【正文】 ④編程圖形化，使之一目了然 本次設(shè)計(jì)，使我充分發(fā)揮了主觀能動(dòng)性，將大學(xué)三年年所學(xué)的知識(shí)以畢業(yè)設(shè)計(jì)的形式應(yīng)用到了實(shí)際當(dāng)中。PLC運(yùn)行時(shí)，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(shí)器復(fù)位；按啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)開(kāi)始溫度采樣，采樣周期為1秒；K型熱電偶傳感器把所測(cè)量的溫度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換；模擬量輸入通道AIW0通過(guò)讀入模擬電壓量送入PLC；經(jīng)過(guò)程序計(jì)算后得出實(shí)際測(cè)量溫度T，將T和溫度設(shè)定值比較，根據(jù)偏差計(jì)算調(diào)整量，發(fā)出調(diào)節(jié)命令。STEP7光盤(pán)上的程序Author ware用于顯示、安裝和取出授權(quán)。 系統(tǒng)存儲(chǔ)器1. 過(guò)程映像輸入/輸出(/IQ)在掃描循環(huán)開(kāi)始時(shí)，CPU讀取數(shù)字量輸入模塊的輸入信號(hào)的狀態(tài)，并將它們存入過(guò)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(jìn)行上限處理：計(jì)算Q與上限溫度偏差，計(jì)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(shí)間，若調(diào)節(jié)時(shí)間太長(zhǎng)，進(jìn)行聲光（紅燈亮）；若調(diào)節(jié)時(shí)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(mén)子S7200產(chǎn)品目錄及市場(chǎng)實(shí)際價(jià)格，選用主機(jī)為CPU226的PLC，CPU226模塊提供的主機(jī)I/O點(diǎn)有24個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)和16個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)。 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟設(shè)計(jì)PLC應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，首先是進(jìn)行PLC應(yīng)用系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)，即根據(jù)被控對(duì)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(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。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。本設(shè)計(jì)以一個(gè)溫度監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)為例來(lái)說(shuō)明PLC在模擬量信號(hào)監(jiān)測(cè)與控制中的應(yīng)用問(wèn)題。工業(yè)鍋爐的耗煤產(chǎn)汽既是一個(gè)能源轉(zhuǎn)換過(guò)程，又是一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，對(duì)于由多個(gè)鍋爐控制站組成的鍋爐群系統(tǒng)，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)控管理，對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、統(tǒng)計(jì)、分析，將統(tǒng)計(jì)分析的各種數(shù)據(jù)及時(shí)發(fā)布給相關(guān)的部門(mén)，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(guó)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(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性日益凸顯。在化工過(guò)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(gè)調(diào)節(jié)閥控制兩個(gè)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(bǔ)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(gè)復(fù)雜的控制對(duì)象，作為一個(gè)長(zhǎng)期運(yùn)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(jìn)入本世紀(jì)以來(lái)，為了進(jìn)一步改善鍋爐操作狀況，降低能耗，確保安全運(yùn)行，減少對(duì)大氣的污染，同時(shí)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(duì)新一代鍋爐計(jì)算機(jī)優(yōu)化控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用已勢(shì)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(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便。此外，豐富的CPU類型和電壓等級(jí)使其在解決用戶的工業(yè)自動(dòng)化問(wèn)題時(shí)，具有很強(qiáng)的使用性和可選擇性。 按啟動(dòng)按鈕（X500），控制系統(tǒng)投入運(yùn)行。語(yǔ)句表可供喜歡用匯編語(yǔ)言編程的用戶使用。(2) BLOCK(塊):指定一個(gè)塊用作輸入和輸出，實(shí)參應(yīng)為同類型的塊 。計(jì)算機(jī)的通信卡CP56ll(PCI卡)、CP55ll或CP5512(PCMCIA卡)將計(jì)算機(jī)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(yùn)行中的故障原因。用PLC控制除了能解決以上問(wèn)題以外，還具有以下特點(diǎn)： ①控制條理清楚，接線簡(jiǎn)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(duì)我的指導(dǎo)老師楊老師表示真摯的感謝！楊老師在平時(shí)中對(duì)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(dú)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(gè)通信的線路稱之為網(wǎng)絡(luò)，通信的獨(dú)立系統(tǒng)可以是計(jì)算機(jī)、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(hào)表編輯器（3）增強(qiáng)的測(cè)試和服務(wù)功能設(shè)置斷點(diǎn)、強(qiáng)制輸入和輸出、多CPU運(yùn)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(shí)監(jiān)測(cè)幾個(gè)塊的狀態(tài)等。與直接訪問(wèn)I/O模塊相比的優(yōu)缺點(diǎn)。S7 SCL 編程語(yǔ)言適合于熟悉高級(jí)編程語(yǔ)言(例如隊(duì)SCAL或C語(yǔ)言)的人使用。一臺(tái)加熱器為M1。整個(gè)PLC系統(tǒng)的配置如圖31所示。PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以按以下步驟進(jìn)行：，制定控制方案 分析被控對(duì)象的工藝過(guò)程及工作特點(diǎn)，了解被控對(duì)象機(jī)、電、液之間的配合，確定被控對(duì)象對(duì) PLC控制系統(tǒng)的控制要求。