【正文】 n years oneself give oneself an arm injection, or is a selfrighteous spiritual. 。 The end of our life, and can meet many things really do? 而窮盡我們的一生，又能遇到多少事情是真正地非做不可？ During my childhood, think lucky money and new clothes are necessary for New Year, but as the advance of the age, will be more and more found that those things are optional。s 21 win. Michel Platini, president of European football39。t agree with the disciplinary action your employer has taken against you ? your employer dismisses you and you think that you have been dismissed unfairly. For more information about dismissal and unfair dismissal, see Dismissal. You can make a claim to an employment tribunal, even if you haven39。我不是您最出色的學(xué)生，而您卻是我最尊敬的老師。 在西門子 S7200 系列 PLC 和組態(tài)軟件組態(tài)王的基礎(chǔ)上，我們成功設(shè)計(jì)出了溫度控制系統(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)。如圖 67所示： 圖 67 報(bào)表查詢 記錄的數(shù)據(jù)如圖 68所示： PLC 鍋爐溫度控制系統(tǒng) 36 圖 68 數(shù)據(jù)記錄 系統(tǒng)穩(wěn)定性測(cè)試 為了測(cè)試系統(tǒng)的的穩(wěn)定性，我們把溫度設(shè)定為 80176。如果提示連接設(shè)備成功，窗口會(huì)顯示開始記錄數(shù)據(jù)，那就表示可以開始系統(tǒng)的運(yùn)行了。畫面的自動(dòng)彈出，在事件命令語言中，輸入 showpicture(實(shí)時(shí)報(bào)警窗口 )。實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線隨時(shí)間變化自動(dòng)卷動(dòng)，可快速反應(yīng)變量的新變化 ?；绢愋偷淖兞靠梢苑譃椤皟?nèi)存變量”和 I/O 變量?jī)深悺?HighAlarm 和LowAlarm 分別是超過上限和下限的報(bào)警信號(hào)輸出， ModuleErr 是 模擬量模塊的故障輸出信號(hào)。 計(jì)算機(jī)與 PLC 的通信 在 STEP7Micro/WIN 中雙擊指令樹中的“通信”圖標(biāo)，或執(zhí)行菜單命令的“查看”/“組件” /“通信”，將出現(xiàn)“通信”對(duì)話框 ,見圖 42。 編程軟件 STEP7Micro/WIN 概述 STEP7Micro/WIN 編程軟件是基于 Windows的應(yīng)用軟件，由西門子公司專為 S7200系列可編程控制器設(shè)計(jì)開發(fā)，它功能強(qiáng)大，主要為用戶開發(fā)控制程序使用，同時(shí)也可以實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。 PLC 程序設(shè)計(jì)的方法 PLC 程序設(shè)計(jì)常用的方法：主要有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、繼電器控制電路轉(zhuǎn)換為梯形圖法、順序控制設(shè)計(jì)法、邏輯設(shè)計(jì)法等。整定步驟為“先比例，再積分，最后微分”。確定采樣周期時(shí)，應(yīng)保證被控量迅速變化時(shí)，能用足夠多的采樣點(diǎn)，以保證不會(huì)因采樣點(diǎn)過稀而丟失被采 集的模擬量中的重要信息。主 控制采用 PI 控制，副控制器采用 P 控制。 (2)積分控制 Ｔ i對(duì)系統(tǒng)性能的影響： 積分作用使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，Ｔ i?。ǚe分作用強(qiáng)）會(huì)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。具體流程在第四章程序編寫的時(shí)候具體論述。主回路是由可控硅，過電流保護(hù)快速熔斷器、過電壓保護(hù) RC 和電阻爐的加熱元件等部分組成。這兩種熱電式傳感器目前在工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。 EM235 模塊具有 4 路模擬量輸入 /一路模擬量的輸出。 此系統(tǒng)選用的S7200 CPU226,CPU 226 集成 24 輸入 /16輸出共 40 個(gè)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)。 3．根據(jù)梯形圖編寫指令表程序。 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(hào)指示燈等 )由此確定 PLC 的 I／ O點(diǎn)數(shù)。 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則和步驟 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 1．充分發(fā)揮 PLC 功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求。通過對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)要求及實(shí)現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)王對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。