【正文】 目的需要。這樣該項目即與壓力控制系統(tǒng)建立了連接。在對各畫面進行編輯，需先設計好畫面之間的切換動作，然后逐個對各畫面進行總體的布局，利用控件創(chuàng)建需要的對象如按鈕、氣罐、管道、數(shù)據(jù)框、文本框等等，并設置顏色、大小、C語言觸發(fā)以及其連接的變量等。 系統(tǒng)首頁② 實時監(jiān)控界面(一)進入實時監(jiān)控界面后，選擇被控對象、手動或自動以及控制算法。 系統(tǒng)介紹界面第五章 系統(tǒng)投運與調試 系統(tǒng)運行方法系統(tǒng)運行的大體順序是需先連接好硬件，然后將STEP 7平臺上創(chuàng)建的工程下載到PLC中，打開WinCC監(jiān)控程序就可以開始對壓力對象的實時監(jiān)控。⑥ 進入實時監(jiān)控界面后，可以點擊界面上的按鈕，開始或結束控制，也可以切換到系統(tǒng)工藝流程、系統(tǒng)介紹等其他界面，還可以返回到首頁。若數(shù)據(jù)沒有變化，或者，顯示當前值數(shù)據(jù)框為灰色閃爍，則說明沒有實現(xiàn)通訊。比例作用會影響系統(tǒng)的動態(tài)特性和穩(wěn)態(tài)特性。微分控制的作用，實質上是跟偏差的變化速度有關，也就是微分的控制作用跟偏差的變化率有關系。 位置式Ti=25s，Td=，T=，Kp= 和Kp= 位置式Kp=，Td=0s，T=，Ti=30s 和Ti=28s的曲線比較③ Td的整定對微分時間Td進行整定時，將控制周期T、比例系數(shù)Kp和積分時間常數(shù)Ti固定，然后Td從小到大選擇不同的值進行相應的比較。① Kp、Ti、Td和T的整定增量式算法Kp、Ti、Td和T的整定方法和位置式相同，其他參數(shù)不變的情況下，改變一個參數(shù)的值，觀察控制效果，首先確定系統(tǒng)的Kp，然后再調節(jié)Ti，有需要再調節(jié)Td和控制周期T。對于積分分離算法是在位置式PID算法的基礎上，加入了積分分離閾，即當偏差大于閾值時，使積分作用無效，采用PD控制，當偏差小于閾值時，積分作用才起作用，采用PID控制。帶死區(qū)PID算法是在位置式PID算法的基礎上，加入了控制死區(qū)。帶死區(qū)PID適用于要求控制作用少變動的場合。若為綠色的勾，則說明通訊成功，是輸入輸出域連接的變量有問題，確認變量名稱、變量的數(shù)據(jù)類型、地址、變化時間是否正確。 第六章 總結與展望 課題研究總結隨著科學技術的發(fā)展，PLC向著小型化、專用化、大容量、高速度和智能化的方向發(fā)展，性價比不斷提高，廣泛應用于工業(yè)控制領域中。系統(tǒng)設計了位置式、增量式、積分分離式、帶死區(qū)式四種PID算法，可以適應被控對象的特性，實現(xiàn)達到很好的控制效果。 后續(xù)工作展望基于PLC的壓力過程控制系統(tǒng)達到了課題設計的要求，但是由于時間的關系，還存在很多不足的地方。可以考慮將PC計算機和PLC控制器掛接在以太網或局域網上，在PC機上，將控制程序遠程下載到PLC控制器中，并遠程調試和運行PLC。系統(tǒng)的被控對象為三個氣罐串聯(lián)而成，采用串級PID控制的方式，對二階對象的控制效果會更好，以實現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)控制。系統(tǒng)實時監(jiān)控界面以選項卡的形式構成，從系統(tǒng)首頁進入實時監(jiān)控后，用戶可以輕松點選，進入各個界面。以下是對系統(tǒng)的幾點總結。解決方法：a. 打開梯形圖程序監(jiān)視工具，查看程序有無執(zhí)行，相應的變量有無數(shù)據(jù)變化。解決辦法：WinCC項目在建立時，會根據(jù)當前的計算機確定計算機名，兩臺計算機的名稱是不一樣的，所以導致項目不是本地文件，無法激活。、=、Ti=35s、Td=0s、T=，、。、=、Ti=25s、Td=0s、T=，積分分離閾分別為30Kpa、20Kpa和35Kpa的曲線圖。 