【正文】 ④編程圖形化，使之一目了然 本次設(shè)計，使我充分發(fā)揮了主觀能動性，將大學(xué)三年年所學(xué)的知識以畢業(yè)設(shè)計的形式應(yīng)用到了實際當(dāng)中。PLC運行時，將溫度設(shè)定值，PID參數(shù)值等，存入有關(guān)的數(shù)據(jù)寄存器，使定時器復(fù)位；按啟動按鈕，系統(tǒng)開始溫度采樣，采樣周期為1秒；K型熱電偶傳感器把所測量的溫度進行標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換；模擬量輸入通道AIW0通過讀入模擬電壓量送入PLC；經(jīng)過程序計算后得出實際測量溫度T，將T和溫度設(shè)定值比較，根據(jù)偏差計算調(diào)整量，發(fā)出調(diào)節(jié)命令。STEP7光盤上的程序Author ware用于顯示、安裝和取出授權(quán)。 系統(tǒng)存儲器1. 過程映像輸入/輸出(/IQ)在掃描循環(huán)開始時，CPU讀取數(shù)字量輸入模塊的輸入信號的狀態(tài)，并將它們存入過程映像輸入(process image input，PI)中。梯形圖適合于熟悉繼電器電路的人員使用。 若Q﹥Q max，進行上限處理：計算Q與上限溫度偏差，計算調(diào)節(jié)量（比例系數(shù)設(shè)為2），發(fā)出調(diào)節(jié)命令，并判斷調(diào)節(jié)時間，若調(diào)節(jié)時間太長，進行聲光（紅燈亮）；若調(diào)節(jié)時間未到3分鐘，則準(zhǔn)備下次繼續(xù)采樣及調(diào)節(jié)。參照西門子S7200產(chǎn)品目錄及市場實際價格，選用主機為CPU226的PLC，CPU226模塊提供的主機I/O點有24個數(shù)字量輸入點和16個數(shù)字量輸出點。 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟設(shè)計PLC應(yīng)用系統(tǒng)時，首先是進行PLC應(yīng)用系統(tǒng)的功能設(shè)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。 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。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。本設(shè)計以一個溫度監(jiān)測與控制系統(tǒng)為例來說明PLC在模擬量信號監(jiān)測與控制中的應(yīng)用問題。工業(yè)鍋爐的耗煤產(chǎn)汽既是一個能源轉(zhuǎn)換過程，又是一個生產(chǎn)過程，對于由多個鍋爐控制站組成的鍋爐群系統(tǒng)，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對整個生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)控管理，對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行記錄、統(tǒng)計、分析，將統(tǒng)計分析的各種數(shù)據(jù)及時發(fā)布給相關(guān)的部門，如廠領(lǐng)導(dǎo)、調(diào)度室、工段室、技術(shù)室等有著重要的意義。隨著我國人民生活水平的穩(wěn)步提高和城市化建設(shè)的步伐加快，建筑業(yè)在國民經(jīng)濟中的重要性日益凸顯。在化工過程控制中溫度控制應(yīng)用相當(dāng)廣泛。首先由變頻器、泵、壓力傳感器組成恒壓供水系統(tǒng)，再由兩個調(diào)節(jié)閥控制兩個支路分別給鍋爐的夾套和內(nèi)膽供水，由PLC編程、加熱器、溫度傳感器組成鍋爐內(nèi)膽水溫反饋加熱系統(tǒng)，流量傳感器、PLC、加熱絲組成前饋補償系統(tǒng)，從而組成前饋反饋控制系統(tǒng)。然而鍋爐設(shè)備是一個復(fù)雜的控制對象，作為一個長期運行的設(shè)備，其控制系統(tǒng)的優(yōu)劣也是影響鍋爐生產(chǎn)效率的重要因素。進入本世紀(jì)以來，為了進一步改善鍋爐操作狀況，降低能耗，確保安全運行，減少對大氣的污染，同時隨著人工智能理論的發(fā)展成熟，智能控制技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，對新一代鍋爐計算機優(yōu)化控制系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用已勢在必行且條件成熟。CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。 ，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟、使用及維修方便。此外，豐富的CPU類型和電壓等級使其在解決用戶的工業(yè)自動化問題時，具有很強的使用性和可選擇性。 按啟動按鈕（X500），控制系統(tǒng)投入運行。語句表可供喜歡用匯編語言編程的用戶使用。(2) BLOCK(塊):指定一個塊用作輸入和輸出，實參應(yīng)為同類型的塊 。計算機的通信卡CP56ll(PCI卡)、CP55ll或CP5512(PCMCIA卡)將計算機連接到MPI 或PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)。（3）系統(tǒng)診斷①快速瀏覽CPU的數(shù)據(jù)和用戶程序在運行中的故障原因。用PLC控制除了能解決以上問題以外，還具有以下特點： ①控制條理清楚，接線簡單明了。而這一切，很大程度上歸功于我的指導(dǎo)老師楊文方老師，在此，我對我的指導(dǎo)老師楊老師表示真摯的感謝！