從表 面上看，組態(tài)工具的運(yùn)行程序就是執(zhí)行自己特定的任務(wù)。 圖 21 可編程控制器運(yùn)行框圖 PLC 鍋爐溫度控制系統(tǒng) 5 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)數(shù)一般在 128 點(diǎn)以下，其特點(diǎn)是體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，整個(gè)硬件融為一體，除了開關(guān)量 I/O以外，還可以連接模擬量 I/O 以 及其他各種特殊功能模塊。 PLC 電源用于為 PLC 各模塊的集成電路提供工作電源。 PLC 鍋爐溫度控制系統(tǒng) 4 模擬量：按信號(hào)類型分，有電流型（ 420mA,020mA）、電壓型（ 010V,05V,1010V）等，按精度分，有 12bit,14bit,16bit 等。 CPU 主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成， CPU 單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。 1971 年日本從美國(guó)引進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)，很快研制出第一臺(tái)可編程序控制器 DSC18。整個(gè)系統(tǒng)包括兩個(gè)控制回路，主回路和副回路。能適應(yīng)于較高的控制場(chǎng)合的智能化、自適應(yīng)控制儀表，國(guó)內(nèi)還不十分成熟。 4）這些溫 度控制系統(tǒng)普遍采用自適應(yīng)控制、自校正控制、模糊控制、人工智能等理論及計(jì)算機(jī)技術(shù)，運(yùn)用先進(jìn)的算法，適應(yīng)范圍廣泛。 PID控制的效果完全取決于其四個(gè)參數(shù) ,即采樣周期 ts、比例系數(shù) Kp、積分系數(shù) Ki、微分系數(shù) Kd。 PLC 逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的 DCS 系統(tǒng)。 電熱鍋爐的應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，在相當(dāng)多的領(lǐng)域里，電熱鍋爐的性能優(yōu)劣決定了產(chǎn)品的質(zhì)量好壞。 本文介紹了 以鍋爐為被控對(duì)象，以鍋爐出口水溫為主被控參數(shù)，以爐膛內(nèi)水溫為副被控參數(shù)，以加熱爐電阻絲電壓為控制參數(shù)，以 PLC為控制器，構(gòu)成鍋爐溫度串級(jí)控制系統(tǒng)；采用 PID算法，運(yùn)用 PLC梯形圖編程語言進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)鍋爐溫度的自動(dòng)控制。 在這時(shí)期， PLC 在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到 了很大的提高和發(fā)展。因?yàn)槠淇煽啃愿?、算法?jiǎn)單、魯棒性好，所以被 廣泛應(yīng)用于過程控制中 ,尤其適用于可建立精確數(shù)學(xué)模型的確定性系統(tǒng)。 3）能適用于受控系統(tǒng)過程復(fù)雜、參數(shù)時(shí)變的溫度控制系統(tǒng)的控制。目前，我國(guó)在這方面總體水平處于 20 世紀(jì) 80 年代中后期的水平，成熟產(chǎn)品主要以“點(diǎn)位”控制及常規(guī)的 PID 控制器為主，它只能適用于一般的溫度系統(tǒng)的控制，難以控制滯后、復(fù)雜、時(shí)變溫度系統(tǒng)控制。對(duì)于監(jiān)控畫面，利用亞控公司的組態(tài)軟件 “ 組態(tài)王 “ 串級(jí)系 統(tǒng) 是由 調(diào)節(jié)器串聯(lián)起來工作，其中一個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出作為另一個(gè)調(diào)節(jié)器的給定值的系統(tǒng)。 可編程控制器基礎(chǔ) 可編程控制器的產(chǎn)生和應(yīng)用 1969 年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司成功研制世界第一臺(tái)可編程序控制器 PDP14，并在 GM 公司的汽車自動(dòng)裝配線上首次使用并獲得成功。 1． CPU CPU 是 PLC 的核心，它按 PLC 的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和 PLC 內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤等。 常用的 I/O 分類如下： 開關(guān)量：按電壓水平分，有 220VAC、 110VAC、 24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。操作方便且功能強(qiáng)大。 PLC 工作的全過程可用圖 21 所示的運(yùn)行框圖來表示。工業(yè)控制中形成的組態(tài)結(jié)果是用在實(shí)時(shí)監(jiān)控的。尤其考慮三方面問題：畫面、數(shù)據(jù)、動(dòng)畫。 （ 4） 運(yùn)行和調(diào)試 PLC 鍋爐溫度控制系統(tǒng) 7 3 PLC 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 本章主要從系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和硬件設(shè)計(jì)的角度，介紹該項(xiàng)目的 PLC 控 制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟、 PLC 的硬件配置、外部電路設(shè)計(jì)以及 PLC 控制器的設(shè)計(jì)參數(shù)的整定。 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以按以下步驟進(jìn)行： 1．