【正文】 鍋爐加熱指示燈 溫度 溢出 指示燈 超溫報(bào)警指示燈 低溫 報(bào) 警指示燈 調(diào)節(jié)器 A 進(jìn)水閥 A 出水閥 A 正常運(yùn)行指示燈 停止運(yùn)行指示燈 高水位報(bào)警指示 低水位 報(bào)警指示 調(diào)節(jié)器 B 進(jìn)水閥 B 出水閥 B PQW305 加熱器驅(qū)動(dòng) 3 下位機(jī)軟件 系統(tǒng)設(shè)計(jì) PID 控制器 PID 控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差 ,利用比例、積分、微分計(jì)算出控制量來進(jìn)行控制。它是根據(jù)被控過程的特性，確定 PID 控制器的比例系數(shù)、積分時(shí)間和微分時(shí)間的大小。 （ 2） PID 控制適應(yīng)性好，有較強(qiáng)的魯棒性，對(duì)各種工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合，都可在不同的程度上應(yīng)用。這些改進(jìn)算法在一些應(yīng)用場(chǎng)合取得了很好的效果?？刂骗h(huán)執(zhí)行的速度，也即在每個(gè)時(shí)間單元內(nèi)操作值必須被更新的頻率決定了可以安裝的控制器的數(shù)量。 控制器選取時(shí)應(yīng)注意：控制環(huán)的特性由被控過程或被控機(jī)械的物理特性決定，并且設(shè)計(jì)中可以改變的程度不是很大。大慣量如大烘房的溫度控制，一般 P 可在 10 以上， I=310， D=1 左右。該系統(tǒng)的 PID 控制器一般采用 PLC提供的專用模塊（本系統(tǒng)采用 FB58 模塊），也可以采用 編程的方法（如 PLC 編程、高級(jí)語言編程或組態(tài)軟件編程等）生成一個(gè)數(shù)字 PID 控制器。比例系數(shù)越大，比例調(diào)節(jié)作用越強(qiáng)，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度越高；但是對(duì)于大多數(shù)的系統(tǒng)來說，比例系數(shù)過大，會(huì)使系統(tǒng)的輸出振蕩加劇，穩(wěn)定性降低。 根據(jù)誤差變化的速度（即誤差的微分），微分部分提前給出較大的調(diào)節(jié)作用，微分 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 15 頁 共 52 頁 部分反映了系統(tǒng)變化的趨勢(shì)，它較比例調(diào)節(jié)更為及時(shí)，所以微分部分具有預(yù)測(cè)的特點(diǎn)。 S7300PLC 自帶的 FB41 默認(rèn)的采樣時(shí)間是 秒，而 OB1 的循環(huán)掃描時(shí)間一般遠(yuǎn)低于 秒，而且不固定，故一般在OB35（默認(rèn) 秒周期執(zhí)行）中調(diào)用。 4 控制系統(tǒng)上位機(jī)設(shè)計(jì) 某高校鍋爐控制系統(tǒng)上位機(jī)使用 SIEMENS公司丌發(fā)的與 STEP7300配套的上位機(jī) 開 發(fā)軟 件，并使用 MPI卡與下位機(jī) STEP7之間的通信，同時(shí)為了適應(yīng)現(xiàn)在集約型自動(dòng)化控制的需要，采用與 WINCC配套的 WEB NAVIGATOR軟件來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程 WEB瀏覽功能，從而可以進(jìn)行遠(yuǎn)程系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與控制。 WINCC編程語言為 ANSI C語言，易于組態(tài)，能夠在組態(tài)和在線運(yùn)行環(huán)境中切換語言 ； WINCC支持分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，有廣泛的應(yīng)用，可以連接到已存在的自動(dòng)化環(huán)境中； WINCC是模塊化結(jié)構(gòu)，可運(yùn)行于 Windows98/20xx或 NT，用戶只需要選擇購買應(yīng)用 所需要的部分 。 WINCC的特點(diǎn) 1．強(qiáng)大的圖形組態(tài)功能： WINCC組態(tài)軟件以 Microsoft Windows平臺(tái)作為操作平 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 19 頁 共 52 頁 臺(tái)，充分利用了 Windows圖形功能完備、界面一致性好、易學(xué)易用的特點(diǎn)。腳本語言也稱命令語言、控制語言。 3．全集成自動(dòng)化： WINCC與 SIMATIC產(chǎn)品家族中的組件一起使用時(shí)可能進(jìn)行廣泛的集成。用戶既可從該列表選擇所需的變量，也可在 WINCC中重新創(chuàng)建變量。 5．強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫：組態(tài)軟件均有一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫作為整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)組織和管理的核心。 