【正文】 SetTagBit(低水位限位開關 ,0)。 i=GetTagWord(x1_5)。} if(a40amp。 if(e) { if (h==30 ) a=a+2。 //ReturnType: BOOL b=GetTagWord(xb_1)。 a=GetTagBit(出水閥 A)。 b=GetTagWord(ya_3)。 a=GetTagBit(進水閥 A)。 b=GetTagWord(xa_5)。 b=GetTagWord(xa_3)。 b=GetTagWord(xa_1)。 b=GetTagWord(x_3)。 b=GetTagWord(x_1)。 b=GetTagWord(x1_5)。 b=GetTagWord(x1_3)。 b=GetTagWord(x1_1)。 在西門子 S7300 系列 PLC 和組態(tài)軟件 WINCC 的基礎上，我設計出了 鍋爐供熱控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)達到了快、準、穩(wěn)的效果，也達到了預期的目標。 ，通過觀察過程畫面的對象工作情況，檢查用戶程序是否能正確執(zhí)行。否則，將原比例系數(shù) P 增大一些，再調整積分系數(shù) I，力求改善控制過程。對于超溫超壓報警，必要時要停止風 機和水泵等電機。 5．強大的數(shù)據(jù)庫：組態(tài)軟件均有一個實時數(shù)據(jù)庫作為整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)組織和管理的核心。 WINCC的特點 1．強大的圖形組態(tài)功能： WINCC組態(tài)軟件以 Microsoft Windows平臺作為操作平 淮陰工學院畢業(yè)設計說明書 （論文） 第 19 頁 共 52 頁 臺，充分利用了 Windows圖形功能完備、界面一致性好、易學易用的特點。 根據(jù)誤差變化的速度（即誤差的微分），微分部分提前給出較大的調節(jié)作用，微分 淮陰工學院畢業(yè)設計說明書 （論文） 第 15 頁 共 52 頁 部分反映了系統(tǒng)變化的趨勢，它較比例調節(jié)更為及時，所以微分部分具有預測的特點。 控制器選取時應注意：控制環(huán)的特性由被控過程或被控機械的物理特性決定，并且設計中可以改變的程度不是很大。它是根據(jù)被控過程的特性，確定 PID 控制器的比例系數(shù)、積分時間和微分時間的大小。 通信處理器：通信處理器用于 PLC 之間、 PLC 與遠程 I/O 之間、 PLC 與計算機和其他智能設備之間的通信，可以將 PLC 接入 MPI、 PROFIBUSDP、 ASi和工業(yè)以太網，或者用于點對點通信。 模塊式 PLC 的基本結構 這里我們主要介紹的是西門子 S7300， S7300 屬于模塊式 PLC。鎧裝式熱電偶比裝配式熱電偶具有外徑小、可任意彎曲、抗震性強等特點，適宜安裝在裝配式熱電偶無法安裝的場合，它的外保護管采用不同材料的不銹鋼管，可適合不同使用溫度的需要，內部充滿高密度氧化絕緣體物質，非常適合于環(huán)境惡劣的場合。 鉑熱電阻根據(jù)使用場合的不同與使用溫度的不同，有云母、陶瓷、簿膜等元件。 本章主要介紹西門子 S7300 系列 PLC 以及其它硬件的組成與選型。 1． 2 系統(tǒng)工作原理 加熱 爐 溫度 控制 系統(tǒng) 基本構成如圖 11 所示，它由 PLC 主控 系統(tǒng) 、固態(tài)繼電器、加熱 爐、溫度傳感器等 4 個部分組成。目前，我國在這方面總體技術水平處于 20 世紀 80 年代中后期水平。 由學校提供，模擬真實鍋爐的溫度檢測和控制模塊，可自行將 0～ 10V 模擬信號轉化為占空比對鍋爐進行加熱。與之相應，根據(jù)波與物質的相互作用規(guī)律，相繼開發(fā)了聲學溫度傳感器、紅外傳感器和微波傳感器。 熱電偶 工業(yè)熱電偶作為測量溫度的傳感器，通常和顯示儀表、記錄儀表 和電子調節(jié)器配套使用，它可以直接測量各種生產過程中不同范圍的溫度。 