圖21 可編程控制器運(yùn)行框圖 可編程控制器的分類及特點(diǎn)小型PLC 的I/O 點(diǎn)數(shù)一般在128 點(diǎn)以下，其特點(diǎn)是體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，整個(gè)硬件融為一體，除了開(kāi)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(hào)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(guó)引進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)，很快研制出第一臺(tái)可編程序控制器DSC18。 鍋爐控制的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀鍋爐的自動(dòng)化控制從上世紀(jì)三、四十年代就開(kāi)始了，當(dāng)時(shí)大都為單參數(shù)儀表控制，進(jìn)入上世紀(jì)五十年代后，美國(guó)、前蘇聯(lián)等國(guó)家都開(kāi)始進(jìn)行對(duì)鍋爐的操作和控制的進(jìn)一步研究。工業(yè)鍋爐是工業(yè)生產(chǎn)和集中供熱過(guò)程中重要的動(dòng)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(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)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(jìn)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(guó)的現(xiàn)代化面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，即使國(guó)際市場(chǎng)能夠彌補(bǔ)中國(guó)資源的不足，生態(tài)和環(huán)境破壞的沉重代價(jià)也難以承受。在國(guó)內(nèi)，由于經(jīng)濟(jì)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(dòng)和簡(jiǎn)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(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。操作方便且功能強(qiáng)大。加熱爐的溫度控制對(duì)象，其系統(tǒng)本身的動(dòng)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(mén)子公司的S7200PLC。 若被測(cè)溫度超過(guò)允許范圍，按控制算法運(yùn)算后，通過(guò)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(hào)。5) 順序功能圖SFC(Sequential function chart):對(duì)應(yīng)于西門(mén)子的S7Graph。(4) 日期和時(shí)間(DATE一ANDJIME)用于存儲(chǔ)年、月、日、時(shí)、分、秒、毫秒和星期，占用8個(gè)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(cuò)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(wèn)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(jìn)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(yùn)行。IEC 6ll313廣泛地應(yīng)用PLC、DCS和工控機(jī)、“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(yùn)行正常。／O地址 根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)需要，確定控制按鈕，選擇開(kāi)關(guān)、接觸器、電磁閥、信號(hào)指示燈等各種輸入輸出設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量；根據(jù)所選的PLC的型號(hào)列出輸入／輸出設(shè)備與PLC輸入輸出端子的對(duì)照表，以便繪制PLC外部I／O接線圖和編制程序。一般I/O 點(diǎn)數(shù)在1024 點(diǎn)以上的稱為大型PLC，大型PLC 的軟硬件功能極強(qiáng)，具有極強(qiáng)的自診斷功能、通訊聯(lián)網(wǎng)功能強(qiáng)，有各種通訊聯(lián)網(wǎng)的模塊可以構(gòu)成三級(jí)通訊網(wǎng)實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動(dòng)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(jī)器的可靠性更高?！? 　　編程器的作用是用來(lái)供用戶進(jìn)行程序的輸入、編輯、調(diào)試和監(jiān)視的。進(jìn)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(jìn)一步增強(qiáng)。到了上世紀(jì)七十年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)理論的發(fā)展，使得鍋爐的計(jì)算機(jī)控制成為可能。而對(duì)新型采暖設(shè)備的需求量也呈全面迅猛增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。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(lái)的。前饋控制就是在擾動(dòng)影響到被控對(duì)象前就將其通過(guò)補(bǔ)償消除掉。雖然近年來(lái)，電熱采暖、地?zé)岵膳娜贿M(jìn)入尋常百姓家，但以水暖鍋爐進(jìn)行采暖仍是我國(guó)最為普遍使用的冬季采暖方式。尤其是近一、二十年來(lái)，隨著先進(jìn)控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，加之計(jì)算機(jī)各種性能的不斷增強(qiáng)，價(jià)格的大幅度下降，使鍋爐應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制很快得到了普及和應(yīng)用。進(jìn)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(jī)化PLC，使PLC的功能增強(qiáng)，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(cè)更為靈活，方便。編程器一般分為簡(jiǎn)易型和智能型兩類。 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)系統(tǒng)將溫度控制在50℃~60℃以內(nèi)，為了控制方便，本設(shè)計(jì)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(jìn)行控制柜（臺(tái)）等硬件的設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)施工。當(dāng)被控溫度超過(guò)上限或低于下限時(shí)，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(bào)警，表示溫度超過(guò)上限或低于下限。它們定義了5種編程語(yǔ)言：1) 指令表IL(Instruction list):西門(mén)子稱為語(yǔ)句表STL.2) 結(jié)構(gòu)文本ST(Structured text):西門(mén)子稱為結(jié)構(gòu)化控制語(yǔ)言(SCL)。OB塊根據(jù)操作系統(tǒng)調(diào)用的條件（如時(shí)間中斷和報(bào)警中斷等）分成幾種類型，這些類型有不同的優(yōu)先級(jí)，高優(yōu)先級(jí)的OB可以中斷低優(yōu)先級(jí)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(jī)架，模塊分配給機(jī)架中希望的插槽。～12Mbit/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