【正文】 當(dāng)然，但此溫度監(jiān)控系統(tǒng)存在一些不足：其一，系統(tǒng)的自適應(yīng)性不夠強(qiáng)。畫面中可以查看時(shí)間，和對(duì)應(yīng)的數(shù)值，并設(shè)定了某個(gè)區(qū)間內(nèi)的最大值、最小值和平均值， 這個(gè)區(qū)間是可以隨意選擇的。畫面的下方設(shè)置了6個(gè)鏈接，可以點(diǎn)擊進(jìn)入選種畫面。 所示。2）建立歷史數(shù)據(jù)報(bào)表，創(chuàng)建歷史報(bào)表和表格樣式設(shè)計(jì)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表一樣，并可以通過調(diào)用歷史報(bào)表查詢函數(shù)實(shí)現(xiàn)。本文中，PLC用內(nèi)存VD30來存放當(dāng)前的實(shí)際溫度值。 //輸入采樣時(shí)間到PID回路中MOVR //MOVR , VD0 , 1R // 按下關(guān)閉按扭，停止運(yùn)行AN LPSA VD30, 采樣時(shí)間（Ts） 用戶設(shè)定積分常數(shù)I存放地址VD8 燈亮表示爐溫在正常范圍內(nèi)第五章 程序設(shè)計(jì)PLC采用的是的S7200，CPU是224系列，采用了5個(gè)燈來顯示過程的狀態(tài)，分別是運(yùn)行燈，停止燈，溫度正常燈，溫度過高（警示燈）燈，和加熱 燈，可以通過5個(gè)燈的開關(guān)狀況判斷加熱爐內(nèi)的大概情況。 20~60:但它不完全是過程變量PV，過程變量PV和PID回路輸出有關(guān)。 單位為min，必須是正數(shù)24 實(shí)數(shù)表48西門子S7200系列PLC中使用的是PID回路指令。 ——微分系數(shù)D。PID控制，P、I、D各有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，它們一起使用的時(shí)候又和互相制約，但只有合理地選取PID值，就可以獲得較高的控制質(zhì)量[17]。本論文中采樣周期和加熱周期都是10秒。本論文才用的是K型熱電阻[14]。5）電源 存儲(chǔ)器（內(nèi)存）主要用語存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成部分。整體式PLC一般由CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存和電源組成。 8位處理器及存儲(chǔ)器 表 11第七章，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，檢驗(yàn)控制系統(tǒng)控制質(zhì)量。溫度控制系統(tǒng)在國內(nèi)各行各業(yè)的應(yīng)用雖然已經(jīng)十分廣泛，但從生產(chǎn)的溫度控制器來講，總體發(fā)展水平仍然不高，同日本、美國、德國等先進(jìn)國家相比有著較大差距。 參數(shù)自整定等各種靈活算法，以及“模糊判斷”功能，是常規(guī)儀表和人力難以實(shí)現(xiàn)或無法實(shí)現(xiàn)的[7]。期間，從低級(jí)到高級(jí)，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，隨著生產(chǎn)力的發(fā)展和對(duì)溫度控制精度要求的不斷提高，溫度控制系統(tǒng)的控制技術(shù)得 到迅速發(fā)展。對(duì)于不同生產(chǎn)情況和工藝要求下的溫度控制，所采用的加熱方式，燃料，控制方案 也有所不同。例如冶金、機(jī)械、食品、化工等各類工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等；燃料有煤氣、天然氣、油、電等[1]。當(dāng)前比較流行的溫度控制系統(tǒng)有基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)，基于PLC 的溫度控制系統(tǒng)，基于工控機(jī)（IPC）的溫度控制系統(tǒng)，集散型溫度控制系統(tǒng)（DCS），現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）等。在工業(yè)鍋爐溫度檢測(cè)控制系統(tǒng)中采用控機(jī)工可大大改善了對(duì) 鍋爐的監(jiān)控品質(zhì)，提高了平均熱效率[7]。 成熟產(chǎn)品主要以“點(diǎn)位”控制及常規(guī)的PID控制器為主。第八章,對(duì)全文進(jìn)行總結(jié)。 可編程控制器功能表代次模塊式PLC一般由CPU模塊、I /O模塊、內(nèi)存模塊、電源模塊、底版或機(jī)架組成。