【正文】 楊老師平常對大家都很嚴(yán)格，但正是這種嚴(yán)格要求才使我們一步步的進(jìn)步，學(xué)到很多知識。通過對本系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試，我們認(rèn)識到，對于復(fù)雜系統(tǒng)的控制，如果采用繼電控制，不僅系統(tǒng)繁瑣，調(diào)試?yán)щy，故障概率大，而且對以后的維護(hù)也帶來困難。傳輸線路的介質(zhì)可以是雙絞線、同軸電纜、光纖、或無線電波等。③設(shè)置MPI、PROFIBUS或者工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)的時間驅(qū)動的數(shù)據(jù)傳輸，用通信塊編程。程序中的特殊點可以通過輸入符號名或地址快速查找。 STEP7概述PC/MPI適配器+RS232C通信電纜。2. 內(nèi)部存儲器標(biāo)志位(M)存儲器區(qū)3. 定時器(T)存儲器區(qū)時間值可以用二進(jìn)制或BCD碼方式讀取。2．參數(shù)類型為在邏輯塊之間傳遞參數(shù)的形參(formal parameter，形式參數(shù))定義的數(shù)據(jù)類型:(1) TIMER(定時器)和COUNTER(計數(shù)器):對應(yīng)的實參(actual parameter，實際參數(shù))應(yīng)為定時器或計數(shù)器的編號，例如T3，CZI。S7 Graph，HI Graph和CFC可供有技術(shù)背景，但是沒有PLC編程經(jīng)驗的用戶使用S7Graph對順序控制過程的編程非常方便，HI Graph適合于異步非順序過程的編程，CFC適合于連續(xù)過程控制的編程。如果部分網(wǎng)絡(luò)不能轉(zhuǎn)換，則用語句表表示。接觸器KM1控制著M1正常運(yùn)行，F(xiàn)R1為加熱器過載保護(hù)用的熱繼電器；QF1為主電路的熔斷器。 實現(xiàn)溫度檢測懶惰控制的過程包括： PLC投入運(yùn)行時，通過特殊輔助繼電器M71產(chǎn)生的初始化脈沖進(jìn)行初始化，包括將溫度較佳值和基準(zhǔn)調(diào)節(jié)存入有關(guān)數(shù)據(jù)寄存器，使計時用的兩個計數(shù)器復(fù)位。擴(kuò)展單元EM2228點繼電器模擬量單元EM2354AI/1AO主機(jī)單元CPU226AC/DC繼電器圖31 PLC系統(tǒng)配置 系統(tǒng)控制要求PLC在溫度監(jiān)測與控制系統(tǒng)中的邏輯流程圖如圖32所示：紅燈亮報警器響黃燈亮報警器響T60T50T=3minT=3min定時綠燈亮定時T50T6050=T=60初始化圖32 邏輯流程圖 具體控制要求如下： 將被控系統(tǒng)的溫度控制在50℃~60℃之間，當(dāng)溫度低于50度或高于60度時，應(yīng)能自動進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)調(diào)整3分鐘后仍不能脫離不正常狀態(tài)，則應(yīng)采用聲光報警，以提醒操作人員注意排除故障。由于具有緊湊的設(shè)計、良好的擴(kuò)展性、低廉的價格及強(qiáng)大的指令系統(tǒng)，使得S7200可以完美地滿足小規(guī)模的控制要求。／O設(shè)備 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，確定用戶所需的輸入(如按鈕、行程開關(guān)、選擇開關(guān)等)和輸出設(shè)備(如接觸器、電磁閥、信號指示燈等)由此確定PLC的I／O點數(shù)。第3章 硬件設(shè)計 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則和步驟 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則，最大限度地滿足被控對象的控制要求。它能執(zhí)行包括邏輯運(yùn)算、計時、計數(shù)、算術(shù)、運(yùn)算數(shù)據(jù)處理和傳送通訊聯(lián)網(wǎng)以及各種應(yīng)用指令。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。 除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。1973年西歐國家也研制出他們的第一臺可編程控制器。至90年代，鍋爐的自動化控制己成為一個熱門領(lǐng)域，利用單片機(jī)、可編程序控制器、工業(yè)計算機(jī)以及引進(jìn)的國外控制設(shè)備開發(fā)的各種控制系統(tǒng)，己逐漸用于對原有鍋爐的技術(shù)改造中，并向與新建爐體配套的方向發(fā)展，許多新的控制方法，諸如最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、或控制算法的建模往往不能反映真實的鍋爐燃燒狀況，導(dǎo)致在工程實踐中并不怎么成功，不能產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效益，挫傷了用戶在工業(yè)鍋爐上用計算機(jī)進(jìn)行控制的積極性。但由于當(dāng)時科技發(fā)展的局限性，對鍋爐的控制主要停留在使用汽動儀表(包括汽動單元組合儀表和汽動基地式儀表)的階段，而且大多數(shù)鍋爐只是檢測工藝參數(shù)，不進(jìn)行自動控制。