【正文】 用的方法：主要有經(jīng)驗設計法、繼電器控制電路轉(zhuǎn)換為梯形圖法、順序控制設計法、邏輯設計法等。整定步驟為“先比例，再積分，最后微分”。但是，Ts太小就會增加CPU的運算工作量，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，所以不應使采樣時間太小。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)。如果Ｋc的符號選擇不當對象狀態(tài)(pv值)就會離控制目標的狀態(tài)(sv值)越來越遠，如果出現(xiàn)這樣的情況Ｋc的符號就一定要取反。兩路模擬信號經(jīng)過EM235轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號送入PLC，PLC再通過PID模塊進行PID調(diào)節(jié)控制?？煽毓铚囟瓤刂破饔芍骰芈泛涂刂苹芈方M成。其中最為常用于測量溫度的是熱電偶和熱電阻，熱電偶是將溫度轉(zhuǎn)化為電勢變化，而熱電阻是將溫度變化轉(zhuǎn)化為電阻的變化。在這里我們選擇西門子的EM235 模擬量輸入/輸出模塊。 S7200 CPU的選擇S7200 系列的PLC有CPU22CPU22CPU22CPU226等類型。2．設計梯形圖程序。PLC控制系統(tǒng)設計可以按以下步驟進行：1．熟悉被控對象，制定控制方案 分析被控對象的工藝過程及工作特點，了解被控對象機、電、液之間的配合，確定被控對象對 PLC控制系統(tǒng)的控制要求。(3) 建立動畫連接 連接,就是畫面上的圖素以怎樣的動畫來模擬現(xiàn)場設備的運行,以及怎樣讓操作者輸入控制設備的指令。其中監(jiān)控層對下連接控制層，對上連接管理層，它不但實現(xiàn)對現(xiàn)場的實時監(jiān)測與控制，且在自動控制系統(tǒng)中完成上傳下達、組態(tài)開發(fā)的重要作用。人機界面生成軟件就叫工控組態(tài)軟件。 PLC 就是這樣周而復始地重復上述循環(huán)掃描的。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。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、底板或機架。[7]二 PLC和組態(tài)軟件 可編程控制器是是一種工業(yè)控制計算機，簡稱PLC（Programmable logic Controller),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，以控制各種機械或生產(chǎn)過程。論文通過對德國西門子公司的S7200系列PLC控制器，溫度傳感器將檢測到的實際爐溫轉(zhuǎn)化為電壓信號，經(jīng)過模擬量輸入模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送到PLC中進行PID調(diào)節(jié)，PID控制器輸出轉(zhuǎn)化為010mA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。PID控制的效果完全取決于其四個參數(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逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。 電熱鍋爐的應用領域相當廣泛，在相當多的領域里，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)成鍋爐溫度串級控制系統(tǒng)；采用PID算法，運用PLC梯形圖編程語言進行編程，實現(xiàn)鍋爐溫度的自動控制。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡能力得到了很大的提高和發(fā)展。因為其可靠性高、算法簡單、魯棒性好，所以被廣泛應用于過程控制中,尤其適用于可建立精確數(shù)學模型的確定性系統(tǒng)。PLC技術(shù)在溫度監(jiān)控系統(tǒng)上的應用從整體上分析和研究了控制系統(tǒng)的硬件配置、電路圖的設計、程序設計，控制對象數(shù)學模型的建立、控制算法的選擇和參數(shù)的整定、人機界面的設計等。副調(diào)節(jié)器具有“粗調(diào)”的作用，主調(diào)節(jié)器具有“細調(diào)”的作用，從而使其控制品質(zhì)得到進一步提高。目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。 