PLC中的存儲(chǔ)器一般包括系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序存儲(chǔ)器兩部分。 EM 231模擬量輸入模塊傳感器檢測(cè)到溫度轉(zhuǎn)換成0～41mv的電壓信號(hào)，系統(tǒng)需要配置模擬量輸入模塊把電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)再送入PLC中進(jìn)行處理。采樣后，根據(jù)溫差的大小進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)化得到一個(gè)加熱時(shí)間（010秒）作為下一個(gè)加熱周期的加熱時(shí)間。 PID控制算法如圖41所示，PID控制器可調(diào)節(jié)回路輸出，使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。 ()上式中,PID調(diào)節(jié)器的傳輸函數(shù)為：見表47。 PID指令回路表偏移地址 采樣時(shí)間（Ts）在本文中，經(jīng)過測(cè)量的溫度 信號(hào)被轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)溫度值才是過程變量，所以，這兩個(gè)數(shù)不在同一個(gè)數(shù)量值，需要他們作比較，那就必須先作一下數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。 回路輸出變量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換本設(shè)計(jì)中，利用回路的輸出值來設(shè)定下一個(gè)周期內(nèi)的加熱時(shí)間。 規(guī)律的選擇K型傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)加熱爐中的溫度，把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，經(jīng)過PLC模數(shù)轉(zhuǎn)換后進(jìn)行 PID調(diào)節(jié)。 運(yùn)行燈 ~VD108 // AR= // 如果溫度小于105℃S // LPP //LD //LD , VD12 A //輸入設(shè)定溫度值，子程序 1LD //調(diào)用PID指令+R //計(jì)時(shí)/R并規(guī)定溫度超過105℃為溫度過高，立刻要作出相應(yīng)警示信號(hào)。 歷史趨勢(shì)曲線需要事先建立兩個(gè)內(nèi)存變量，分表是調(diào)整跨度和舉動(dòng)百分比。在畫面中建立一個(gè)按扭，命名為報(bào)表查詢，在“彈起 時(shí)”命令語言中輸入歷史查詢函數(shù)：ReportSetHistData2()。如果提示 連接設(shè)備成功，窗口會(huì)顯示開始記錄數(shù)據(jù)，那就表示可以開始系統(tǒng)的運(yùn)行了。這樣就可以通過畫面上的按鈕查看曲線任意一點(diǎn)或一段內(nèi)的某些值，例如超調(diào)量，調(diào)節(jié)時(shí)間，振動(dòng)周期和穩(wěn)定誤差等等。由于此系統(tǒng)散熱很慢，控制與外界溫度（周圍氣溫）的改變密切相關(guān)，在不同的室溫下雖然最終都能把溫度控制在要求的范圍內(nèi)，但調(diào)節(jié)時(shí)間有時(shí)候會(huì)過大。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合我們的期望。 分析歷史趨勢(shì)曲線此畫面可以記錄系統(tǒng)自啟動(dòng)以來的數(shù)據(jù)變化，主要是實(shí)際溫度的反應(yīng)曲線。如果點(diǎn)擊關(guān)閉按扭，系統(tǒng)進(jìn)入停止階段。這樣每次新報(bào)警有產(chǎn)生，就會(huì)立刻出報(bào)警畫面。選種A4單元，在數(shù)據(jù)改變命令語言中輸入ReportSetCellValue(實(shí)時(shí)報(bào)表,4,1 , 當(dāng)前實(shí)際溫度VD30)。歷史趨勢(shì)曲線可以查詢查詢過去的情況。所以需要在創(chuàng)建連接前新建一些變量。 PID //MOVR VD30, LPSAN S 單位為min，必須是正數(shù)VD128 PID指令回路表地址 當(dāng)前實(shí)際溫度存放地址VW34 啟動(dòng)按扭根據(jù)反復(fù)的試湊，調(diào)出比較好的結(jié)果是P=120. I= D=。~?