【正文】 DCS 系統(tǒng)。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。設(shè)計(jì)中引用他人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料，均已在設(shè)計(jì)中特別加以標(biāo)注引用，除此之外，本設(shè)計(jì)不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人授權(quán)華東交通大學(xué)理工學(xué)院可以將本設(shè)計(jì)的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編畢業(yè)設(shè)計(jì)。 電鍋爐用途廣泛，有相當(dāng)數(shù)量 的領(lǐng)域中，電鍋爐的性能的產(chǎn)品質(zhì)量決定電鍋爐控制系統(tǒng)，現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)為核心的微處理器使用，向兩邊的自動(dòng)化設(shè)備的改善控制精密設(shè)備改善 本文用電鍋爐控制系統(tǒng)的工作原理，溫度傳感器的選擇的幾個(gè)方面可編程控制器的構(gòu)成、軟件設(shè)計(jì)構(gòu)成詳細(xì)說(shuō)明電鍋爐控制系統(tǒng)的變換，根據(jù)高速應(yīng)答的優(yōu)勢(shì)，好的穩(wěn)定、可靠、特征，控制精度和良好的產(chǎn)業(yè)控制的實(shí)際的重要性對(duì)工業(yè)控制有極大意義。逐步進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的 PLC 過(guò)程控制系統(tǒng)中，取代 DCS 中占主導(dǎo)地位。電加熱鍋爐主要用于供熱水和供熱。因此，PID 參數(shù)整定和優(yōu)化是一個(gè)重要的研究課題，在控制領(lǐng)域具有重要地位。 2）能適應(yīng)基于被控系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型建立的溫度控制系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的援助，該溫度控制器具有自校正功能的控制參數(shù)和特性。 在國(guó)內(nèi)行業(yè)中的應(yīng)用，溫度控制系統(tǒng)有著廣泛的應(yīng)用，但在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的溫度控制器，整體發(fā)展水平還不高，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，德國(guó)，日本，美國(guó)還有很大的差距。 項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容 鍋爐為研究對(duì)象，對(duì)水的出口溫度鍋爐主要被控參數(shù)、爐膛溫度為副被控參數(shù)，電阻絲加熱電壓為控制參數(shù)，以 PLC 為控制器，提供了一系列的鍋爐溫度串級(jí)控制系統(tǒng)； PID 算法；使用編程語(yǔ)言編程的 PLC 梯形圖，實(shí)現(xiàn)鍋爐溫度的自動(dòng)控制。該系統(tǒng)包括兩個(gè)控制電路，主電路和輔助電 路。在串級(jí)控制系統(tǒng)，由于引入了一個(gè)小循環(huán)，不僅可以克服在副回路的干擾，而且可以提高過(guò)程的特點(diǎn)。 PDP 14 的公司，而被使用于 GM 通用公司的汽車組裝線中， 1971 年日本從美國(guó)引入這個(gè)技術(shù)，研制出了可編程控制器 DCS 18， 1973 年，西歐國(guó)家也研制出了可編程控制器，我國(guó)在 1974 年開(kāi)始開(kāi)發(fā)，從 1977 年投入到產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用。 可編程控制器的組成和工作原理 可編程控制器的組成 : PLC 包括 CPU 模塊、 I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架。是一個(gè)開(kāi)關(guān)輸入（數(shù)據(jù)），開(kāi)關(guān)輸出，模擬輸入（ ai），模擬輸出（自）模塊。簡(jiǎn)單的編程器，常常需要梯形圖的機(jī)器語(yǔ)言幫助記憶，也可以發(fā)送智能型程控設(shè)備（圖形程序員，又稱為圖形編輯器）不僅可以都沒(méi)有機(jī)械的編程，而是脫線的編程的方便的操作強(qiáng)大 PLC 可 編程控制器組件用集成電路作為電源提供。 PLC 工作過(guò)程用圖 21 所示運(yùn)行框圖表示 ： [鍵入文字 ] 9 圖 21 可編程控制器運(yùn)行框圖 可編程控制器的分類及特點(diǎn) (一 )小型 PLC 小型 PLC 的 I／ O 點(diǎn)通常低于 128 點(diǎn)，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，整個(gè)硬件合為一體，除了改變 I /O，也可以連接到模擬 I / O 特殊功能模塊等。 