【正文】 號實時控制調(diào)節(jié)閥的開度以及可控硅的電壓，使鍋爐內(nèi)膽水溫保持在給定值左右的一定范圍之內(nèi)。打開三相電源開關后，打開三相磁力泵和三相電加熱管開關既可各自上電。 水溫控制系統(tǒng)的控制對象具有熱儲存能力大，慣性也較大的特點，水在容器內(nèi)的流動或熱量傳遞都存在一定的阻力，因為可以將它歸于具有純滯后的一階大慣性環(huán)節(jié)。從表面上看，組態(tài)工具的運行程序就是執(zhí)行自己特定的任務。 WINCC 變量 要獲得 PLC 中的某個數(shù)據(jù)，必須組態(tài) WINCC 變量，相對于沒有過程驅(qū)動程序連接的內(nèi)部變量，我們稱這些變量為外部變量。在本文中則應仔細選擇 Kp ,然后再選擇其它參數(shù)。但是， Ts太小就會增加 CPU的運算工作量，相鄰的兩次采樣值幾乎沒什么變化，將是 PID 控制器輸出的微分部分接近于 0，所以不應使采樣時間太小。也可以用事先編寫好的試驗程序?qū)ν獠拷泳€做掃描通電檢查來查找接線故障。 KP=， TI=500000ms。Ｔ d偏小時，超調(diào)量也較大，調(diào)節(jié)時間也較長。穩(wěn)態(tài)時 :加大 KP，可以減小穩(wěn)態(tài)誤差 ess，提高控制精度。 8．適量改變 PID 參數(shù)，重復步驟 6，用計算機記錄不同參數(shù)時系統(tǒng)的響應曲線。然后減小積分時間，加大積分作用，并相應調(diào)整比例系數(shù)，反復試湊至得到較滿意的響應，確定比例和積分的參數(shù)。其次 , Ti 及 Td 的選擇相對而言就不是很嚴格了 , 可根據(jù)設計者的要求 (如希望積分作用明顯還是微分作用明顯 ) 而定。 通訊驅(qū)動程序 WINCC 中的通訊通過使用各種通訊驅(qū)動程序來完成，對于不同總線系統(tǒng)上不同 PLC的連接，會有相應的通訊驅(qū)動程序可用。組態(tài)軟件是有專業(yè)性的，一種組態(tài)軟件只能適合某種領域的應用。作為一個國際先進的人機界面(HMI)軟件和 SCADA 系統(tǒng)， WinCC 提供了適用于工業(yè)的圖形顯示、消息、歸檔以及報表的功能模板；并具有高性能的過程耦合、快速的畫面更新、以及可靠的數(shù)據(jù)； WinCC 還為用戶解決方案提供了開放的界面，使得將 WinCC 集成入復雜、廣泛的自動化項目成為可能。 4．三相電加熱管：由三根 電加熱管星形連接而成，用來對鍋爐內(nèi)膽內(nèi)的水進行加溫，每根加熱管的電阻值約為 50Ω 左右。 本實驗的執(zhí)行機構為移項調(diào)壓塊，移項調(diào)壓模塊所需的控制信號是 4 到 20mA 電流信號。 系統(tǒng)組成 溫度控制系統(tǒng)的設計 主要是通過實驗的需要選擇硬件，然后將選擇的硬件組成控制系統(tǒng)。 由于引入計算機與數(shù)字信號，計算機控制系統(tǒng)的控制過程可以歸納為以下三個步驟：實時數(shù)據(jù)采集，實時決策，實時控制。 自動控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。下面介紹PID 控制 比例、積分、微分控制是應用最為 廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律，簡稱 PID 控制，又稱 PID調(diào)節(jié)。這種方法實現(xiàn)簡單，成本低，但控制效果不理想，控制溫度精度不夠高，容易引起振蕩，達到穩(wěn)定的時間也長。 溫度控制對象，在工業(yè)控制過程中，是相當重要的控制對象，因為溫度直接的影響到了燃燒、化學反應、發(fā)酵、烘烤、蒸餾、濃度，結(jié)晶以及空氣流動等物理的和化學的變化過程。溫度控制的不好很有可能引起嚴重的安全事故，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量等一系列的問題。因此，只能用于精度要求不高的場合。 PID 控制器問世至今已有近 80年歷史，它以其結(jié)構簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術之一。其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后 (delay)組件，具有抑制誤差的作用， 其變化總是落后于誤差的變化。以上三個步驟按順序執(zhí)行，從而使整個系統(tǒng)按照一定性能指標的要求進行工作、 工業(yè)控制是計算機的一個重要應用領域，計算機控制系統(tǒng)正是為了適應這一領域的需要而發(fā)展起來的一門專業(yè)技術，它主要研究如何將計算機技術、通過信息技術和自動控制理論應用于工業(yè)生產(chǎn)過程，并設計出所需要的計算機控制系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構框圖和方框圖如圖 31所示。控制信號由控制器 CPU3152 DP 發(fā)出，經(jīng)由 PROFIBUSDP 總 線到達分布式 I/O模塊 ET200M，模擬量輸出模塊 SM332 和分布式 I/O 模塊 ET200M 直接相連，最后模擬量輸出 4 到 20mA 電流信號控制移項調(diào)壓模塊的輸出電壓。 