CPU 從第一條指令開始，按順序逐條地執(zhí)行用戶程序直到用戶程序結(jié)束，然后返回第一條指令開始新的一輪掃描。組態(tài)的概念最早出現(xiàn)在工業(yè)計算機控制中，如DCS(集散控制系統(tǒng))組態(tài)，PLC梯形圖組態(tài)。通常可以把這樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個層次結(jié)構(gòu)。 (2) 構(gòu)造數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù),就是創(chuàng)建一個具體的數(shù)據(jù)庫,并用此數(shù)據(jù)庫中的變量描述工控對象的各種屬性,比如水位、流量等。最后根據(jù)系統(tǒng)分析的結(jié)果，具體的確定PLC的機型和系統(tǒng)的具體配置。 PLC程序設計的一般步驟1．繪制系統(tǒng)的功能圖。因此S7200系列具有極高的性能/價格比。 EM235 模擬量輸入/輸出模塊在溫度控制系統(tǒng)中，傳感器將檢測到的溫度轉(zhuǎn)換成420mA的電流信號，系統(tǒng)需要配置模擬量的輸入模塊把電流信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號再送入PLC中進行處理。在各種熱電式傳感器中，以將溫度量轉(zhuǎn)換為電勢和電阻的方法最為普遍。溫度測量與控制是熱電偶采集信號通過PID溫度調(diào)節(jié)器測量和輸出0～10mA或4～20mA控制觸發(fā)板控制可控硅導通角的大小，從而控制主回路加熱元件電流大小，使電阻爐保持在設定的溫度工作狀態(tài)。 控制系統(tǒng)數(shù)學模型的建立 在本控制系統(tǒng)中，TT1(出口溫度傳感器)將檢測到的出口水溫度信號轉(zhuǎn)化為電流信號送入EM235模塊的A路，TT2(爐膛溫度傳感器)將檢測到的出口水溫度信號轉(zhuǎn)化為電流信號送入EM235模塊的B路。Ｋc可以選負數(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。主參數(shù)是工藝操作的重要指標，允許波動的范圍較小，一般要求無余差，因此，主調(diào)節(jié)器一般選PI或PID控制，副參數(shù)的設置是為了保證主參數(shù)的控制質(zhì)量，可允許在一定范圍內(nèi)變化，允許有余差，因此副調(diào)節(jié)器只要選P控制規(guī)律就可以。采樣周期Ts越小，采樣值就越能反應溫度的變化情況。在這里，我們采用經(jīng)驗整定法整定控制器的參數(shù)值。 第四章 PLC控制系統(tǒng)的軟件設計 PLC控制系統(tǒng)的設計主要包括硬件設計和軟件設計兩部分本在硬件基礎上，詳細介紹本項目的軟件設計，主要包括軟件設計的基本步驟、方法、編程軟件STEP7Micro/WIN的介紹以及本項目的程序設計。實際上就找到輸出和輸入的關(guān)系，完成設計任務。項目包括的基本組件：程序塊、數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)塊、符號表、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數(shù)給定值（SP）,Output是PID控制器的INT型的輸出地址。內(nèi)存變量是組態(tài)王內(nèi)部的變量，不跟被監(jiān)控的設備進行交換。由于前面已經(jīng)設置了報警變量，所以當變量值超過所設置的溫度85度時，那就會在報警畫面中被記錄。這個時候，系統(tǒng)會自動打開一個信息窗口，可以通過信息窗口來知道，組態(tài)王的運行情況以及和PLC的連接是否成功。C，所得到的控制曲線如圖69所示：圖69 6080時的控制曲線如圖所示，當設定溫度改變時，系統(tǒng)是比較穩(wěn)定的。例如，系統(tǒng)的自適應能力不強，因為是利用散熱來降溫的，所以與外界溫度環(huán)境密接相關(guān)，在不同的溫度環(huán)境下控制精度和控制能力是不同的參考文獻[1]邵裕森,巴筱云. 過程控制及儀表. 機械工業(yè)出版社, 1999 [2]邵裕森,戴先中. 過程控制工程. 機械工業(yè)出版社, 2000 [3]中國電子學會. 2000/,2001[4]柴瑞娟,陳海霞. ,2006 [5]文鋒，陳青. 自動控制理論. 中國電力出版社. 2008 [6]廖常初. PLC編程及應用. 機械工業(yè)出版社, 2009 [7]林德杰. ,2008 [8]組態(tài)王. , 2006