增量式Kp=，Td=0s，T=，Ti=30s 和Ti=25s的曲線比較 增量式Kp =，Ti=25s, T=，Td =0s 和Td = 的曲線比較經過調試，得出增量式PID算法控制的最佳參數(shù)為Kp=，Ti=25s，Td=0s，T=。增量式PID算法不需要進行偏差的累加，相比位置式PID算法，計算量大大減小。 ① Kp的整定對比例系數(shù)Kp進行整定時，應將控制周期T、積分時間常數(shù)Ti和微分時間常數(shù)Td固定，然后Kp從小到大選擇不同的值進行相應的比較。積分控制可用來消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，因為只要存在偏差，它的積分所產生的信號總是用來消除穩(wěn)態(tài)誤差的，直到偏差為零，積分作用才停止。 PLC程序執(zhí)行情況監(jiān)視 PID參數(shù)的整定PID控制普遍運用于過程控制[22]系統(tǒng)中，本設計中的四種控制算法就是基于PID運算的。⑧ 控制完成后，點擊“結束”，然后返回首頁，點擊“退出”，即可退出系統(tǒng)。③ 在PC計算機上打開STEP 7軟件，打開已經編寫好的工程YT_Pro，將工程下載到PLC中。 實時監(jiān)控界面實時動態(tài)③ 實時監(jiān)控界面(二)在實時監(jiān)控界面上，點擊按鈕“壓力曲線”查看壓力變化曲線，右上方標明了當前值、設定值及閥門開度相應的曲線顏色。5. 系統(tǒng)監(jiān)控界面展示系統(tǒng)實時監(jiān)控程序設計的界面如下，包括系統(tǒng)首頁、實時監(jiān)控界面、工藝流程圖界面、系統(tǒng)介紹界面。過程變量是WinCC項目與PLC控制系統(tǒng)連接的變量，可以用作I/O域的變量連接。 實時監(jiān)控程序的實現(xiàn)上位機實時監(jiān)控程序的設計在WinCC平臺上進行開發(fā)。② 圖形編輯器，用于設計各種圖形畫面。 WinCC組態(tài)軟件介紹西門子組態(tài)軟件WinCC[20]是windows Control Center(視窗控制中心)的簡稱，是第一個使用最新的32位技術的過程監(jiān)視系統(tǒng)，具有良好的開放性和靈活性。⑤ 積分分離PID算法子程序積分分離PID算法是在位置式PID算法上進行改進的，該子程序采用功能FC32編寫。① 采樣濾波子程序采樣濾波子程序將采集的模擬量進行數(shù)字濾波處理，來消除工業(yè)現(xiàn)場瞬時干擾對模擬量信號的影響，由功能FC1編寫。 開始控制后，PLC主程序首先調用采樣濾波子程序，采集氣罐氣體壓力信號。系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的存儲和調用是通過定義共享數(shù)據(jù)塊（DB1）實現(xiàn)的。將PC機連接到MPI或PROFIBUS網絡上[16]后，可以在STEP7中，用項目來管理系統(tǒng)的硬件和軟件，進行硬件的配置和控制程序的編程等。STEP 7中的PLC工程的連接設備名稱需和本地計算機網卡相同。 3. 24V DC 連接器 (CPU 313 以上) 7. MPI 多點接口 S7300 PLC6. PS 307 電源模塊（5A）PS 3071EAX00AA0電源模塊(5A)具有以下特性：輸出電流5A，輸出電壓24VDC，防短路和開路保護，連接單相交流系統(tǒng) (輸入電壓120/230 VAC，50/60Hz)，可靠的隔離特性，符合EN 60 950，可用作負載電源。3. SM 323 數(shù)字量輸入/輸出模板SM 3231BH010AA0 數(shù)字量輸入/輸出DI 8/DO 824 VDC/ 模板具有以下顯著特性：8個輸入點，帶隔離，8點為一組8個輸出點，帶隔離，8點為一組額定輸入電壓24 VDC 額定負載電壓24 VDC 適用于電磁閥、直流接觸器和指示燈4. 模擬量輸入/輸出模板SM334模擬量輸入/輸出模板SM334AI 4/AO 2 8/8位（3340CE010AA0）具有以下特性和特點：四輸入通道和兩輸出通道，精度8位，測量范圍和輸出范圍為 0 ~10 V 或 0 ~ 20 mA， 不帶隔離的負載電壓。本設計中選用湖南立升信息設備有限公司的型號為LSDZ的電子式電動執(zhí)行機構，其動作范圍為0~90176。