爐體本身的生產(chǎn)狀況是影響鍋爐產(chǎn)熱效率的重要因素，但是國內(nèi)很多供熱單位的鍋爐爐齡較長、生產(chǎn)狀況遠(yuǎn)低于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，要徹底的更新?lián)Q代，需要很大的投資，這是大多數(shù)的供熱單位不能承受的，也不符合我國現(xiàn)在的基本國情。水暖鍋爐在我國已有近百年的歷史，在過去很長一段時間，我國水暖鍋爐控制一直都是人工手動控制。本次設(shè)計綜合運(yùn)用計算機(jī)、PLC、溫度傳感器、流量傳感器等對工業(yè)對象的夾套鍋爐、管道進(jìn)行控制，運(yùn)用計算機(jī)編程、PLC編程、控制算法設(shè)計、過程控制、工業(yè)現(xiàn)場總線技術(shù)、電器線路設(shè)計等知識和技術(shù)實現(xiàn)前饋反饋控制。再加上各種擾動，溫度控制已經(jīng)不能光靠簡單的PID控制達(dá)到目標(biāo)。往往在控制中還存在著多種擾動，例如流量、液位等。前饋控制等控制算法我們往往用PLC來實現(xiàn)。而對新型采暖設(shè)備的需求量也呈全面迅猛增長的態(tài)勢。但是我國目前運(yùn)行的大多數(shù)鍋爐系統(tǒng)控制水平不高，效率普遍低于國家標(biāo)準(zhǔn)，操作工人水平參差不齊，經(jīng)常是憑感覺和經(jīng)驗去操作，長期使鍋爐處在能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重的生產(chǎn)狀態(tài)。利用先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建一個由現(xiàn)場控制層、顯示操作層和信息管理層組成的集成自動化系統(tǒng)可以使企業(yè)生產(chǎn)和管理有機(jī)地結(jié)合起來。如 今在 國 外，鍋爐的控制己基本實現(xiàn)了計算機(jī)自動控制，在控制方法上都采用了現(xiàn)代控制理論中的最優(yōu)控制、多變量頻域、模糊控制等方法，因此，鍋爐的熱效率很高、鍋爐運(yùn)行平穩(wěn)，而且減少了對環(huán)境的污染。本文所做工作： 爐膛溫度控制系統(tǒng)方案設(shè)計； 爐膛溫度控制系統(tǒng)硬件設(shè)計，包括PLC控制系統(tǒng)構(gòu)成、變頻器功能原理等； 、爐膛溫度控制系統(tǒng)軟件設(shè)計、STEP7 的原理、使用技巧，PLC系統(tǒng)程序設(shè)計，人機(jī)界面設(shè)計等；第2章 PLC基礎(chǔ)及系統(tǒng)方案設(shè)計可編程控制器是是一種工業(yè)控制計算機(jī)，簡稱PLC，它使用可編程序的記憶以存儲指令，用來執(zhí)行邏輯、順序、計時、計數(shù)、和演算等功能，并通過數(shù)字或模擬的輸入輸出，以控制各種機(jī)械或過程。 可編程控制器的組成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。I/O分為開關(guān)量輸入（DI），開關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。而智能型編程器（又稱圖形編程器），不但可以連機(jī)編程，而且還可以脫機(jī)編程。 PLC 就是這樣周而復(fù)始地重復(fù)上述循環(huán)掃描的。本設(shè)計設(shè)定的基準(zhǔn)調(diào)節(jié)量相當(dāng)于PLC（輸出6V）。然后是進(jìn)行PLC應(yīng)用系統(tǒng)的功能分析，即通過分析系統(tǒng)功能，提出PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，控制信號的種類、數(shù)量，系統(tǒng)的規(guī)模、布局。 聯(lián)機(jī)調(diào)試是指將模擬調(diào)試通過的程序進(jìn)行在線統(tǒng)調(diào)。另加上一臺擴(kuò)展模塊EM222（8繼電器輸出），再擴(kuò)展一個模擬量模塊EM235（4AI/1AO）。PLC讀入四路溫度值后，再取其平均值作為被控系統(tǒng)的實際值。當(dāng)采樣溫度低于下限，即Q＜Q max時，進(jìn)行下限處理：計算Q與下限溫度偏差，計算調(diào)節(jié)量，發(fā)出調(diào)節(jié)命令，并判斷調(diào)節(jié)時間，若調(diào)節(jié)時間太長，進(jìn)行聲光（黃燈亮）；若調(diào)節(jié)時間未到3分鐘，則準(zhǔn)備下次繼續(xù)采樣及調(diào)節(jié)。4) 功能塊圖FBD(ruction block diagram):標(biāo)準(zhǔn)中稱為功能方框圖語言。設(shè)計復(fù)雜的觸點電路時最好用梯形圖。(2) 結(jié)構(gòu)(STRUCT)將一組不同類型的數(shù)據(jù)組合在一起，形成一個單元.(3) 字符串(SRTING)是最多有254個字符(CHAR)的一維數(shù)組。在掃描循環(huán)中，用戶程序計算輸出值，并將它們存入過程映像輸出表(process image output，PIQ).在循環(huán)掃描結(jié)束時將過程映像輸出表的內(nèi)容寫入數(shù)字量輸出模塊?？梢园醋止?jié)(PIB或PQB)、字(PIW或PQW)或雙字(PID或PQD)存取，不能以位為單位存取PI和PO。（1）編程語言3種基本的編程語言:梯形圖(LAD)、功能塊圖(FBD)和語句表(STL)。③ 模塊的參數(shù)設(shè)置?？