二、“ THJ3 型 西門子 PLC 過程控制系統(tǒng)”的控制柜主要由電源控制組件、西門子PLC 控制組件、變頻器控制組件等幾部分組成。 控制手段 實踐證明溫度對象的特點是 :時間常數(shù)大，滯后現(xiàn)象嚴重，反應在控制系統(tǒng)上，就是被控溫度的變化滯后于調(diào)節(jié)器的輸出。組態(tài)的概念最早 出現(xiàn)在工業(yè)計算機控制中，如 DCS(集散控制系統(tǒng) )組態(tài)， PLC 梯形圖組態(tài)。 通道單元 變量管理器中的通訊驅(qū)動程序條目包含一些子條目，這就是通常所說的通訊驅(qū)動程序的通道單元，每個通道單元構成一個確定的從屬硬件驅(qū)動程序 ,PC 通訊模塊的接口必須對通道單元尋址的通訊模塊進行定義。關于采樣周期則可以根據(jù)系統(tǒng)響應的延遲時間而定 , 一般可選擇比系統(tǒng)響應稍快些即可 , 選擇過小的采樣周期反而不好 。 （ 3）整定微分環(huán)節(jié) 若經(jīng)過步驟（ 2）， PI 控制只能消除穩(wěn)態(tài)誤差，而動態(tài)過程不能令人滿意，則應加入微分控制，構成 PID 控制。 9．打開變頻器電源開關，給變頻器上電，將變頻器設置在適當?shù)念l率（ 25Hz 左右對應 Wincc 開度為 50%），變頻器支路開始往鍋爐夾套打冷水，重復步驟 4～ 8，觀察實驗的過程曲線與前面不加冷水的過程有何不同。但是加大 KP只是減少 ess，卻不能完全消除穩(wěn)態(tài)誤差。只有Ｔ d 合適，才能使超調(diào)量較小，減短調(diào)節(jié)時間 、副回路控制規(guī)律的選擇 19 7 參考文獻 [1] 劉國海．集散控制與現(xiàn)場總線 [M]．北京：機械工業(yè)出版社 2020 [2] 劉華波 .西門子 S7200PLC 編程及應用案例精選 [M].北京：機械工業(yè)出版社，2020 [3] 胡文金 .計算機測控應用技術 [M].重慶：重慶大學出版社， 2020 [4] 向曉漢等 .西門 子 PLC 高級應用實例精講 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2020 [5] S7200PLC 可編程控制器系統(tǒng)手冊 [M]. 西門子公司 ,2020 [6]劉澤祥 .現(xiàn)場總線技術 .北京 .：機械工業(yè)出版社， 2020 [7]康波，李云霄 .計算機控制系統(tǒng) .北京：電子工業(yè)出版社， 2020 [8]黃德先 .過程控制系統(tǒng) .北京：清華大學出版社， 2020 。 KP=， TI=999999ms，系統(tǒng)能慢慢趨于穩(wěn)定，調(diào)節(jié)時間稍微長了點，這是因為微分作 用沒加，相當于 0，而微分太小會使超調(diào)量增加，調(diào)節(jié)時間也增長。 5 實驗調(diào)試 實驗調(diào)試分為 PLC 程序調(diào)試和 WinCC 調(diào)試 PLC 程序的調(diào)試分為模擬調(diào)試和現(xiàn)場調(diào)試兩個調(diào)試過程，在此 之前首先對 PLC外部接線作仔細檢查，外部接線一定要準確無誤。 采樣周期的分析 采樣周期 Ts 越小，采樣值就越能反應溫度的變化情況。 PID 參數(shù)的選擇不是唯一的 , 但一定要選擇好關鍵參數(shù)。通過右鍵單擊相應的通道單元條目，并從彈出式菜單中選擇“新建驅(qū)動程 序連接”來建立 WINCC 與 PLC 之間的連接。工業(yè)控制中形成的組態(tài)結(jié)果是用在實時監(jiān)控的。而產(chǎn)生滯后則與熱量的傳遞過程有關，再者測溫元件也有一定的慣性，這些都會產(chǎn)生滯后現(xiàn)象。接上三相四線電源，打開總電源開關，此時三只電壓表均指示 380V 左右，控制柜后面的插座帶電；打開風扇開關，可以給控制柜散熱；打開控制站電源，西門子 S7300PLC 既可上電。該系統(tǒng)由水箱、閥門、變頻器、磁力泵、鍋爐內(nèi)膽、三相調(diào)壓裝置、電加熱管、溫度傳感器、可編程邏輯控制器等組成。文章介紹了基于 S7300 溫度控制系統(tǒng)的 PID 調(diào)節(jié)器的實現(xiàn)。其性能優(yōu)越，已被廣泛的應用于工業(yè)控制的各個領域，并已經(jīng)成為工業(yè)自動化的三大支柱（ PLC、工業(yè)機器人、 CAD/CAM）之一。這就是說，在控 制器中僅引入 “比例”項往往是不夠的，比例項的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項”，它能預測誤差變化的趨勢，這樣，具有比例 +微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負值，從而避免了被控量的嚴重超調(diào)。即當我們不完全了解一個系統(tǒng)和被控對象，或不能通過有效的測量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時，最適合用 PID控制技術。 2,2 溫度控制器的硬件選擇