shè)計(jì)中要將主要擾動(dòng)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(jí)控制系統(tǒng)的副回路是隨動(dòng)控制系統(tǒng)，具有一定的自適應(yīng)性，在一定程度上可以補(bǔ)償非線性對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響。 3. 用于抑制變化劇烈幅度較大的擾動(dòng) 串級(jí)控制系統(tǒng)的副回路對(duì)于回路內(nèi)的擾動(dòng)具有很強(qiáng)的抑制能力。在構(gòu)造二次回路時(shí)，應(yīng)該選擇一個(gè)滯后較小的副回路，保證快速動(dòng)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(xì)調(diào)”的作用，從而使其控制品質(zhì)得到進(jìn)一步提高。副回路由副變量檢測(cè)變送、副調(diào)節(jié)器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和副過程構(gòu)成；主回路由主變量檢測(cè)變送、主調(diào)節(jié)器、副調(diào)節(jié)器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和主過程構(gòu)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(bǔ)償控制。液位和流量是工業(yè)生產(chǎn)過程中最常用的兩個(gè)參數(shù)，對(duì)液位和流量進(jìn)行控制的裝置在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的十分普遍。在大多數(shù)情況下，這種簡(jiǎn)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(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度來調(diào)整進(jìn)入中水箱的水量。 液位雙水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)主要包括的對(duì)象有：中水箱、下水箱、儲(chǔ)水箱、電磁閥，電動(dòng)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(duì)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(jí)控制系統(tǒng)介紹 8 串級(jí)控制整體介紹 8 主副控制對(duì)象的選擇 11 控制器的選擇 12 PLC的特點(diǎn)及應(yīng)用 12 PLC的工作階段 12 PLC對(duì)輸入/輸出的處理規(guī)則 14 14 14 15第三章供配電設(shè)計(jì)及器件選型 16 主回路部分 16 控制回路的設(shè)計(jì) 18 元器件的選型 19 增壓泵的特點(diǎn)及選型 19 變頻器的特點(diǎn)及選型： 19 手動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選型 21 熔斷器 22 斷路器 22 中間繼電器 23 轉(zhuǎn)換開關(guān) 24 按鈕 24 電源的選擇 24第四章 控制器的選擇及硬件設(shè)計(jì) 26 PLC的選擇 26 EM235的介紹 28 控制電路的設(shè)計(jì) 30第五章 PLC軟件設(shè)計(jì) 32 PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)步驟 32 STEP7編程軟件簡(jiǎn)介 32 程序流程圖 33 33 PID初始化 34 PID運(yùn)算 34 35 梯形圖 39 39 輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 40 PID運(yùn)算 41 輸出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 41第五章 組態(tài)軟件 43 組態(tài)王簡(jiǎn)介 43 工程的建立 43 創(chuàng)建項(xiàng)目 44 建立趨勢(shì)曲線畫面 46 建立數(shù)據(jù)庫(kù) 47 建立組態(tài)動(dòng)畫 49 運(yùn)行調(diào)試中的問題及解決方法 51致 謝 52參考文獻(xiàn) 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(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括了測(cè)試對(duì)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(gè)只需接受外部標(biāo)準(zhǔn)控制信號(hào)的完整，獨(dú)立的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。本論文論述了一個(gè)基于S7200的液位——流量串級(jí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和步驟，在A3000過程控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上，我被控對(duì)象進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模，進(jìn)行了串級(jí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行了整定，并使用了組態(tài)王開發(fā)了監(jiān)控畫面，進(jìn)行對(duì)下位機(jī)的監(jiān)控。串級(jí)控制系統(tǒng)把兩個(gè)單回路控制系統(tǒng)以一定的結(jié)構(gòu)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(diǎn)。 flow。下水箱為主對(duì)象，水需要經(jīng)過中水箱才能進(jìn)入下水箱，時(shí)間常數(shù)比較大，時(shí)延大。而兩外一個(gè)回路是由中水箱、下水箱、儲(chǔ)水箱、電動(dòng)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(gòu)成。單回路控制系統(tǒng)是過程控制中結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種形式，它只用一個(gè)調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器也只有一個(gè)輸入信號(hào)，從系統(tǒng)方框圖看，只有一個(gè)閉環(huán)。為此，需要在單回路的基礎(chǔ)上，采取其它措施，組成復(fù)雜控制系統(tǒng)，而串級(jí)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(shí)間常數(shù)較小，將它納入副回路進(jìn)行控制，不僅有效地克服了流量對(duì)液位造成的干擾，而且使系統(tǒng)工作頻率提高，能夠?qū)σ何粚?shí)行較快的控制。整個(gè)系統(tǒng)包括兩個(gè)控制回路，主回路和副回路。在串級(jí)控制系統(tǒng)中，由于引入了一個(gè)副回路，不僅能及早克服進(jìn)入副回路的擾動(dòng)，而且又能改善過程特性。利用串級(jí)控制系統(tǒng)存在二次回路而改善過程動(dòng)態(tài)特性，提高系統(tǒng)