【正文】 0，所以不應(yīng)使采樣時(shí)間太小。最后確定副調(diào)節(jié)器，為保證副回路是負(fù)反饋，各環(huán)節(jié)放大系數(shù) (即增益 )乘積必須為負(fù)，所以副調(diào)節(jié)器 K 20 ，副調(diào)節(jié)器作用方式為反作用方式。在本控制系統(tǒng)中，我們將鍋爐出口水溫度作為主參數(shù)，爐膛溫度為副參數(shù)。Ｔ d 偏小時(shí)，超調(diào)量也較大，調(diào)節(jié)時(shí)間也較長。Ｋ c 可以選負(fù)數(shù)，這主要是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器以控制對象的特性決定的。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為： ]dtd e ( t )Tde ( t ) d tTi1K c [ e ( t )u ( t ) t0? ??? （ 1）比例系數(shù) KC 對系統(tǒng)性能的影響： 比例系數(shù)加大，使系統(tǒng)的動(dòng)作靈敏，速度加快，穩(wěn)態(tài)誤差減小。 17 3參數(shù)整定與系統(tǒng)分析 在本控制系統(tǒng)中， TT1(出口溫度傳感器 )將檢測到的出口水溫度信號轉(zhuǎn)化為電流信號送入 EM235 模塊的 A 路， TT2(爐膛溫度傳感器 )將檢測到的出口水溫度信號轉(zhuǎn)化為電流信號送入 EM235 模塊的 B 路。 在實(shí)驗(yàn)中可點(diǎn)擊窗口中的 “趨勢 ”下拉菜單中 的 “綜合趨勢 ”，可查看相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)曲線。 圖 8 內(nèi)膽水溫的響應(yīng)過程曲線 7）適量改變控制器的 PID 參數(shù)，重復(fù)步驟 6，觀察計(jì)算機(jī)記錄不同參數(shù)時(shí)系統(tǒng)的響應(yīng)曲線。 4）合上三相電源空氣開關(guān)，三相電加熱管通電加熱，適當(dāng)增加 /減少輸出量，使鍋爐內(nèi)膽的水溫穩(wěn)定于設(shè)定值。 本系統(tǒng)主要涉及兩路信號，一路是現(xiàn)場測量信號鍋爐內(nèi)膽溫度，另外一路是控制移項(xiàng)調(diào)壓模塊輸出的控制信號。將控制屏上的直流 24V 電源（ +、－）端對應(yīng)接到FM 模塊電源輸入（ +、－）端。 6．設(shè)置在線修改交互特性 單擊電動(dòng) 閥調(diào)節(jié)開度的文字特性 XXX . X％，右擊鼠標(biāo)選擇動(dòng)態(tài)特性。 4．設(shè)置推出窗口交互特性 單擊鍋爐內(nèi)膽溫度的文字特性 XXX . X℃ ，右擊鼠標(biāo)選擇交互特性。 2）單擊電動(dòng)閥調(diào)節(jié)開度的文字特性 XXX . X％，右擊鼠標(biāo)選擇動(dòng)態(tài)特性。通訊成功。無錯(cuò)誤。 （ 2）進(jìn)入 STEP 7 軟件界面，點(diǎn)擊 options 中的 Set PG/PC Interface，選擇CP5611(MPI)active，然后選擇 Diagnostics 進(jìn)行測試，出現(xiàn) OK，在進(jìn)行下載。 歷史曲線的屬性同樣如此設(shè)置。在 WINCC 在線趨勢控件的屬性中進(jìn)行編輯，在數(shù)據(jù)源中選擇在線變量，選擇公共 X 軸和公共 Y 軸以及可調(diào)整大小。 這條語句的意思是當(dāng)點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵時(shí)， “ssqx”置為 0。在編輯動(dòng)作中中插入下列腳本程序： SetTagBit(ssqx,1)。由于本設(shè)計(jì)要求，電動(dòng)閥的 PID “Main_on”保持默認(rèn)值 1。 //ReturnType: BOOL SetTagBit(pvper_on_1,1)。 用同樣的方法設(shè)定 Kp、 Ti、 Td 的輸入輸出域，在輸出值中選擇變量 p、 i、d，它們的地址分別為 、 、 。 3輸入輸出域的設(shè)置 對副測量值進(jìn)行設(shè)定，在對象選項(xiàng)板中選擇智能對象，然后新建一個(gè)輸入輸出域，在輸出值中選擇動(dòng)態(tài)對話框，在表達(dá)式 /公式中選擇變量 pv1，數(shù)據(jù)類型選擇為直接。添加腳本程序如下： SetTagBit(i_select,1)。Black color 和 Back color 選擇淺藍(lán)色。