【正文】 變送器主變送器如圖35 串級控制系統(tǒng)框圖 PID控制及參數(shù)整定 PID控制器由比例單元（P）、積分單元（I）和微分單元（D）組成。 系統(tǒng)整體設計方案和電氣連接圖系統(tǒng)選用了PLC CPU 226為控制器，PT100型熱電阻將檢測到的實際鍋爐水溫轉化為電流信號，經(jīng)過EM231模擬量輸入模塊轉化成數(shù)字量信號并送到PLC中進行PID調(diào)節(jié)，PID控制器輸出轉化為0～10mA的電流信號輸入控制可控硅電壓調(diào)整器或觸發(fā)板改變可控硅管導通角的大小來調(diào)節(jié)輸出功率，從而調(diào)節(jié)電熱絲的加熱。該系統(tǒng)需要的傳感器是將溫度轉化為電流，且水溫最高是100℃，所以選擇Pt100鉑熱電阻傳感器。它允許S7200連接微小的模擬量信號，177?？蛇B接7個擴展模塊，最大擴展至248路數(shù)字量I/O 點或35路模擬量I/O 點。4．對程序進行模擬調(diào)試及修改，直到滿足控制要求為止。3．選擇PLC 選擇時主要包括PLC機型、容量、I／O模塊、電源的選擇。2．在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟、使用及維修方便。通過對監(jiān)控系統(tǒng)要求及實現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)王對監(jiān)控系統(tǒng)進行設計。從表面上看，組態(tài)工具的運行程序就是執(zhí)行自己特定的任務。 圖 21 可編程控制器運行框圖(一)小型PLC小型PLC 的I/O 點數(shù)一般在128 點以下，其特點是體積小、結構緊湊，整個硬件融為一體，除了開關量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。CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關電路。1971年日本從美國引進這項技術，很快研制出第一臺可編程序控制器DSC18。整個系統(tǒng)包括兩個控制回路，主回路和副回路。PID在工業(yè)過程控制中的應用已有近百年的歷史，在此期間雖然有許多控制算法問世,但由于PID算法以它自身的特點，再加上人們在長期使用中積累了豐富經(jīng)驗，使之在工業(yè)控制中得到廣泛應用。[4] 電熱鍋爐是機電一體化的產(chǎn)品，可將電能直接轉化成熱能，具有效率高，體積小，無污染，運行安全可靠，供熱穩(wěn)定，自動化程度高的優(yōu)點，是理想的節(jié)能環(huán)保的供暖設備。 本文分別就電熱鍋爐的控制系統(tǒng)工作原理，溫度變送器的選型、PLC配置、組態(tài)軟件程序設計等幾方面進行闡述。PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。目前電熱鍋爐的控制系統(tǒng)大都采用以微處理器為核心的計算機控制技術，既提高設備的自動化程度又提高設備的控制精度。主要是控制水的溫度，保證恒溫供水?？删幊踢壿嬁刂破鳎≒LC)是集計算機技術、自動控制技術和通信技術為一體的新型自動控制裝置。二次擾動：作用在副被控過程上的，即包括在副回路范圍內(nèi)的擾動。進入20世紀70年代，隨著電子技術的發(fā)展，尤其是PLC采用通訊微處理器之后，這種控制器功能得到更進一步增強。　 　　PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。[6] 可編程控制器的工作原理:PLC的工作方式是一個不斷循環(huán)的順序掃描工作方式。(三)大型PLC一般I/O 點數(shù)在1024 點以上的稱為大型PLC，大型PLC 的軟硬件功能極強，具有極強的自診斷功能、通訊聯(lián)網(wǎng)功能強，有各種通訊聯(lián)網(wǎng)的模塊可以構成三級通訊網(wǎng)實現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動化，大型PLC 還可以采用冗余或三CPU 構成表決式系統(tǒng)使機器的可靠性更高組態(tài)就是用應用軟件中提供的工具、方法，完成工程中某一具體任務的過程。本設計采用亞控的組態(tài)王軟件進行組態(tài)的設計。