本設計選用鎳鉻 鎳硅 N 型熱電偶 ，選用其型號為 WRM101。輸入模塊用來接收和采集輸入信號，開關量輸入模塊用來接收從按鈕、選擇開關、數(shù)字撥碼開關、限位開關、接近開關等來的開關量輸入信號；模擬量輸入模塊用來接收電位器、測速發(fā)電機和各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量電流電壓信號。 淮陰工學院畢業(yè)設計說明書 （論文） 第 8 頁 共 52 頁 （ 4） 如圖 25，選中 4 槽，并選擇 “SM300DI300SM 321 DI16DC24”并雙擊，完成數(shù)字量輸入模塊的配置。同時當今智能控制理論的發(fā)展，又形成了許多智能 PID 控制方法 。同時，其它功能如 A/D、D/A 都由 PLC 實現(xiàn)，加熱爐的反饋信號直接送 PLC 采集，控制固態(tài)繼電器的電壓信號也由 PLC 送出，從而控制加熱爐的溫度。 WINCC軟件介紹 WINCC(Windows Control Center)是 SIEMENS公司的一種功能強大的工業(yè)控制軟件，是 “真 正 開放的 ”人機界面 SCADA(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng) )軟件 。這種集成有利于 ： 全局組態(tài)和編程；全局數(shù)據(jù)維護；全局通訊。 系統(tǒng)上位機由兩個操作站構成，兩臺操作員站具有同樣的功能并互為備用，當一臺操作站死機，另一臺操作站可完全替代它的功能。完成控制對象的過程畫面 .組態(tài)控制對象的動態(tài)屬性。圖形編輯器是用于創(chuàng)建過程畫面并使其動態(tài)化的編輯器。 圖 53 超溫報警 低水位、低溫報警如圖 54 所示。 //ReturnType: BOOL if (a) X=X+5。 //ReturnType: WORD if (a==180) {b=b+5。 //ReturnType: WORD if (a==190) {b=b+5。 //ReturnType: BOOL if (a) X=X5。 //ReturnType: WORD if (a==180) b=b5。 //ReturnType: BOOL if (a) X=X+5。 //ReturnType: WORD if (a==50) {b=b+5。 //ReturnType: WORD if (a==370) {b=b+5。 //ReturnType: WORD if (b) {a=a+5。 //ReturnType: WORD if (a==60) {b=b5。 //ReturnType: WORD if (a==370) {b=b5。 //ReturnType: WORD if (a) {b=b+5。 //ReturnType: BOOL c=GetTagBit(超水位限位開關 )。amp。 b=GetTagBit(低水位限位開關 )。 if(a=240amp。 } 。 if(a210) a=210。 BOOL b,c,d,e,f,g,h,i。 if(a30) a=30。 a=GetTagWord(yewei)。 a=GetTagBit(出水閥 B)。 a=GetTagWord(xa_3)。 a=GetTagWord(xa)。 a=GetTagWord(xa_6)。 a=GetTagWord(xa_3)。 a=GetTagWord(xa_1)。 X=GetTagWord(xa)。 a=GetTagWord(x1_1)。 X=GetTagWord(x)。 a=GetTagWord(x1_3)。 a=GetTagWord(x1_1)。 X=GetTagWord(x1)。 圖 51 運行界面 按下停止按鈕后，如圖 52 所示。當采用 PID 調節(jié)器時，由于有多個整定參數(shù)，反復試湊的次數(shù) 增多，因此增加了得到最佳整定參數(shù)的難 。