【正文】 算出的控制增量可能比較大，如果該值超過了執(zhí)行元件所允許的最大限度，那么實際上執(zhí)行的控制增量將時受到限制時的值，多余的部分將丟失，將使系統(tǒng)的動態(tài)過程變長，因此，需要采取一定的措施改善這種情況。離散化公式：Δu(t) = q0e(t) + q1e(t1) + q2e(t2) 公式（23）當(dāng)|e(t)|≤β時q0 = Kp(1+T/Ti+Td/T)q1 = Kp(1+2Td/T)q2 = Kp Td /T當(dāng)|e(t)|β時q0 = Kp(1+Td/T)q1 = Kp(1+2Td/T)q2 = Kp Td /Tu(t) = u(t1) + Δu(t)注：各符號含義如下u(t)。Td。微分先行PID算法又叫測量值微分PID算法。(2) 積分控制Ti對系統(tǒng)性能的影響：積分作用使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，Ti?。ǚe分作用強）會使系統(tǒng)不穩(wěn)定，但能消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高系統(tǒng)的控制精度。 （3）現(xiàn)有的S7程序可以再利用，減少編程的工作量。2）現(xiàn)代PLC使用的CPU主要有以下幾種:(1) 通用微處理器，如808018 08812等。位片式結(jié)構(gòu)可以使用多個微處理器，將控制任務(wù)劃分為若千個可以并行處理的部分，幾個微處理器同時進行處理。目前較先進的PLC(如歐姆龍公司的CPMIA型PLC)采用快閃存儲器作用戶程序存儲器，快閃存儲器可隨時讀寫，掉電時數(shù)據(jù)不會丟失，不需用后備電池保護。根據(jù)需要，部分?jǐn)?shù)據(jù)在停電時用后備電池維持其當(dāng)前值，在停電時可以保持?jǐn)?shù)據(jù)的存儲器區(qū)域稱為數(shù)據(jù)保持區(qū)?？蛇B接2個擴展模塊，最大擴展至78路數(shù)字量I/O點或10 路模擬量I/O點。常用熱電偶可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶兩大類。 EM 231 CN選擇模擬量輸入范圍的開關(guān)表 注意：－－模擬量到數(shù)字量轉(zhuǎn)換器(ADC)的12位讀數(shù)，其數(shù)據(jù)格式是左端對齊的。 ：用PLC的外部硬件接線和梯形圖軟件來實現(xiàn)繼電器控制系統(tǒng)的功能。指令樹將顯示用于創(chuàng)建控制程序的所有項目對象指令。 通信窗口 程序設(shè)計 程序設(shè)計思路PLC運行時，設(shè)置溫度給定值，PID參數(shù)值等存入數(shù)據(jù)寄存器，隨后系統(tǒng)開始溫度采樣，溫度采集由傳感器來完成，由燈加熱作為加熱器模擬熱源，輸出的模擬信號是4—20MA，溫度變送器將采集溫度信號轉(zhuǎn)換為電流信號，電流信號在通過AIW0進入PLC，作為主回路的反饋值，經(jīng)過主控制器（PID0）的PI運算產(chǎn)生輸出信號，作為副回路的給定值。4．分配PLC的I／O地址 根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場需要，確定控制按鈕，選擇開關(guān)、接觸器、電磁閥、信號指示燈等各種輸入輸出設(shè)備的型號、規(guī)格、數(shù)量；根據(jù)所選的PLC的型號列出輸入／輸出設(shè)備與PLC輸入輸出端子的對照表，以便繪制PLC外部I／O接線圖和編制程序。 主回路PID指令向?qū)?，如圖 主回路用0號PID回路，如圖。Sample Time（采樣時間）：是 PID 控制回路對反饋采樣和重新計算輸出值的時間間隔。如輸入信號為177。，可以選擇：這些功能在選中了相應(yīng)的選擇框之后起作用。 報警裝置設(shè)定圖5. PID指令的參數(shù)表占用的V存儲區(qū)的起始地址如圖。向?qū)⒆詣訛樵搮?shù)表分配符號名，用戶不要再自己為這些參數(shù)分配符號名，否則將導(dǎo)致 PID 控制不執(zhí)行。 向?qū)е袛嘤玫氖?SMB34 定時中斷，在用戶使用了 PID 向?qū)Ш?，注意在其它編程時不要再用此中斷，也不要向 SMB34 中寫入新的數(shù)值，否則 PID 將停止工作。（VDxx），或者直接輸入設(shè)定值常數(shù)，根據(jù)向?qū)е械脑O(shè)定 －，此處應(yīng)輸入一個 － 的實數(shù)，例：若輸入 20，即為過程值的 20％，假設(shè)過程值 AIW0 是量程為 0－200 度的溫度值，則此處的設(shè)定值 20 代表40 度（即 200 度的 20％）；如果在向?qū)е性O(shè)定給定范圍為 ，則此處的20相當(dāng)于20度。例：如輸入 ，則設(shè)定為輸出的 50％。，相應(yīng)的輸出置位為 1，若在向?qū)е袥]有使能模塊錯誤報警功能，則此項將不會出現(xiàn)調(diào)用 PID 子程序時，不用考慮中斷程序。 總程序第五章 系統(tǒng)仿真及調(diào)試 控制程序運行及其分析 程序運行并啟動程序監(jiān)控，如圖。此時可點擊自整定按鈕啟動自整定功能，這時候按鈕變?yōu)橥Ｖ拐?