它還具有豐富的設備驅動程序和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能[8]。 PLC控制系統(tǒng)設計的一般步驟 設計PLC應用系統(tǒng)時，首先是進行PLC應用系統(tǒng)的功能設計，即根據(jù)被控對象的功能和工藝要求，明確系統(tǒng)必須要做的工作和因此必備的條件。由于程序與硬件設計可同時進行，因此，PLC控制系統(tǒng)的設計周期可大大縮短，而對于繼電器系統(tǒng)必須先設計出全部的電氣控制線路后才能進行施工設計。S7200 是一種小型的可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。2個RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。所有連到模塊上的熱電偶必須是相同類型。它的工作原理：當PT100在0攝氏度的時候他的阻值為100歐姆，它的的阻值會隨著溫度上升它的阻值成勻速增長[3]。首先要根據(jù)受控對象的數(shù)學模型和它的各特性以及設計要求，確定控制器的結構以及和受控對象的連接方式。Ｋc太大時，系統(tǒng)會趨于不穩(wěn)定。 、副回路控制規(guī)律的選擇 采用串級控制，所以有主副調(diào)節(jié)器之分?！　≈髡{(diào)節(jié)器作用方式的確定：　　爐膛水溫度升高，出口水溫度也升高，主被控過程 K01 0。這類方法比較復雜，工作量大，而且用于分析法或實驗測定法求得的對象數(shù)學模型只能近似的反映過程的動態(tài)特征，整定的結果精度不是很高，因此未在工程上受到廣泛的應用。（3）整定微分環(huán)節(jié)若經(jīng)過步驟（2），PI控制只能消除穩(wěn)態(tài)誤差，而動態(tài)過程不能令人滿意，則應加入微分控制，構成PID控制。此法的關鍵是畫出功能流程圖。子程序和中斷程序在程序編輯器窗口的的底部按標簽顯示。 PID指令向導 編寫PID控制程序時，首先要把過程變量（PV）。進入組態(tài)畫面的設計進入工程管理器后，在畫面右方雙擊“先建”，新建畫面，并設置畫面屬性，圖52所示：圖52 畫面新建 因為組態(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4要實現(xiàn)組態(tài)王對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。如圖512所示: 圖512 實時曲線窗口 新建報警窗口在工具箱中選用報警窗口工具，在面板中繪制報警窗口，添加文本等就可。圖515 實時報警窗口 第六章 系統(tǒng)測試組態(tài)王和PLC編程軟件不能同時啟動，因為他們使用的是同一個端口，要想在線利用組態(tài)王監(jiān)控程序，那就先必須在關閉組態(tài)王的情況下，先把PLC程序下載到PLC中，并且運行程序，再把編程軟件關閉，才可以啟動組態(tài)王，這樣就可以利用組態(tài)王在線監(jiān)控了。參數(shù)設置如圖 64所示：圖 64 PID參數(shù)設置 查看數(shù)據(jù)報表 點擊主畫面的數(shù)據(jù)報表窗口，出現(xiàn)報表窗口，點擊報表查詢，可以查看報表記錄的數(shù)據(jù)。其中的報表、歷史曲線和報警顯示都是在當今工業(yè)控制中常用的。C 時，會出現(xiàn)報警畫面，如圖610所示： 圖610 報警畫面 系統(tǒng)報警在工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的作用。如果提示連接設備成功，窗口會顯示開始記錄數(shù)據(jù)，那就表示可以開始系統(tǒng)的運行了。畫面的自動彈出，在事件命令語言中，輸入showpicture(實時報警窗口)。C的時候，等會變紅閃爍，加熱爐上的指示燈用來指示加熱爐的加熱狀態(tài)。 控制程序及分析 因為由AIW0和AIW2輸入的是640032000的數(shù)字量，所以要轉換為實際的溫度要進行運算，運算公式為： 公式（41） 其中，T為實際溫度，D為AIWO和AIW2輸入的數(shù)字量。在將新的設置下載到S7200之前，應設置遠程站的地址，是它與S7200的地址。 STEP7Micro/WIN 簡單介紹 以 STEP7Micro/WIN創(chuàng)建程序，為接通STEP7Micro/WIN，可雙擊STEP7 Micro/WIN的圖標，如圖4