WINCC利用圖形編輯器、變量記錄編輯器、報(bào)警記錄編輯器、報(bào)表編輯器和腳本編輯器等功能模塊，完成實(shí)時(shí)監(jiān)控、報(bào)表生成、實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線、提供報(bào)警等功能。其自動(dòng)化過程 (As)保持對(duì)過程的實(shí)際控制， 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 20 頁 共 52 頁 一方面實(shí)現(xiàn) WINCC和操作員之間的通訊，另一方 面，實(shí)現(xiàn) WINCC和自動(dòng)化系統(tǒng)之問的通訊。 2．?dāng)?shù)據(jù)監(jiān)視：監(jiān)視每臺(tái)鍋爐運(yùn)行汽包水位、蒸汽壓力、爐膛負(fù)壓、爐膛溫度、出水流量等模擬量參數(shù)以及電機(jī)轉(zhuǎn)速和輸出電壓、電流信號(hào)的變化。對(duì)于超溫超壓報(bào)警，必要時(shí)要停止風(fēng) 機(jī)和水泵等電機(jī)。界面系統(tǒng)由組態(tài)和運(yùn)行期組件組成。 圖 43 圖形編輯器畫面 系統(tǒng)過程畫面。 表 41 全部?jī)?nèi)部變量與過程變量表 序號(hào) 變量 數(shù)據(jù)類型 備注 1 x1 內(nèi)部變量 無符號(hào) 16 位數(shù) B 水寬 1 2 x1_1 內(nèi)部變量 無符號(hào) 16 位數(shù) B 水高 1 3 x1_2 內(nèi)部變量 無符號(hào) 16 位數(shù) B 水寬 2 4 x1_3 內(nèi)部變量 無符號(hào) 16 位數(shù) B 水高 2 5 x1_4 內(nèi)部變量 無符號(hào) 16 位數(shù) B 水寬 3 6 x1_5 內(nèi)部變量 無符號(hào) 16 位數(shù) B 水高 3 7 x 內(nèi)部變量 無符號(hào) 16 位數(shù) B 水寬 1 的 x 軸 8 x_1 內(nèi)部變量 無符號(hào) 16 位數(shù) B 水高 1 的 y 軸 9 x_2 內(nèi)部變量 無符號(hào) 16 位數(shù) B 水寬 2 的 x 軸 10 x_3 內(nèi)部變量 無符號(hào) 16 位數(shù) B 水高 2 的 y 軸 11 xa 內(nèi)部變量 無符號(hào) 16 位數(shù) A 水寬 1 12 xa_1 內(nèi)部變量 無符號(hào) 16 位數(shù) A 水高 1 13 xa_2 內(nèi)部變量 無符號(hào) 16 位數(shù) A 水寬 2 14 xa_3 內(nèi)部變量 無符號(hào) 16 位數(shù) A 水高 3 15 xa_4 內(nèi)部變量 無符號(hào) 16 位數(shù) A 水寬 4 16 xa_5 內(nèi)部變量 無符號(hào) 16 位數(shù) A 水高 5 17 xa_6 內(nèi)部變量 無符號(hào) 16 位數(shù) 出水 A 寬 18 ya 內(nèi)部變量 無符號(hào) 16 位數(shù) A 水寬 1 的 x 軸 19 ya_1 內(nèi)部變量 無符號(hào) 16 位數(shù) A 水高 1 的 y 軸 20 ya_3 內(nèi)部變量 無符號(hào) 16 位數(shù) A 水高 3 的 y 軸 21 ya_4 內(nèi)部變量 無符號(hào) 16 位數(shù) A 水寬 4 的 x 軸 22 ya_6 內(nèi)部變量 無符號(hào) 16 位數(shù) 出水 A 寬的 x 軸 23 xb 內(nèi)部變量 無符號(hào) 16 位數(shù) 出水 B 寬 24 Xb_1 內(nèi)部變量 無符號(hào) 16 位數(shù) 出水 B 高 25 yewei 內(nèi)部變量 無符號(hào) 16 位數(shù) 液位高 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 24 頁 共 52 頁 26 yewei_1 內(nèi)部變量 無符號(hào) 16 位數(shù) 液位 Y 軸 27 過程變量 二進(jìn)制 啟動(dòng) 28 過程變量 二進(jìn)制 停止 29 過程變量 二進(jìn)制 超水位限位開關(guān) 30 過程變量 二進(jìn)制 低水位限位開關(guān) 31 過程變量 二進(jìn)制 進(jìn)水開關(guān) A 32 過程變量 二進(jìn)制 出水開關(guān) A 33 過程變量 二進(jìn)制 進(jìn)水開關(guān) B 34 過程變量 二進(jìn)制 出水開關(guān) B 35 過程變量 二進(jìn)制 加熱指示燈 36 過程變量 二進(jìn)制 溫度溢出指示燈 37 過程變量 二進(jìn)制 高溫報(bào)警指示 38 過程變量 二進(jìn)制 低溫報(bào)警指示 39 過程變量 二進(jìn)制 調(diào)節(jié)器 A 40 過程變量 二進(jìn)制 進(jìn)水閥 A 41 過程變量 二進(jìn)制 出水閥 A 42 過程變量 二進(jìn)制 運(yùn)行指示燈 43 過程變量 二進(jìn)制 停止運(yùn)行指示燈 44 過程變量 二進(jìn) 制 超水位指示 45 過程變量 二進(jìn)制 低水位指示 46 過程變量 二進(jìn)制 調(diào)節(jié)器 B 47 過程變量 二進(jìn)制 進(jìn)水閥 B 48 過程變量 二進(jìn)制 出水閥 B 對(duì)控制按鈕的設(shè)置主要是使其能夠用鼠標(biāo)左鍵來控制，當(dāng)鼠標(biāo)按下時(shí)相當(dāng)于對(duì)PLC相應(yīng)的內(nèi)存區(qū)置 1，所以可以在 WINCC中將按鈕按下時(shí)的控制信號(hào) 1直接鏈接到PLC中一內(nèi)部存儲(chǔ)區(qū)； WINCC中各個(gè)顯示器件和按鈕所需的外部變量都要與 PLC中的各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)精確地對(duì)應(yīng)起來。