如表 表 內(nèi)部變量 名稱 說明 參數(shù)類型 lsqx 歷史曲線 二進(jìn)制變量 ssqx 實(shí)時(shí)曲線 二進(jìn)制變量 kaiqi 開啟按鈕 二進(jìn)制變量 創(chuàng)建過程畫面 在圖形編輯器中組態(tài)畫面如圖所示。如下圖所示： 圖 WINCC 連接參數(shù)設(shè)置 建立外部變量 5 以變量 d 為例 右擊新建變量命名為 “d”，然后選擇類型為浮點(diǎn)數(shù) 32 位變量，數(shù)據(jù)選擇為DB， DB 號為 42,因?yàn)樵?STEP 7 中我們建立的 PID 設(shè)為 DB42，最后地址設(shè)置為DB28，點(diǎn)擊確定完成地址屬性設(shè)置。 變量管理器管理 WinCC 工程中使用的變量和通訊驅(qū)動(dòng)程序。 WinCC 的變量管理是變量管理器。如果你想使設(shè)備和機(jī)器最優(yōu)化運(yùn)行， 如果你想最大程度地提高工廠的可用性和生產(chǎn)效率， WinCC 當(dāng)是上乘之選。其主要任務(wù)是處理變量管理器，其通訊通道用于訪問過程數(shù)據(jù)。 WinCC由三大部分組成： 控制中心：控制中心使用戶通過 WinCC應(yīng)用進(jìn)行瀏覽，并且對其數(shù)據(jù)進(jìn)行一些操作。用戶在其友好的界面下進(jìn)行組態(tài)、編程和數(shù)據(jù)管理，可形成所需的操作畫面、監(jiān)視畫面、控制畫面、報(bào)警畫面、趨勢曲線等。 WinCC 是 Siemens公司的一種功能強(qiáng)大的工業(yè)控制軟件，是 “真正開放的 ”HMISCADA 軟件。當(dāng)給鍋2 爐加熱時(shí)，應(yīng)使輸出端電壓為 60V 左右，而一 旦超過設(shè)定值，可控硅的輸出電壓為最小。改變?yōu)檠h(huán)水系統(tǒng)后，有利于熱交換，加快了散熱能力，相比于靜態(tài)溫度控制實(shí)驗(yàn)，在控制的動(dòng)態(tài)精度、快速性方面有了很大地提高。被控變量為鍋爐內(nèi)膽水溫，要求鍋爐內(nèi)膽水溫等于給定值。 通過對下位機(jī) S7200PLC 的軟件編程，完成鍋爐內(nèi)膽溫度信號采集、處理以及 PID 控制，分別對上位機(jī)以及下位機(jī)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，并運(yùn)用工程整定方法，整定出滿足系統(tǒng)要求的鍋爐內(nèi)膽水溫 PID 控制參數(shù)，得到比較理想的 PID 控制曲線，實(shí)現(xiàn)了對鍋爐內(nèi)膽水溫控制的目的，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。系統(tǒng)主要由一臺帶有 WINCC 組態(tài)軟件的上位機(jī)和應(yīng)用于STEP7MicroWIN 、西門子 S7200PLC下位機(jī)以及 PC/PPI電纜、 RTGK2型過程控制系統(tǒng)構(gòu)成。如圖 1 所示： 圖 鍋爐內(nèi)膽溫度特性測試系統(tǒng) (a)結(jié)構(gòu)圖 (b)方框圖 本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組態(tài)軟件進(jìn)行，由于自動(dòng)控制的時(shí)候考慮到機(jī)械及機(jī)器會出現(xiàn)故障，設(shè)置的調(diào)節(jié)閥可在及其出現(xiàn)故障時(shí)，非自動(dòng)的情況下，手動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)開度，是鍋爐內(nèi)膽保持給定值，運(yùn)用在大型生產(chǎn)過程中采用手動(dòng)和自動(dòng)模式替換操作達(dá)到整個(gè)生產(chǎn)的能耗最低，效益最大化。在內(nèi)膽水為靜態(tài)時(shí)，由于沒有循環(huán)水進(jìn)行熱交換，而三相電加熱管功率為 ，從使內(nèi)膽水溫上升相對快速，散熱過程又比較緩慢，而且調(diào)節(jié)的效果受對象特性和環(huán)境的限制，導(dǎo)致系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能較差，即超調(diào)大，調(diào)節(jié)時(shí)間長。 因可控硅調(diào)壓模塊是通過輸入信號使電源電壓變化，實(shí)驗(yàn)前，先用萬用表測可控硅模塊輸入端的電壓，再測輸出端的電壓看是否變化。 