【正文】 28 圖 310 報警指示燈動畫連接 報警條件表達式為： ( 90) amp。 動作腳本往往是與監(jiān)控畫面相關(guān)的一些控制，主要有以下類型： 1．窗口腳本：可以在窗口打開時執(zhí)行、窗口關(guān)閉時執(zhí)行或者窗口存在時周期執(zhí)行。 動作腳本語言支持賦值、數(shù) 學 運算等基本語法，也可以書寫由 IFELSEENDIF 等語句構(gòu)成的帶有分支結(jié)構(gòu)的程序腳本。 (1) IF 表達式 THEN 執(zhí)行體 1 ENDIF 如果表達式的條件成立，則執(zhí)行 THEN 和 ENDIF 之間的語句，否則跳過執(zhí)行這些語句。當 執(zhí) 行 到 下 一個 Case 時，將跳出多分支語句。 Case 3: b = b+2。C。 示例 1： m = 0。 執(zhí)行完后 m 的值為 5。 E3 為循環(huán)控制變量 I 的增量表達式。A。 EndSwitch 在上例中， a 的值為 0,1,2 時將執(zhí)行 b = b+1。如果使用 To 關(guān)鍵字，則一般較小的數(shù)值要出現(xiàn)在 To 之前。不支持嵌套， /*會在后續(xù)文本中找一個 與它最靠近的 */與它配對，不管中間是否又出現(xiàn)了 /*。 在計算機控制的項目中，項目千差萬別，動作腳本是面向應用開發(fā)工程師的，它簡單易用，便于掌握。比如，用戶可以在按下某一個按鈕，打開某個窗口或當某一個變量的值變化時，用腳本觸發(fā)一系列的邏輯控制、聯(lián)鎖控制，改變變量的值、圖形對象的顏色、大小，控制圖形對象的運動等等。 26 圖 36 水罐液位動畫連接 4．水位指示儀表與 連接，用來以刻度顯示水罐水位高低，如圖 37 所示 示。 2．字符輸入：字符串輸入連接中的連接變量為字符串變量。顏色變化包括填充色、線色的變化。 鼠標動畫 該類動作分為：垂直拖動、水平拖動、窗口顯示、左鍵動作、右鍵菜單、信息提示六大類，圖形對象一旦建立了與鼠標相關(guān)的動作的動畫連接，在系統(tǒng)運行時當對象被鼠標選中或拖拽時，動作即被觸發(fā)。設計界面效果如圖 33 所示。窗口名字屬性 只在界面創(chuàng)建時可設。S7200 的 PID 指令引用一個包含回路參數(shù)的回路表，此表起初的長度為 36 個字節(jié)。方法如下： 第一步是將實際值從 16 位整數(shù)數(shù)值轉(zhuǎn)換成浮點數(shù)，然后將小數(shù)數(shù)值表示轉(zhuǎn)換成~ 之間的標準化數(shù)值。 壓力變送器上位機監(jiān)控A / D轉(zhuǎn)換D / A轉(zhuǎn)換進行 P ID 調(diào)節(jié)電磁調(diào)節(jié)閥控制流量V 103V 104QV 102P LCLT103QV 116QV 105QV 102LG104M 101FV101QV 101PWP 101L 1 NM1 ~MSP 13 圖 27 單容上水箱液位 PID 單回路控制示意圖 系統(tǒng)檢測點清單如表 22 所示。 圖 25 PLC 閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖 S7200 的 PID 指令使用一個存儲回路參數(shù)的回路表，該表的長度為 36 個字節(jié)，包括回路的基本參數(shù)。 微分時間 Td 表示了微分作用的強弱， Td 越大，微分作用越強。增大 Kc使系統(tǒng)反應靈敏，是長速度加快，且可以減小穩(wěn)態(tài)誤差。在實際工程中，這個調(diào)節(jié)范圍往往被認為與被控對象（反饋）的測量范圍（量程）一致。 通過 PC/PPI 編程電纜通信。 如圖 22 所示的是 版編程軟件的主界面，其中的“項目”中包括下列基本組件。它是西門子 S7200 用戶悄可缺 少的開發(fā)工具。 