【正文】 C，所得到的控制曲線如圖69所示：圖69 6080時(shí)的控制曲線如圖所示，當(dāng)設(shè)定溫度改變時(shí)，系統(tǒng)是比較穩(wěn)定的。由于前面已經(jīng)設(shè)置了報(bào)警變量，所以當(dāng)變量值超過(guò)所設(shè)置的溫度85度時(shí)，那就會(huì)在報(bào)警畫(huà)面中被記錄。 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。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)。在這里，我們采用經(jīng)驗(yàn)整定法整定控制器的參數(shù)值。主參數(shù)是工藝操作的重要指標(biāo)，允許波動(dòng)的范圍較小，一般要求無(wú)余差，因此，主調(diào)節(jié)器一般選PI或PID控制，副參數(shù)的設(shè)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。 控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立 在本控制系統(tǒng)中，TT1(出口溫度傳感器)將檢測(cè)到的出口水溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)送入EM235模塊的A路，TT2(爐膛溫度傳感器)將檢測(cè)到的出口水溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)送入EM235模塊的B路。在各種熱電式傳感器中，以將溫度量轉(zhuǎn)換為電勢(shì)和電阻的方法最為普遍。因此S7200系列具有極高的性能/價(jià)格比。最后根據(jù)系統(tǒng)分析的結(jié)果，具體的確定PLC的機(jī)型和系統(tǒng)的具體配置。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(gè)層次結(jié)構(gòu)。 CPU 從第一條指令開(kāi)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(kāi)始新的一輪掃描。目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)。PLC技術(shù)在溫度監(jiān)控系統(tǒng)上的應(yīng)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(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)，控制對(duì)象數(shù)學(xué)模型的建立、控制算法的選擇和參數(shù)的整定、人機(jī)界面的設(shè)計(jì)等。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。 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。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。[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(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱PLC（Programmable logic Controller),它使用可編程序的記憶以存儲(chǔ)指令，用來(lái)執(zhí)行邏輯、順序、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、和演算等功能，并通過(guò)數(shù)字或模擬的輸入輸出，以控制各種機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。I/O分為開(kāi)關(guān)量輸入（DI），開(kāi)關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。人機(jī)界面生成軟件就叫工控組態(tài)軟件。(3) 建立動(dòng)畫(huà)連接 連接,就是畫(huà)面上的圖素以怎樣的動(dòng)畫(huà)來(lái)模擬現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行,以及怎樣讓操作者輸入控制設(shè)備的指令。2．設(shè)計(jì)梯形圖程序。在這里我們選擇西門子的EM235 模擬量輸入/輸出模塊?？煽毓铚囟瓤刂破饔芍骰芈泛涂刂苹芈方M成。如果Ｋc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(lái)越遠(yuǎn)，如果出現(xiàn)這樣的情況Ｋc的符號(hào)就一定要取反。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(méi)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。 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。 計(jì)算機(jī)與PLC的通信 在STEP7Micro/WIN 中雙擊指令樹(shù)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(jiàn)圖42。而I/O變量是兩者之間互相交換數(shù)據(jù)的橋梁，S7200和組態(tài)王的數(shù)據(jù)交換是雙向的 創(chuàng)建組態(tài)畫(huà)面 新建主畫(huà)面 如圖 59所示，高溫報(bào)警用來(lái)顯示當(dāng)溫度高于95176。如果連接不成功，會(huì)出現(xiàn)通信失敗的提示語(yǔ)言，那就要查明原因，否則不能監(jiān)控。當(dāng)然，本控制系統(tǒng)還有很多不足的地方。 打開(kāi)組態(tài)王的項(xiàng)目工程管理器，點(diǎn)擊窗口欄中“WIEW”或者在畫(huà)面中點(diǎn)擊右鍵，選擇“切換到VIEW”，啟動(dòng)組態(tài)王，進(jìn)入主畫(huà)面?；绢愋偷淖兞靠梢苑譃椤皟?nèi)存變量”和I/O變量?jī)深?。圖 41 STEP7Micro/WIN項(xiàng)目窗口本項(xiàng)目中我們利用 STEP7Micro/WIN SP5編程軟件，其界面如圖41所示。先置微分時(shí)間TD=0，逐漸加大TD，同時(shí)相應(yīng)地改變比例系數(shù)和積分時(shí)間，反復(fù)試湊至獲得滿意的控制效果和PID控制參數(shù)。為保證主回路為負(fù)反饋，各環(huán)節(jié)放大系數(shù)乘積必須為負(fù)，所以主調(diào)節(jié)器的放大系數(shù) K1 0，主調(diào)節(jié)器作用方式為反作用方式[7]。Ｋc太小，又會(huì)使系統(tǒng)的動(dòng)作緩慢。 可控硅加熱裝置簡(jiǎn)介對(duì)于要求保持恒溫控制而不要溫度記錄的電阻爐采用帶PID調(diào)節(jié)的數(shù)字式溫度顯示調(diào)節(jié)儀顯示和調(diào)節(jié)溫度，輸出0～10mA作為直流信號(hào)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(dǎo)通角的大小來(lái)調(diào)節(jié)輸出功率，完全可以滿足要求，投入成本低，操作方便直觀并且容易維護(hù)。I/O端子排可很容易地整體拆卸。6．聯(lián)機(jī)調(diào)試 聯(lián)機(jī)調(diào)試是指將模擬調(diào)試通過(guò)的程序進(jìn)行在線統(tǒng)調(diào)。(1)圖形界面的設(shè)計(jì) 圖形,是用抽象的圖形畫(huà)面來(lái)模擬實(shí)際的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和相應(yīng)的工控設(shè)備。組態(tài)軟件是有專業(yè)性的，一種組態(tài)軟件只能適合某種領(lǐng)域的應(yīng)用。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。在串級(jí)控制系統(tǒng)中，由于引入了一個(gè)副回路，不僅能及早克服進(jìn)入副回路的擾動(dòng)，而且又能改善過(guò)程特性?！　ID控制是迄今為止最通用的控制方法之一。PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，是無(wú)法取代的。PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。對(duì)于監(jiān)控畫(huà)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(lái)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)?！　?．CPUCPU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(lái)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(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。PLC工作的全過(guò)程可用圖 21 所示的運(yùn)行框圖來(lái)表示。尤其考慮三方面問(wèn)題：畫(huà)面、數(shù)據(jù)、動(dòng)畫(huà)。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(kāi)關(guān)、選擇開(kāi)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)。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)。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。具體流程在第四章程序編寫(xiě)的時(shí)候具體論述。主控制采用PI控制，副控制器采用P控制。（1）整定比例控制 將比例控制作用由小變到大，觀察各次響應(yīng)，直至得到反應(yīng)快、超調(diào)小的響應(yīng)曲線。 STEP7Micro/WIN 簡(jiǎn)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(biāo)，如圖41所示，STEP7Micro/WIN項(xiàng)目窗口將提供用于創(chuàng)建程序的工作空間。 控制程序及分析 因?yàn)橛葾IW0和AIW2輸入的是640032000的數(shù)字量，所以要轉(zhuǎn)換為實(shí)際的溫度要進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算公式為： 公式（41） 其中，T為實(shí)際溫度，D為AIWO和AIW2輸入的數(shù)字量。畫(huà)面的自動(dòng)彈出，在事件命令語(yǔ)言中，輸入s