熟悉被控對(duì)象，制定控制方案 分析被控對(duì)象的工藝過程及工作特點(diǎn)，了解被控對(duì)象機(jī)、電、液之間的配合，確定被控對(duì)象對(duì) PLC 控制系統(tǒng)的控制要求。 2．設(shè)計(jì)梯形圖程序。 S7200 CPU 的選擇 S7200 系列的 PLC 有 CPU22 CPU22 CPU22 CPU226 等類型。在這里我們選擇西門子的 EM235 模擬量輸入 /輸出模塊。其中最為常用于測(cè)量溫度的是熱電偶和熱電阻，熱電偶是將溫度轉(zhuǎn)化為電勢(shì)變化，而熱電阻是將溫度變化轉(zhuǎn)化為電阻的變化。 可控硅溫度控制器 由主回路和控制回路組成。兩路模擬信號(hào)經(jīng)過 EM235 轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)送入 PLC， PLC再通過 PID 模塊進(jìn)行 PID 調(diào)節(jié)控制。如果Ｋ c 的符號(hào)選擇不當(dāng)對(duì)象狀態(tài) (pv 值 )就會(huì)離控制目標(biāo)的狀態(tài) (sv 值 )越來越遠(yuǎn)，如果出現(xiàn)這樣的情況Ｋ c 的符號(hào)就一定要取反。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)。但是， Ts太小就會(huì)增加 CPU的運(yùn)算工作量，相鄰的兩次采樣值幾乎沒什么變化，將是 PID 控制器輸出的微分部分接近于 0，所以不應(yīng)使采樣時(shí)間太小。在這里，我們采用經(jīng)驗(yàn)整定法整定控制器的參數(shù)值。 PLC 鍋爐溫度控制系統(tǒng) 13 4 PLC 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分本在硬件基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹本項(xiàng)目的軟件設(shè)計(jì)，主要包括軟件設(shè)計(jì)的基本步驟、方法、編程軟件 STEP7Micro/WIN的介紹以及本項(xiàng)目的程序設(shè)計(jì)。實(shí)際上就找到輸出和輸入的關(guān)系，完成設(shè)計(jì)任務(wù)。項(xiàng)目包括的基本組件：程序塊、數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)塊、符號(hào)表、狀態(tài)表、交叉引用表。 圖 43 PID 初始化指令 如圖 43,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(shí)數(shù)給定值（ SP） ,Output 是 PID 控制器的 INT 型的輸出地址。進(jìn)入組態(tài)畫面的設(shè)計(jì)，如圖 51： 圖 51 新建工程 進(jìn)入工程管理器后，在畫面右方雙擊“先建”，新建畫面，并設(shè)置畫面屬性，圖 52所示： 圖 52 畫面新建 PLC 鍋爐溫度控制系統(tǒng) 26 因?yàn)榻M態(tài)畫面要與西門子 S7200 PLC 連接之后才能使用，所以要新建 S7200 的連接，具體步驟如圖 53： 圖 53 步驟 1 圖 54 步驟 2 圖 55 步驟 3 PLC 鍋爐溫度控制系統(tǒng) 27 圖 56 步驟 4 要實(shí)現(xiàn)組態(tài)王對(duì) S7200 的在線監(jiān)控，就先必須建立兩者之間的聯(lián)系，那就需要建立兩者間的數(shù)據(jù)變量。數(shù)據(jù)報(bào)表有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表和歷史數(shù)據(jù)報(bào)表，既能反應(yīng)系 統(tǒng)實(shí)時(shí)的運(yùn)行情況，也能監(jiān)測(cè)長(zhǎng)期的系統(tǒng)運(yùn)行狀況 ，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)曲線可在工具箱中雙擊后在畫面直接獲得。 如圖 514所示 : PLC 鍋爐溫度控制系統(tǒng) 31 圖 514 歷史報(bào)警窗口 其制作過程和歷史報(bào)警窗口類似，不同的是，實(shí)時(shí)報(bào)警畫面是要彈出來的，所以必須在新建畫面的時(shí)候，把大小調(diào)好，并選擇是 “ 覆蓋式 ” 。如果連接不成功，會(huì)出現(xiàn)通信失敗的提示語言，那就要查明原因，否則不能監(jiān)控。 查看數(shù)據(jù)報(bào)表 點(diǎn)擊主畫面的數(shù)據(jù)報(bào)表窗口，出現(xiàn)報(bào)表窗口，點(diǎn)擊報(bào)表查詢，可以查看報(bào)表記錄的數(shù)據(jù)。組態(tài)軟件組態(tài)王因其簡(jiǎn)單易用的特點(diǎn)，在 HMI 設(shè)計(jì)中深受用戶的喜歡而得到廣泛的使用。偉人、名人為我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和贊美獻(xiàn)給一位平凡的人，我的 指 導(dǎo) 老 師。 PLC 鍋爐溫度控制系統(tǒng) 40 參考文獻(xiàn) [1] 曹亞玲 .燃油退火爐智能溫度控制系統(tǒng)研究 [D].西安：西安理工大學(xué) ,2021:237 [2] 杜 楊 .工業(yè)電阻爐的 多點(diǎn)溫度控制系統(tǒng)的研究與開發(fā) [D].南昌：南昌大學(xué) ,2021:548 [3] 呂小紅 .電阻爐智能溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用 [D].武漢：武漢科技大學(xué) , 2021:115 [4] 王效華 .活性白灰回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線中 PLC控制系統(tǒng) [D].重慶：重慶大學(xué) ,2021:227 [5] 朱思洪 .機(jī)電一體化技術(shù) [M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社， :87126 [6] 陳嘉艷 .電爐溫度控制系統(tǒng)的研究 [J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索， 2021,21（ 5）： 788