【正文】 22 表 52 I/O點地址分配 地址 名稱 功能 啟動按扭 按下開關，設備開始運行 開關按鈕 按下開關，設備停止運行 保護按鈕 按下開關，終止加熱 運行燈 燈亮表示設備處于運行狀態(tài) 停止燈 燈亮表示設備處于停止狀態(tài) 溫度狀態(tài)指示燈（正常 燈亮表示爐溫在正常范圍內(nèi) 溫度狀態(tài)指示燈（危險） 燈兩表示爐溫過高，處于危險狀態(tài) 固態(tài)繼電器 燈亮表示加熱爐正處于加熱階段 3） 程序地址分配如 表 53 所示。程序如下： ROUND AC1, AC1 DTI AC1, VW34 PID 參數(shù)整定 PID 參數(shù)整定方法就是確定調(diào)節(jié)器的比例 系數(shù) P、積分時間 Ti 和和微分時間Td，改善系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)特性，使系統(tǒng)的過渡過程達到最為滿意的質(zhì)量指標要求 。溫度輸入變量的數(shù) 10倍據(jù)轉化。 iT —— 積分系數(shù) I。在粗控調(diào)階段，占空比恒為一。等軟件安裝好之后再進行語言的切換。所調(diào)用標準熱電偶是指國家標準規(guī)定了其熱電勢與溫度的關系、允許 誤差、并有統(tǒng)一的標準分度表的熱電偶，它有與其配套的顯示儀表可供選用。 PLC 提供了各種工作電平、連接形式和驅動能力的 I/O 模塊，有各種功能的 I/O 模塊供擁護選用。 1969 年，美國數(shù)字設備公司 (DEC)研制出了世界上第一臺可編程序控制器，并應用于通用汽車公司的生產(chǎn)線上。日本、美國、德國、瑞典等技術領先，都生產(chǎn)出了一批商品化的、性能優(yōu)異的溫度控制器及儀器儀表，并在各行業(yè)廣泛應用。由于它的任務是為系統(tǒng)所有部件之間提供通信網(wǎng)絡，因此，數(shù)據(jù)公路自身的設計就決定了總體的靈活性和安全性。 PLC 可靠性高、抗干擾能力強、 編程簡單，易于被工程人員掌握和使用，目前在工業(yè)領域上被廣泛應用 [6]。 PID 結構簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、 使用中不必弄清系統(tǒng)的數(shù)學模型 [3]。熱電偶作為溫度的采集元件，采集的信號經(jīng)過 EM231的處理后就可把數(shù)據(jù)送入 PLC中進行處理。 并已經(jīng)把本實驗所需要的硬件 ,包括加熱爐 , 傳感器 ,擴展模塊 EM231 和開關等成功地連接到 PLC中 ,開始程序的調(diào)試 。人們經(jīng)常需要對 加熱爐、熱處理爐和鍋爐中的溫度進行檢測和控制 ，而這些控制對象往往具有多樣性與復雜性，因此要求不一樣的控制手段。 學生簽名： 年 月 日 指導教師意見： 同意開題（ ） 修改后開題（ ） 重新開題（ ） 指導教師簽名： 年 月 日 附表 二 、 畢業(yè)論文過程檢查情況 記錄表 指導教師分階段檢查論文的進展情況（要求過程檢查記錄不少于 3 次）： 第 1 次檢查 學生總結： 本階段通過學習西門子 S7200 的基本知識 ,掌握了 S7200 的工作原理和指令的功能 ,并掌握了傳感器和擴展模塊 EM231 的使用方法 。溫度控 制的模式多樣， 而PLC可靠性高，抗干擾能力強 ， 易學易用 ，采用 PLC控制是其中一種比較優(yōu)越的控制。 它具有抗干擾能力強，價格便宜，可靠性強，編程簡單，易學易用等特點，在工業(yè)領域中深受工程操作人員的喜歡，因此 PLC 已在 工業(yè)控制的各個領域 中被廣泛地使用 [2]。 基于單片機的溫度控制系統(tǒng)運行穩(wěn)定，工作精度高。與常規(guī)儀表相比具有豐富的監(jiān)控、協(xié)調(diào)管理功能等特點。但由于國外技術保密及我國開發(fā)工作的滯后，還沒有開發(fā)出性能可靠的自整定軟件。其性能優(yōu)越，已被廣泛地應用于工業(yè)控制的各個領域。 PLC中的存儲器一般包括系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器兩部分。 S7200 系列的基本單元如表 31 所示 [13]。 圖 32 EM231模塊 DIP開關 10 表 33 熱電偶類型選擇 熱電偶類型 SWI SW2 SW3 J（默認） 0 0 0 K 0 0 1 T 0 1 0 E 0 1 1 R 1 0 0 S 1 0 1 N 1 1 0 +/80mv 1 1 1 表 34 熱電偶其他設置 DIP 開關 功能 開 /關狀態(tài) SW5 熔斷方向 正向標定 0 負定方向 1 SW6 斷線 啟動斷線測量電流 0 禁止斷線測量電流 1 SW7 測量單位 攝氏 0 華氏 1 SW8 冷端啟用 冷端補償啟用 0 冷端補償禁止 1 STEP 7 Micro/WIN32 軟件介紹 STEP 7MWIN32 編程 軟件是基于 Windows 的應用軟件，是西門子公司專門為 SIMTIC S7200 系列 PLC 設計開發(fā)的。