組態(tài)王軟件的特點(diǎn) 組態(tài)軟件的適應(yīng)性、開(kāi)放、易于擴(kuò)展、經(jīng)濟(jì)、開(kāi)發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。 組態(tài)王軟件仿真的基本方法 （ 1）圖形用戶 界面設(shè)計(jì) 圖形，是一個(gè)簡(jiǎn)易的圖形來(lái)模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和相應(yīng)的控制 （ 2）數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)，是創(chuàng)建一個(gè)特定的數(shù)據(jù)庫(kù)，并使用描述對(duì)象的各種屬性變量的數(shù)據(jù)庫(kù)，如工業(yè)控制，運(yùn)行水位，等 （ 3）動(dòng)畫系列 在這種情況下，是屏幕圖形動(dòng)畫模擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行，以及如何控制輸入設(shè)備操作員 運(yùn)行和調(diào)試 [鍵入文字 ] 11 第 三 章 PLC 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 在這一章中，主要從系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，配置步驟，對(duì) PLC的 PLC 控制系統(tǒng)的硬件配置設(shè)計(jì)，外圍電路設(shè)計(jì)和 PLC 控制器參數(shù)設(shè)計(jì)和整定。由于設(shè)計(jì)的程序和設(shè)備可同時(shí)進(jìn)行，因此，循環(huán) PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以大大減少而中繼系統(tǒng)首先必須全部電 氣控制線路進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工 聯(lián)機(jī)調(diào)試聯(lián)機(jī)調(diào)試程序仿真調(diào)試單位在線調(diào)整?？蛇B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)。 I/O 端子排可很容易地整體拆卸。 S7 連接，允許 200 小 4 通道，177。度。 控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立 在控制系統(tǒng)中，溫度傳感器，水溫信號(hào)，對(duì)路面檢測(cè)模塊 EM 235 出口處的電流信號(hào)， 2（溫度傳感器），兩個(gè)模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換電磁 235 PLC 可編程序控制器（ PID）控制模塊可調(diào)節(jié)的電流檢測(cè)信號(hào) B 路 235 EM 模塊出水溫度信號(hào)，一個(gè)特定的處理程序， PLC 是一塊圖的串級(jí)控制系統(tǒng)詳細(xì)。 kc 是太大，系統(tǒng)將處于不穩(wěn)定狀態(tài)。 （ 2）積分控制對(duì)控制系統(tǒng)的性能的影響 積分作用讓系統(tǒng)穩(wěn)定性降低，積分作用強(qiáng)會(huì)促使系統(tǒng)不穩(wěn)定，但能去除穩(wěn)態(tài)誤差，提高 系統(tǒng)的控制精密。主要參數(shù)對(duì)過(guò)程的操作很重要，一個(gè)較小的范圍內(nèi)允許的波動(dòng)，一般要求沒(méi)有任何錯(cuò)誤，因此，主調(diào)節(jié)器一般選用 PI 或 PID控制，側(cè)的參數(shù)設(shè)置為主要控制參數(shù)的質(zhì)量，可以在一定范圍內(nèi)變化，使超過(guò)壞，所以只要副省長(zhǎng) P 控制律可以選 舉。然后確定 K02 二級(jí)過(guò)程控制，當(dāng)閥門開(kāi)度的增加，電壓增加，水的溫度上升，所以 K02 0。 個(gè)采樣周期的分析 較小的采樣周期 Ts，溫度采樣值的變化。 通過(guò)以上分析，溫度控制系統(tǒng)已基本建立，在調(diào)試和系統(tǒng)控制器參數(shù)整定。 為工程整定方法，工程人員不需要知道被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，沒(méi)有理論計(jì)算研究的知識(shí)，可以在設(shè)置控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)簡(jiǎn)單實(shí)用，在實(shí)際工程中的廣泛應(yīng)用常見(jiàn)的工程整定方法有經(jīng)驗(yàn)整定法，臨界比例法，衰減曲線的方法，自整定方法等。 （ 2）設(shè)置積分器 如果沒(méi)有穩(wěn)態(tài)誤差能滿足比例控制的要求，需要加入積分控制。但需要加入微分控制，構(gòu)成 PID控制。 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法：經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，是基于一些典型控制電路的程序，根據(jù)被控對(duì)象的具體要求，選擇組合，反復(fù)調(diào)試和修改的梯子，有時(shí)需要添加一些輔助觸點(diǎn)和中級(jí)編程環(huán)節(jié)，能滿足控制的要求。關(guān)鍵是要繪制的功能流程圖。 STEP7—— Micro/WIN 簡(jiǎn)介 創(chuàng)建 STEP7Micro/WIN 程序，對(duì) STEP7Micro/WIN，雙擊 STEP7 微 /贏得圖標(biāo)，如圖 41 所示，本 STEP7Micro/WIN 項(xiàng)目將提供用于創(chuàng)建程序的工作空間。底部的標(biāo)簽在程序編輯器窗口中顯示子程序和中[鍵入文字 ] 17 斷服務(wù)程序。在將新的設(shè)置下載到 S7200 之前，設(shè)置遠(yuǎn)程站的地址，是它與 S7200 的地址。 PID 指令向?qū)? 編寫 PID 程序，首先要把過(guò)程變量轉(zhuǎn)化為 之間的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)數(shù)。 主回路 PID 指令向?qū)В鐖D 44 [鍵入文字 ] 19 圖 44 主回路用 0 號(hào) PID 回路 設(shè)置 PID 參數(shù)，如圖 45： 圖 45 設(shè)置 PID 參數(shù) 給定值的范圍是 ，比例增益 Kc 為 ，積分時(shí)間 Ti=7 min ，因?yàn)橹骺刂破鞑捎?PI 控制，所以微分時(shí)間 Td=0。進(jìn)入組態(tài)畫面設(shè)計(jì)，如圖 51： 圖 51 新建工程 新建畫面，設(shè)置畫面屬性， 圖 52 所示： [鍵入文字 ] 30 圖 52 畫面新建 新建 S7200 連接，步驟如圖 53： 圖 53 步驟 1 [鍵入文字 ] 31 圖 54 步驟 2 圖 55 步驟 3 [鍵入文字 ] 32 圖 56 步驟 4 實(shí)現(xiàn)組態(tài)王對(duì) S7200 的在線監(jiān)控，先建立兩者之間的聯(lián)系，需要先建立這兩者數(shù)據(jù)變量。如圖 57 所示： 圖 57 新建變量 項(xiàng)目中所用到的 變量見(jiàn)圖 58： [鍵入文字 ] 33 圖58 變量表 創(chuàng)建組態(tài)畫面 新建主畫面 如圖 59 所示，高溫報(bào)警用來(lái)顯示當(dāng)溫度高于 95176。如圖 511 所示： 圖 511 數(shù)據(jù)報(bào)表窗口 新建實(shí)時(shí)曲線 實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線工具盒內(nèi)雙擊圖像直接可以時(shí)間自動(dòng)滾動(dòng)的實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線的變化，[鍵入文字 ] 35 變量的變化對(duì)新的快速反應(yīng) 。 圖 513 歷史曲線窗口 新建報(bào)警窗口 在工具箱中選擇的報(bào)警窗口工具，繪制窗口報(bào)警面板中添加文本 如圖。 啟動(dòng)組態(tài)王 打開(kāi)配置的項(xiàng)目管理，在列“ wlew”或在屏幕上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵單擊，選擇“切換至 view”，啟動(dòng)組態(tài)王，進(jìn)入主頁(yè)。 組態(tài)監(jiān)控啟動(dòng)之后，會(huì)自動(dòng)顯示組態(tài)畫面，如圖 61 所示： 圖 61 監(jiān)控主畫面 實(shí)時(shí)曲線觀察 點(diǎn)擊組態(tài)畫面的實(shí)時(shí)曲線按鈕，可以觀察，在自 PID 參數(shù)的作用下，控制效果的情況。參數(shù)設(shè)置如圖 64 所示： [鍵入文字 ] 39 圖 64 PID 參數(shù)設(shè)置 PID 參數(shù)修改后的的控制曲線如圖 65 所示： 圖 65 響應(yīng)曲線 1 如圖 65所示，曲線的響應(yīng)時(shí)間增快了，約 5 分鐘。 C，所得到的控制曲線如圖69 所示： 圖 69 6080 時(shí)的控制曲線 如圖所示，當(dāng)設(shè)定溫度改變時(shí)，系統(tǒng)是比較穩(wěn)定的。系統(tǒng)采用 PID 控制，串級(jí)，采用粗、細(xì)調(diào)，得到快速響應(yīng) ，高精度的溫度控制系統(tǒng) 組態(tài)王是操作方便，有利于改變我們的直觀的視覺(jué)，控制曲線和溫