否則，將原比例系數(shù) P 增大一些，再調(diào)整積分系數(shù) I，力求改善控制過程。 需要注意的是：仿真系統(tǒng)所采用的 PID調(diào)節(jié)器與傳統(tǒng)的工業(yè) PID調(diào)節(jié)器有所不同，其各個(gè)參數(shù)之間是相互隔離的，因而互不影響，用其觀察調(diào)節(jié)規(guī)律十分方便。 WINCC 界面運(yùn)行調(diào)試 用戶程序的調(diào)試是通過過程畫面來完成的。下面是用 S7PLCSIM調(diào)試程序的步驟： STEP7編程軟件中生成項(xiàng)目，編寫用戶程序。 ，通過觀察過程畫面的對(duì)象工作情況，檢查用戶程序是否能正確執(zhí)行。這樣一來，當(dāng)我們激活項(xiàng)目時(shí)將把導(dǎo)航界面作為啟動(dòng)進(jìn)入的畫面。 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 27 頁 共 52 頁 圖 52 停止運(yùn)行 溫度超過 55℃報(bào)警指示燈亮，如圖 53。 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 29 頁 共 52 頁 結(jié) 論 本課題設(shè)計(jì)了基于 PLC 的鍋爐供熱控制系統(tǒng)。 在西門子 S7300 系列 PLC 和組態(tài)軟件 WINCC 的基礎(chǔ)上，我設(shè)計(jì)出了 鍋爐供熱控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)達(dá)到了快、準(zhǔn)、穩(wěn)的效果，也達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。 日后，隨著對(duì) PLC 硬件系統(tǒng)和通信方式的深入了解，還可以豐富遠(yuǎn)程控制指令，以應(yīng)對(duì)運(yùn)行過程中的各種突發(fā)事件，增加其他 PLC，通過構(gòu)建復(fù)雜的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)大型的工業(yè)控制，使該系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)更加穩(wěn)定可靠，性能更加完善。 a=GetTagBit(進(jìn)水閥 B)。 return X。 b=GetTagWord(x1_1)。 return b。 b=GetTagWord(x1_2)。 return b。 b=GetTagWord(x1_3)。 return b。 b=GetTagWord(x1_4)。 return b。 b=GetTagWord(x1_5)。 return b。 a=GetTagBit(進(jìn)水閥 B)。 return X。 b=GetTagWord(x_1)。 return b。 b=GetTagWord(x_2)。 return b。 b=GetTagWord(x_3)。 return b。 a=GetTagBit(進(jìn)水閥 A)。 return X。 b=GetTagWord(xa_1)。 return b。 b=GetTagWord(xa_2)。 return b。 b=GetTagWord(xa_3)。 return b。 b=GetTagWord(xa_4)。 return b。 b=GetTagWord(xa_5)。 return b。 b=GetTagWord(出水閥 A)。 return a。 a=GetTagBit(進(jìn)水閥 A)。 return X。 b=GetTagWord(ya_1)。 return b。 b=GetTagWord(ya_3)。 return b。 b=GetTagWord(ya_4)。 return b。 a=GetTagBit(出水閥 A)。 return X。 //ReturnType: BOOL b=GetTagWord(xb)。 return b。 //ReturnType: BOOL b=GetTagWord(xb_1)。 return b。 b=GetTagBit(低 水位限位開關(guān) )。 f=GetTagBit(出水閥 B)。 if(e) { if (h==30 ) a=a+2。 if(b) a=a。 if(a=0amp。} if(a=70amp。} if(a40amp。} SetTagWord(yewei,a)。 a=GetTagWord(yewei_1)。 //ReturnType: BOOL e=GetTagBit(進(jìn)水閥 A)。 i=GetTagWord(x1_5)。}} if (f) {if(c) a=a+4。 if(a250) a= SetTagBit(超水位限位開關(guān) ,0)。 SetTagBit(低水位限位開關(guān) ,0)。 SetTagBit(低水位限位開關(guān) ,0)