根據(jù)項目設計的任務，本系統(tǒng)需要設計很多圖形界面，下面是具體實現(xiàn)步驟： WINCC,建立新的 WINCC 項目，如圖 41 所示： 淮陰工學院畢業(yè)設計說明書 （論文） 第 21 頁 共 52 頁 圖 41 建立 WINCC 項目 PLC 驅動程序，選擇支持 S7 協(xié)議的通信驅動程序 添加到變量管理器如圖 42所示： 圖 42 添加 S7 協(xié)議的通信驅動程序 淮陰工學院畢業(yè)設計說明書 （論文） 第 22 頁 共 52 頁 WINCC瀏覽器窗口，打開“圖形編輯器”，如圖 43，創(chuàng)建鍋爐供熱控制系統(tǒng)過程畫面。人機界面 )的組態(tài)工具。 WINCC內部提供了很多標準函數(shù)和內部函數(shù)，編程人員可直接調用這些函數(shù)，另外 WINCC提供 C腳本編輯器，設計人員可根據(jù)任務自行設計項目函數(shù)，或修改標準函數(shù)和內部函數(shù)。 淮陰工學院畢業(yè)設計說明書 （論文） 第 17 頁 共 52 頁 淮陰工學院畢業(yè)設計說明書 （論文） 第 18 頁 共 52 頁 (3) 輸出限幅：因為 PLC 模擬量輸出電壓范圍為 010V(0600)，而加熱驅動器輸入電壓范圍為 05V。如圖 31 所示系統(tǒng)是用于電加熱爐溫度控制系統(tǒng)的閉環(huán)控制系統(tǒng)的 PID 閉環(huán)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)目標設定值為期望的加熱爐溫度，閉環(huán)控制器的反饋值通過溫度傳感器測得，并經 A/D 變換轉換為數(shù)字量；目標設定值與溫度傳感器的反饋信號相減，其差送入 PID 控制器，經比例、積分、微分運算，得到疊加的一個數(shù)字量；該數(shù)字量經過上限、下限限位處理后進行 D/A 變換，輸出一個電壓信號去控制固態(tài)繼電器，以控制加熱爐的溫度。 （ 4） PID 控制根據(jù)不同的要求，針對自身的缺陷進行了不少改進，形成了一系列改進的 PID 算法。 （ 2） 2號槽為 CPU 模塊，選用 CPU314C2DP。 信號模塊：輸入（ Input）模塊和輸出（ Output）模塊一般簡稱為 I/O 模塊，開關量輸入 /輸出模塊簡稱為 DI 模塊和 DO 模塊，模擬量輸入 /輸出模塊簡稱為 AI 模塊和接觸器 電磁閥 指示燈 電源 接口模塊 其他設備 其他 PLC 計算機 通信網絡 擴展機架 CPU 模塊 通信模塊 輸出模塊 電源模塊 輸入模塊 淮陰工學院畢業(yè)設計說明書 （論文） 第 7 頁 共 52 頁 AO 模塊，在 S7300 中統(tǒng)稱為信號模塊。有的把它的自由端放在不變的溫度場中，有的使用冷端補償器抵消這種影響。分度號 Pt100 的含義為在 0℃ 時的名義電阻值為 100Ω，目前使用的一般都是這種鉑熱電阻。 50 年以后，另一位德國人西門子發(fā)明了鉑電阻溫度計。 1． 4 系統(tǒng)設計目標及技術要求 本系統(tǒng)應能夠控制在設定值的 177。 目前，國外溫度控制系統(tǒng)及儀表正朝著高精度智能化、小型化等方面快速發(fā)展。既 加熱 爐 溫度 控制 得到實現(xiàn)。 SB1 SB2 SB3 SB5 SB4 SB6 SQ1 SQ2 24V CPU3142DP PLC COM1 COM2 COM3 PQW305 PIW288 傳感器 加熱管 ~220V FU1 淮陰工學院畢業(yè)設計說明書 （論文） 第 4 頁 共 52 頁 圖 21 硬件接線圖 2． 2 傳感器 溫度是一個基本的物理量，自然界中的一切過程無不與溫度密切相關。若做成一體化溫度變送器，可輸出 420mA 標準電流信號或 010V 標準電壓信號，使用起來更為方便。 熱電偶傳感器有自己的優(yōu)點和缺陷，它靈敏度比較低，容易受到環(huán)境干擾信號的影響，也容易受到前置放大器溫度漂移的影響，因此不適合測量微小的溫度變化。 S7300 模塊式 PLC，主要由機架、 CPU 模塊、信號模塊、功能模塊、接口模塊、通信處理器、電源模塊和編程設備組成，各種模塊安裝的機架上。 編程設備： S7300 使用安裝了編程軟件 STEP7 的個人計算機作為編程設備，在計