1. 壓力變送器壓力變送器用于測量液體、氣體或蒸汽的液位、密度和壓力，然后將壓力信號轉變成4～20mA DC信號輸出。公式()以上幾種基于PID的控制算法在控制效果上有所差異，在第五章中，對幾種算法分別進行整定，并對各種算法進行了比較和分析。增量式PID算法計算的是控制器輸出量的變化量Du(k)，不需要對偏差進行累加。 —平均值。PLC的通訊模塊通過雙絞線連接到交換機，PC計算機的網卡也用一根雙絞線連接到交換機，從而PLC控制器和PC計算機可以通過IP協(xié)議進行通訊。 壓力控制對象，3壓力罐為被控對象， 三個氣罐的壓力信號分別由壓力變送器[7]檢測變成4～20mA的標準信號送入PLC（可編程控制器），PLC通過PID程序運算后，輸出4～20mA的標準信號送給電動執(zhí)行機構，由其控制閥門開度，調節(jié)氣壓，使氣罐內的壓力保持在給定的壓力值上。第五章系統(tǒng)的運行和調試，介紹了系統(tǒng)投運的方法和步驟，以及PID參數(shù)的整定，并且講述了系統(tǒng)調試過程中遇到的問題及其解決方法。PLC與PC集成，即將計算機、PLC及操作人員的人—機接口結合在一起，使PLC能利用計算機豐富的軟件資源，而計算機能和PLC的模塊交互存取數(shù)據(jù)。 PLC控制器的發(fā)展趨勢 PLC作為工控機的一員，在主要工業(yè)國家中成為自動化系統(tǒng)的基本電控裝置。隨后在各種企業(yè)的生產設備及產品中不斷擴大了PLC的應用[4]?？梢哉f，PLC裝置已成為自動化系統(tǒng)[2]的基本裝置。系統(tǒng)要求采用兩級計算機控制，底層選用PLC作為控制器，上層選用PC計算機為監(jiān)控機，用WinCC組態(tài)軟件編制上位機的監(jiān)控軟件，完成人機界面的控制功能，實現(xiàn)一套完整的集測量、控制、組態(tài)、監(jiān)視為一體的壓力自動控制系統(tǒng)。關鍵詞 PLC控制器，WinCC組態(tài)，壓力過程控制，PID控制算法ABSTRACTSince pressure control system was widely used in the realms of industrial control, the research of the application of PLC in pressure control system is a very important link for teaching and practical skills training. According to pressure control object in the laboratory currently, this essay proposed a design proposal of pressure control system based on PLC. The system is consist of two layers of puter control. PLC controller performs as the slave puter in a base layer, while a PC functions as the host puter in the upper layer.The system use Siemens S7300 PLC for controller, and software STEP 7 for both the configuration of the PLC hardware and the designing of control program, to acplish the data acquisition, digital filter of field pressure signal and PID auto control. On the PC, WinCC(a dustrial configuration software) is a means of piling the monitoring and controlling interface, to acplish the realtime