，這是需耐心等待，系統(tǒng)完成自整定會自動將計算出的PID參數(shù)顯示出。解決方法：降低增益值并且/或選擇短一些的掃描時間。 結(jié) 論本課題設(shè)計了基于PLC的溫度控制系統(tǒng)。還有人機界面內(nèi)容不夠豐富，若再加上報表系統(tǒng)、打印功能的話，那就更完美了。再加上由組態(tài)王設(shè)計的人機界面，整個系統(tǒng)操作簡單，控制方便，大大提高了系統(tǒng)的自動化程度和實用性。解決方案：a 調(diào)整微風(fēng)參數(shù)到0—1的范圍內(nèi)。，并在這一區(qū)間內(nèi)調(diào)節(jié)變化如圖 輸出很大并在區(qū)間內(nèi)變化產(chǎn)生原因： a 增益值太高。 PID控制面板 調(diào)節(jié)器穩(wěn)定后 自整定完成。如上圖：ALW0為模擬量輸入，ALW06400的結(jié)果為VW10，再次除以32000乘以100的結(jié)果為VW20，VW20即為數(shù)字量輸出溫度結(jié)果。，相應(yīng)的輸出置位為 1，若在向?qū)е袥]有使能低報警功能，則此項將不會出現(xiàn)。此處可輸入手動設(shè)定值的變量地址（VDxx），或直接輸入數(shù)。 PID向?qū)瓿? 程序編寫 來使能 PID，以保證它的正常運行。a. 指定 PID 初使化子程序的名字。 (PV)模擬量模塊錯誤報警并設(shè)定模塊于 CPU 連接時所處的模塊位置。 向?qū)峁┝巳齻€輸出來反映過程值(PV)的低值報警、高值報警及過程值模擬量模塊錯誤狀態(tài)。 Type（輸出類型） 可以選擇模擬量輸出或數(shù)字量輸出。10V、177。Unipolar：e. 在低限（Low Range）和高限（High Range）輸入域中輸入實數(shù)，缺省值為 ，表示給定值的取值范圍占過程反饋量程的百分比。 PID初始化指令如圖,PV_I是模擬量輸入模塊提供的反饋值的地址，Setpoint_R是以百分比為單位的實數(shù)給定值（SP）,Output是PID控制器的INT型的輸出地址。2．確定I／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)。在將新的設(shè)置下載到S7200之前，應(yīng)設(shè)置遠程站的地址，是它與S7200的地址。 以 STEP7Micro/WIN創(chuàng)建程序，為接通STEP7Micro/WIN，可雙擊STEP7 Micro/WIN的圖標(biāo)，如圖41所示，STEP7Micro/WIN項目窗口將提供用于創(chuàng)建程序的工作空間。：經(jīng)驗設(shè)計法即在一些典型的控制電路程序的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控制對象的具體要求，進行選擇組合，并多次反復(fù)調(diào)試和修改梯形圖，有時需增加一些輔助觸點和中間編程環(huán)節(jié)，才能達到控制要求。 EM231CN端子連接圖： － EM231CN接線圖 單極性 滿量程輸入 分辨率 SW1 SW2 SW3 ON OFF ON 0到10V ON OFF 0到5V 0到20mA 5uA 雙極性 滿量程輸入 分辨率 OFF OFF ON 177?？赏耆m應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。 型號輸入點輸出點可帶擴展模塊數(shù)S7200CPU221640S7200CPU222862個擴展模塊S7200CPU22424107個擴展模塊S7200CPU224XP24167個擴展模塊S7200CPU22624167個擴展模塊 S7200系列PLC中CPU22X的基本單元 本文采用的是CPU222CN。它存儲用戶程序執(zhí)行時的某些可變參數(shù)值，如定時器和計數(shù)器的當(dāng)前值和設(shè)定值。由于RAM掉電會丟失數(shù)據(jù)，因此使用RAM作用戶程序存儲器的PLC，都有后備電池(視電池)保護RAM，以免電源掉電時，丟失用戶程序。它主要追求運算速度快，它以4位為一片。 （9）廣泛、全面的SIMATIC 產(chǎn)品線，包括多種集中式和分布式的模塊化擴展方 PLC各部分的作用 (CPU)1）CPU 在 P LC中的作用類似于人體的神經(jīng)中樞，它是PLC的運算、控制中心。 （1）SIMATIC CPU將技術(shù)功能和運動控制集于一身，最大限度的減少成本?？煽啃允强刂葡到y(tǒng)的生命，系統(tǒng)不可靠，即使功能再完善，經(jīng)濟性再好也沒有用，可靠性不好的設(shè)備是沒有市場的。Kp可以選負(fù)數(shù)，這主要是由執(zhí)行機構(gòu)、傳感器以控制對象的特性決定的。 積分分離閾值當(dāng)控制系統(tǒng)的給定值發(fā)生階躍時，微分作用將導(dǎo)致輸出值大幅度變化，這樣不利于生產(chǎn)的穩(wěn)定操作。 比例系數(shù)。另外積分分離的閾值應(yīng)視具體對象和要求而定。為了加快開始的動態(tài)過程，我們可以設(shè)定一個偏差范圍v，當(dāng)偏差|e(t)| β時，即被控量接近給定值時，就按正常規(guī)律調(diào)節(jié)，而當(dāng)|e(t)|= β時，則不管比例作用為正或為負(fù)，都使它向有利于接近給定值的方向調(diào)整