采樣后，根據(jù)溫差的大小進行 PID調(diào)節(jié)，轉化得到一個加熱時間（ 010 秒）作為下一個加熱周期的加熱時間。 PID 控制算法 圖 41 帶 PID 控制器的閉控制系統(tǒng)框圖 如圖 41 所示 ， PID 控制器可調(diào)節(jié)回路輸出，使系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)。 表 48 PID 指令回路表 偏移地址 名稱 數(shù)據(jù)類型 說明 0 過程變量（ PVn） 實數(shù) 必須在 ~ 之間 4 給定值（ SPn） 實數(shù) 必須在 ~ 之間 8 輸出值（ Mn） 實數(shù) 必須在 ~ 之間 12 增益（ Kc） 實數(shù) 比例常數(shù)，可正可負 16 采樣時間（ Ts） 實數(shù) 單位為 s，必須是正數(shù) 20 采樣時間（ Ti） 實數(shù) 單位為 min，必須是正數(shù) 24 微分時間（ Td） 實數(shù) 單位為 min，必須是正數(shù) 28 積分項前值（ MX） 實數(shù) 必須在 ~ 之間 32 過程變量前值（ PVn1） 實數(shù) 必須在 ~ 之間 1) 回路輸入輸出變量的數(shù)值轉換方法 本文中，設定的溫度是給定值 SP，需要控制的變量是爐子的溫度?；芈返妮敵鲋凳窃?~ 之間，是一個標準化了的實數(shù)，在輸出變量傳送給 D/A 模擬量單元之前，必須把回路輸出變量轉換成相應的整數(shù)。在加熱時間內(nèi)使得繼電器接通，那加熱爐就可處于加熱狀態(tài)，反之則停止加熱 [21]。 運行 PLC 初始化安全燈 =？ =0 初始化運行指示燈 =1 調(diào)用子程序 0 調(diào)用子程序 1 每 10s 調(diào)用 1 次子程序 2 爐子加熱 主程序 子程序 0 初試化 粗調(diào) 溫度 =？ 微調(diào) 返回 溫度高于限制溫度 溫度低于限制溫度 24 圖 55 程序流程圖 助記符語言表 主程序 LD // 常 ON LPS // 將 壓棧 AR= VD30, // 如果溫度小于 105℃ S , 1 // 使 保持 ON R , 1 // 使 保持 OFF 設定目標溫度 設定 PID 值 返回 子程序 1 子程序 2 讀入溫度并轉換 把實際溫度值放于 VD30 中 調(diào)用 PID 指令 時間寄存器加 10s 設定下一周期內(nèi)的加熱時間 返回 溫度小于限制溫度 25 LPP // 彈出 AR= VD30, // 如果溫度大于 105℃ S , 1 // 使 保持 ON R , 1 // 使 保 持 OFF LD LPS A // 按下啟動按扭，啟動系統(tǒng) AN // 為保護關開，一般情況下保持 ON S , 1 R , 1 LPP A // 按下關閉按扭，停止運行 AN R , 1 S , 1 LD AN LPS A S , 1 R , 1 // 使停止指示燈（ ） OFF S , 1 // 使運行指示燈（ ） ON LPP A S , 1 // 使停止指示燈（ ） ON R , 1 R , 1 // 使停止指示燈（ ） OFF LD CALL SBR0 // 調(diào)用子程序 0 LD 26 CALL SBR1 // 調(diào)用子程序 1 LD LPS AN TON T50, 100 LPP A T50 = //每 10S 使中間繼電器 為 ON LD CALL SBR2 //每 10S 調(diào)用一次子程序 2 LD AN LPS AN T52 //T51 爐子一個周期內(nèi)的加熱時間 TON T51, VW34 //T51 爐子一個周期內(nèi)的非加熱時間 LRD AN T51 = //使繼電器（ ）接通，爐子加熱 LPP A T51 TON T52, VW36 子程序 0 LD LPS AR= VD30, //如果溫度小于 84℃ S , 1 //使 常 ON 27 R , 1 //使 常 OFF LPP AR= VD30, //如果溫度大于 84℃ S , 1 //使 常 ON R , 1 //使 常 OFF LD //常 ON 繼電器 AN A //如果 為 ON，則執(zhí)行以下程序 MOVR , VD0 //輸入 P 值 300 到 VD0 MOVR , VD4 //輸入 I 值 到 VD4 MOVR , VD8 //輸入 D 值 到 VD8 MOVR , VD12 //輸入設定溫度值 到 VD12 LD AN A //如果 為 ON，則執(zhí)行以下程序 MOVR , VD0 //輸入 P 值 到 VD0 MOVR , VD4 //輸入 I 值 . 到 VD4 MOVR , VD8 //輸入 D 值 到 VD8 MOVR , VD12 //輸入設定溫度值， 到 VD12 子程序 1 LD MOVR VD12, VD104 //輸入設定溫度值 /R , VD104 //把設定值歸一化處理 MOVR VD0, VD112 //輸入 P 值到 PID 回路中 MOVR , VD116 //輸入采樣時間到 PID 回路中 MOVR VD4, VD120 //輸入 I 值到 PID 回路中 MOVR VD8, VD124 //輸入