刂瞥绦蛄鞒虉D如圖42所示：開始系統(tǒng)初始化綠燈亮，系統(tǒng)運(yùn)行取實際溫度變量TT是否滿足條件 YN PID調(diào)節(jié)Y調(diào)節(jié)是否成功 N紅燈/黃燈亮，喇叭響 圖42 控制程序流程圖 通信系統(tǒng)隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，自動控制方式由傳統(tǒng)的集中控制向多級分布式方向發(fā)展，PLC的通信和聯(lián)網(wǎng)功能也越來越強(qiáng)。往MPI網(wǎng)添加一個新節(jié)點時，應(yīng)該切斷MPI網(wǎng)的電源。這其中，雖然我遇到了很多問題，但通過查閱相關(guān)資料、請教老師和與同學(xué)討論將這些問題一一解決，從而使我對大學(xué)三年所學(xué)到得知識有了進(jìn)一步的加深和拓展，并且學(xué)會了西門子S7200是如何在溫度控制中應(yīng)用的，相信這一定會對以后走上工作崗位的我有很大的幫助。 configuration tools for the processing engine. The flexible naming scheme and the default display and alarm properties for each record ease the connection between the operator tools and the IOC’s. The flexible data acquisition supports the poll mode as well as the publish subscribe mode. The latter reduces the traffic drastically. PLC’s PLC’s provide nowadays the same rich functionality as it was known from stand alone control systems in the past. Besides the basic features like the periodic execution of a defined set of functions they also allow extensive munication over Ethernet including embedded HTTP servers and different sets of munication programs. Besides the munication processors, display processors can be linked to PLC’s to provide local displays which can be prised as touch panels for operator intervention and value settings. These kind of PLC’s are attractive for turn key systems which are missioned at the vendors site and later integrated into the customers control system. Intelligent I/O New developments in I/O devices allow to ‘cluster’ I/O in even smaller groups and connect theses clustered I/O channels directly to the control system. PLC’s are not any more necessary for distributed I/O. Simple munication processors for any kind of field buses or for Ethernet allow an easy integration into the existing controls infrastructure. Little local engines can run IEC 61131 programs. The differences between PLC’s and intelligent I/O subsystems fade away. FUNCTIONALITYThe ever lasting question why control systems for accelerators and other highly specialized equipment are often home grown or at least developed in a collaboration but only in rare cases mercial shall not be answered here. We try to summarize here basic functionalities of different controls approaches.Frontend Controller One of the core elements of a control system is the frontend controller. PLC’s can be used to implement most of the functions to control the equipment. The disadvantage is the plicated access to the controls properties. For instance all of the properties of a control loop like the P, I and D parameter, but also the alarm limits and other additiona