楊老師在平時中對我們非常認(rèn)真負(fù)責(zé)，給我們提供了很大的幫助，和我們畢業(yè)論文的完成有著密切的關(guān)系。不同的獨立系統(tǒng)有傳輸線路互相交換數(shù)據(jù)便是通信，構(gòu)成整個通信的線路稱之為網(wǎng)絡(luò)，通信的獨立系統(tǒng)可以是計算機、PLC或其他有數(shù)據(jù)通信功能的數(shù)字設(shè)備，稱為DTE（Data Terminal Equipment)。（2）符號表編輯器（3）增強的測試和服務(wù)功能設(shè)置斷點、強制輸入和輸出、多CPU運行(僅限于57一400)，重新布線、顯示交叉參考表、狀態(tài)功能、.直接下載和調(diào)試塊、.同時監(jiān)測幾個塊的狀態(tài)等。與直接訪問I/O模塊相比的優(yōu)缺點。S7 SCL 編程語言適合于熟悉高級編程語言(例如隊SCAL或C語言)的人使用。一臺加熱器為M1。整個PLC系統(tǒng)的配置如圖31所示。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計可以按以下步驟進行：，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。圖21 可編程控制器運行框圖 可編程控制器的分類及特點小型PLC 的I/O 點數(shù)一般在128 點以下，其特點是體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，整個硬件融為一體，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。 模擬量：按信號類型分，有電流型（420mA，020mA）、電壓型（010V，05V，1010V）等，按精度分，有12bit，14bit，16bit等。1971年日本從美國引進這項技術(shù)，很快研制出第一臺可編程序控制器DSC18。 鍋爐控制的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀鍋爐的自動化控制從上世紀(jì)三、四十年代就開始了，當(dāng)時大都為單參數(shù)儀表控制，進入上世紀(jì)五十年代后，美國、前蘇聯(lián)等國家都開始進行對鍋爐的操作和控制的進一步研究。工業(yè)鍋爐是工業(yè)生產(chǎn)和集中供熱過程中重要的動力設(shè)備。溫度控制具有很大的滯后性，在控制中難以得到理想的效果。PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。據(jù)有關(guān)資料顯示，世界85%的人口正陸續(xù)進入工業(yè)化階段，全球性的人口、資源、環(huán)境矛盾尖銳，使我國的現(xiàn)代化面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，即使國際市場能夠彌補中國資源的不足，生態(tài)和環(huán)境破壞的沉重代價也難以承受。在國內(nèi)，由于經(jīng)濟技術(shù)條件的限制，中小企業(yè)鍋爐設(shè)備水平一直比較落后，大多數(shù)中小型鍋爐水平基本上停留在手動和簡單儀表操作的水平?！　PU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，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誤等。操作方便且功能強大。加熱爐的溫度控制對象，其系統(tǒng)本身的動態(tài)特性基本上屬于一階滯后環(huán)節(jié)，在控制算法上可以采用PLD控制或在林算法。 PLC系統(tǒng)選型本溫度控制系統(tǒng)采用西門子公司的S7200PLC。 若被測溫度超過允許范圍，按控制算法運算后，通過模擬兩輸出通道，向被控系統(tǒng)送出0~10V的模擬量溫度控制信號。5) 順序功能圖SFC(Sequential function chart):對應(yīng)于西門子的S7Graph。(4) 日期和時間(DATE一ANDJIME)用于存儲年、月、日、時、分、秒、毫秒和星期，占用8個字節(jié)，用BCD格式保存。 STEP7 的原理STEP7用于S7，M7，C7，WINAC的編程、監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置，基于STEP7 ?？梢苑乐馆斎脲e誤的數(shù)據(jù)。 結(jié)　論鍋爐溫度控制系統(tǒng)采用成熟的PLC技術(shù)，采用軟硬件結(jié)合，較好的解決了傳統(tǒng)的鍋爐溫控系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題。 control records like PID etc.。MPI物理接口符合PROFIBUS RS485（EN 50170）接口標(biāo)準(zhǔn)。菜單命令“Help→contains”進入幫組窗口。(DB)與背景數(shù)據(jù)塊(DI)DB為共享數(shù)據(jù)塊，DBBS，DBW10和DBD12。其中OB是系統(tǒng)操作程序與用戶應(yīng)用程序在各種條件下的接口界面，用于控制程序的運行。IEC 6ll313廣泛地應(yīng)用PLC、DCS和工控機、“軟件PLC”、數(shù)控系統(tǒng)、RTU等產(chǎn)品。被控溫度在要求范圍內(nèi)，綠燈亮，表示系統(tǒng)運行正常。／O地址 根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場需要，確定控制按鈕，選擇開關(guān)、接觸器、電磁閥、信號指示燈等各種輸入輸出設(shè)備的型號、規(guī)格、數(shù)量；根據(jù)所選的PLC的型號列出輸入／輸出設(shè)備與PLC輸入輸出端子的對照表，以便繪制PLC外部I／O接線圖和編制程序。