；芈份斎胼敵鲎兞康臄?shù)值轉(zhuǎn)換方法本文中，設(shè)定的溫度是給定值SP，需要控制的變量是爐子的溫度。 實(shí)數(shù) 輸出值（Mn）PID回路在PLC中的地 址分配情況如表48所示。 PID在PLC中的回路指令現(xiàn)在很多PLC已經(jīng)具備了PID功能，STEP 7 Micro/WIN就是其中之一有的是專用模塊，有些是指令形式。避免較大的誤差出現(xiàn)，微分控制不能消除余差。PWM信號(hào)仍然是數(shù)字的，因?yàn)樵诮o定的任何時(shí)刻，滿幅值的直流供電要么完全有(ON)，要么完全無(OFF) [16]。標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶我國從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)， 并指定S、B、E、K、R、J、T七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶為我國統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶。目前PLC制造廠家大都開發(fā)了計(jì)算機(jī)輔助PLC編程支持軟件， 當(dāng)個(gè)人計(jì)算機(jī)安裝了PLC編程支持軟件后，可用作圖形編程器，進(jìn)行用戶程序的編輯、修改，并通過個(gè)人計(jì)算機(jī)和PLC之間的通信接口實(shí)現(xiàn)用戶程序的雙向傳 送、監(jiān)控PLC運(yùn)行狀態(tài)等。 邏輯、運(yùn)動(dòng)、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)功能的多功能 可編程控制器的基本組成PLC從組成形式上一般分為整體式和模塊式兩種。第六章，介紹了組態(tài)畫面的設(shè)計(jì)方法。各種溫度系統(tǒng)都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，用戶需要根據(jù)實(shí)際需要選擇系統(tǒng)配置，當(dāng)然，在實(shí)際運(yùn)用中，為了達(dá)到更好的控制系統(tǒng)，可以采取多個(gè)系統(tǒng)的集成，做到互補(bǔ)長(zhǎng)短。而計(jì)算機(jī)提供了諸如數(shù)字濾波，積分分離PID，選擇性PID。溫度控制系統(tǒng)是人類供熱、取暖的主要設(shè)備的驅(qū)動(dòng) 來源，它的出現(xiàn)迄今已有兩百余年的歷史。在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐的諸多領(lǐng)域中, 溫度控制占有著極為重要的地位, 特別是在冶金、化工、建材、食品、機(jī)械、石油等工業(yè)中，具有舉足輕重的作用。溫度控制系統(tǒng) 的工藝過程復(fù)雜多變，具有不確定性，因此對(duì)系統(tǒng)要求更為先進(jìn)的控制技術(shù)和控制理論。單片機(jī)的發(fā)展歷史雖不長(zhǎng)，但它憑著體積小，成本低，功能強(qiáng)大和可靠性高等特點(diǎn)，已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但如果單獨(dú)采用工控機(jī)作為控制系統(tǒng)，又有易干擾和可靠性差的缺點(diǎn)。它只能適應(yīng)一般溫度系統(tǒng)控制，難于控制滯后、復(fù)雜、時(shí)變溫度系統(tǒng)控制。第二章 可編程控制器的概述 可編程控制器的產(chǎn)生可編程控制器是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，英文全稱：Programmable Controller，為了和個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)區(qū)分，一般稱其為PLC。本論文實(shí)物采用的是模塊式的PLC，不管哪種PLC，都是屬于總線式的開發(fā)結(jié)構(gòu)，其構(gòu)成如圖21所示 [12]。系統(tǒng)程序一般由廠 家編寫的，用戶不能修改；而用戶程序是隨PLC的控制對(duì)象而定的，由用戶根據(jù)對(duì)象生產(chǎn)工藝的控制要求而編制的應(yīng)用程序。在這里，我們選用了西門子EM231 4TC模擬量輸入模塊。 在安裝的最后，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)界面，按照硬件的配置，我們需要用232通信電纜，采用PPI的通信方式，所以要選擇PPI/PC Cable(PPI)，這個(gè)時(shí)候在彈出來的窗口中選擇端口地址，