圖 鍋爐內(nèi)膽動(dòng)態(tài)水溫控制系統(tǒng)的方框圖 本設(shè)計(jì)用組態(tài)軟件的是西門子公司的 WinCC，它是 Windows Control Center（視窗控制中心）的簡稱，是 HMI/SCADA 軟件中的后起之秀。 WinCC 運(yùn)行于個(gè)人計(jì)算機(jī)環(huán)境，可以與多種自動(dòng)化設(shè)備及控制軟件集成，具有豐富的設(shè)置項(xiàng)目、可視窗口和菜單選擇，使用方便靈活，功能齊全。用戶也可以將 WinCC 作為系統(tǒng)擴(kuò)充的基礎(chǔ)，通過開放式接口，開發(fā)其自身需要的應(yīng)用系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)管理器：在 WinCC項(xiàng)目中用于處理中央任務(wù)的啟動(dòng)。 依據(jù)這種戰(zhàn)略思想， WinCC，這一運(yùn)行于 Microsoft Windows 20xx 和 XP 下的 Windows 控制中心，已發(fā)展成為歐洲市場中的領(lǐng)導(dǎo)者，乃至業(yè)界遵循的標(biāo)準(zhǔn)。在組態(tài)軟件的運(yùn)行環(huán)境下，工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)狀況將實(shí)時(shí) 地保存在變量的數(shù)值中，操作人員監(jiān)控過程數(shù)據(jù)，他在計(jì)算機(jī)上發(fā)布的指令通過變量傳送給生產(chǎn)現(xiàn)場。 WinCC 與自動(dòng)化控制系統(tǒng)間的通訊依靠通訊驅(qū)動(dòng)程序來實(shí)現(xiàn)；自動(dòng)化控制系統(tǒng)與 WinCC 工程間的數(shù)據(jù)交換通過過程變量來實(shí)現(xiàn)。 新 建新驅(qū)動(dòng)器連接 在 WINCC 變量中建立 SIEMENS S7 PROTOCOL SUIT,選擇 MPI，新建驅(qū)動(dòng)程序連接，點(diǎn)擊系統(tǒng)參數(shù)，選擇邏輯設(shè)備名稱為 “CP5611”，如圖： 4 圖 WINCC 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置 再進(jìn)入選擇參數(shù)窗口，設(shè)置插槽號為 2， PLC 315—2DP 的插槽號為 2。這三個(gè)變量全都為二進(jìn)制。當(dāng) “是 ”的時(shí)候 Blink 為 No Flash，當(dāng) “否 ”的時(shí)候 Blink 為 Shaded。 2 PID開關(guān)編輯 在對象選項(xiàng)板中選擇窗口對象，選擇按鈕，然后命名為 “積分開關(guān) ”，點(diǎn)擊事件中的鼠標(biāo)屬性，在右面的單擊左鍵，設(shè)置 C 動(dòng)作。 //ReturnType: BOOL 以此類推， Td 微分開關(guān)的開啟和關(guān)閉按鈕都要這么設(shè)置。 8 圖 (1)電氣閥支路測量 pv1 (2)變頻器支爐測量 pv2 對給定值進(jìn)行設(shè)定，在對象選項(xiàng)板中選擇智能對象，然后新建一個(gè)輸入輸出域，在輸出值中選擇變量 fushe， fushe 的地址為 。 //ReturnType: BOOL SetTagBit(main_on,0)。 Main_on 為 1 時(shí)控制循環(huán)將被中斷，手動(dòng)值被設(shè)置為操作值。 5設(shè)置實(shí)時(shí)曲線歷史曲線 在對象選項(xiàng)板中選擇窗口對象，選擇按鈕，然后命名為 “實(shí)時(shí)曲線 ”，點(diǎn)擊事件中的按左鍵，右擊選擇 C 語言。 再點(diǎn)擊事件中的按右鍵，右擊選擇 C 語言，在編輯動(dòng)作中插入如下腳本程9 序： SetTagBit(ssqx,0)。 接下來在對象選項(xiàng)板中選擇控件中的曲線，對曲線進(jìn)行編輯，命名為 “實(shí)時(shí)曲線 ”。 點(diǎn)擊曲線屬性，然后在顯示中選擇動(dòng)態(tài)對話框，在表達(dá)式 /公式中選擇變量“ssqx”，數(shù)據(jù)類型為布爾量，當(dāng) “是 ”時(shí)，置為 1，當(dāng) “否 ”時(shí)，置為 0。 歷史曲線設(shè)置不同的是在選擇數(shù)據(jù)源時(shí)要設(shè)置為歸檔變量，然后選擇已經(jīng)設(shè)置好的變量，如圖所示： 10 圖 歸檔變量選擇 WiNCC 組態(tài)軟件的通訊 （ 1）給 PC