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(gòu)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(gòu)成表決式系統(tǒng)使機器的可靠性更高?！? 　　編程器的作用是用來供用戶進行程序的輸入、編輯、調(diào)試和監(jiān)視的。進入20世紀(jì)70年代，隨著電子技術(shù)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。到了上世紀(jì)七十年代，隨著計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)理論的發(fā)展，使得鍋爐的計算機控制成為可能。而對新型采暖設(shè)備的需求量也呈全面迅猛增長的態(tài)勢。前饋控制作為一種特殊的控制規(guī)律就是在這種情況下發(fā)展起來的。前饋控制就是在擾動影響到被控對象前就將其通過補償消除掉。雖然近年來，電熱采暖、地?zé)岵膳娜贿M入尋常百姓家，但以水暖鍋爐進行采暖仍是我國最為普遍使用的冬季采暖方式。尤其是近一、二十年來，隨著先進控制理論和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，加之計算機各種性能的不斷增強，價格的大幅度下降，使鍋爐應(yīng)用計算機控制很快得到了普及和應(yīng)用。進入20世紀(jì)80年代，隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，以16位和少數(shù)32位微處理器構(gòu)成的微機化PLC，使PLC的功能增強，工作速度快，體積減小，可靠性提高，成本下降，編程和故障檢測更為靈活，方便。編程器一般分為簡易型和智能型兩類。 系統(tǒng)方案設(shè)計系統(tǒng)將溫度控制在50℃~60℃以內(nèi)，為了控制方便，本設(shè)計設(shè)定50℃為溫度較佳值，并依此作為被控溫度的基準(zhǔn)值。，進行控制柜（臺）等硬件的設(shè)計及現(xiàn)場施工。當(dāng)被控溫度超過上限或低于下限時，經(jīng)調(diào)整3分鐘后仍不能回到正常范圍，則紅燈或黃燈亮，并有聲音報警，表示溫度超過上限或低于下限。它們定義了5種編程語言：1) 指令表IL(Instruction list):西門子稱為語句表STL.2) 結(jié)構(gòu)文本ST(Structured text):西門子稱為結(jié)構(gòu)化控制語言(SCL)。OB塊根據(jù)操作系統(tǒng)調(diào)用的條件（如時間中斷和報警中斷等）分成幾種類型，這些類型有不同的優(yōu)先級，高優(yōu)先級的OB可以中斷低優(yōu)先級的OB。DI為背景數(shù)據(jù)塊，DIX，DIB，DIW和DID。 7的硬件組態(tài)與診斷功能（1）硬件組態(tài)① 系統(tǒng)組態(tài)：選擇硬件機架，模塊分配給機架中希望的插槽?！?2Mbit/s，只有能夠設(shè)置為PROFIBUS 接口的MPI網(wǎng)絡(luò)才支持12Mbit/s的通信速率。 configuration tools for the processing engine. The flexible naming scheme and the default display and alarm properties for each record ease the connection between the operator tools and the IOC’s. The flexible data acquisition supports the poll mode as well as the publish subscribe mode. The latter reduces the traffic drastically. PLC’s PLC’s provide nowadays the same rich functionality as it was known from stand alone control systems in the past. Besides the basic features like the periodic execution of a defined set of functions they also allow extensive munication over Ethernet including embedded HTTP servers and different sets of munication programs. Besides the munication processors, display processors can be linked to PLC’s to provide local displays which can be prised as touch panels for operator intervention and value settings. These kind of PLC’s are attractive for turn key systems which are missioned at the vendors site and later integrated into the customers control system. Intelligent I/O New developments in I/O devices allow to ‘cluster’ I/O in even smaller groups and connect theses clustered I/O channels directly to the control system. PLC’s are not any more necessary for distributed I/O. Simple munication processors for any kind of f