PLC 在程序執(zhí)行階段：按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令，經(jīng)相 4 應的運算和處理后，其結(jié)果再寫入輸出狀態(tài)寄存器中，輸出狀態(tài)寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。 本課題研究內(nèi)容： （ 1）通過 PLC 實現(xiàn) PID 控制器 （ 2）對輸入變量的轉(zhuǎn)換與歸一化 （ 3）熟悉 力控組態(tài) 軟件的使用 （ 4）實現(xiàn)上位機對液位的實時監(jiān)控 3 2 PLC 液位控制系統(tǒng)的總體設計 隨 著我國科學技術(shù)和經(jīng)濟的不斷發(fā)展，社會高度信息化，新的高科技技術(shù)不斷應用到各個方面中，使得智能化已成為一種發(fā)展的必然趨勢。而且可以在惡劣的工業(yè)環(huán)境中使用，加強了操作人員的安全系數(shù)，同時提高了工作效率。 液位控制是工業(yè)控制中的一個重要問題，針對液位控制過程中存在大滯后、時變、非線性的特點，在液位控制系統(tǒng)設計中采用 PLC 內(nèi)部數(shù)字 PID控制器，進行輸入量的歸一化轉(zhuǎn)換， PID 計算，輸出量轉(zhuǎn)換工程量等操作。這個階段的另一個特點是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多，產(chǎn)量日益上升。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。 狀態(tài)指示燈：位于機身左側(cè)，顯示 CPU 的工作方式、本機 I/O 的狀態(tài)及系統(tǒng)錯誤狀態(tài)。支持梯形圖 （ LAD） 、指令表（ STL）和功能塊圖（ FBD）等 3 種編程語言，可以在三者之間隨時切換。 符號表 符號表允許程序員用符號來代替存儲器的地址，符號地址便于記憶，使程序更容易理解。 在 S7200 中 ， PID 功能是通過 PID 指令功能塊實現(xiàn)。 新版編程軟件 STEP 7 Micro/WIN 內(nèi)置了一個 PID 調(diào)試控制面板工具，具有圖形化的給定、反饋、調(diào)節(jié)器輸出波形顯示，可以用于手動調(diào)試 PID 參數(shù)。因此積分作用很少單獨使用，它一般與比例和微分聯(lián)合使用，構(gòu)成 PI 或 PID 控制器。不同的 PID 指令不能使用相同的回路編號。上位機也可對相應的地址進行賦值，來設定相關(guān)參數(shù)。為了順利轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣幽Ｊ娇刂?，在轉(zhuǎn)換至自動控制之前由手動控制的輸出值必須作為 Mn 寫入回路表中對應Mn 的地址中。這一過程，是給定值或過程變量的標準化轉(zhuǎn)換的逆過程。 19 3 液位過程控制系統(tǒng)的組態(tài)界面及動畫連接 創(chuàng)建組態(tài)畫面 進入開發(fā)系統(tǒng)后，可以為每個工程建立無限數(shù)目的畫面，在每個畫面上可以組態(tài)相互關(guān)聯(lián)的靜態(tài)或動態(tài)圖形，這些畫面是由開發(fā)系統(tǒng)提供的豐富的圖形對象組成的。它 的 圖 形 是“ 矢量 ” 的 ， 任 意 放 大 和 縮 小不會失真，同時精靈圖庫中的圖形對象的動畫定義可以直接進行變量選取。 動畫連接的創(chuàng)建方法 創(chuàng)建并選擇連接對象，如線、填充圖形、文本、按鈕、子圖等的動畫連接創(chuàng)建方法有以下幾種： 1．先選中圖形對象，然后在屬性設置導航欄中，點擊按鈕 切換到動畫頁，選擇相應 的動畫功能。 顏色動畫 該類動作分為：邊線、實體文本、條件、閃爍、垂直填充、水平填充六大類。 3．旋轉(zhuǎn)：旋轉(zhuǎn)連接能使圖形對象的方位隨著一變量或表達式的值的變化而變化。需要注意的是圖形對象必須為文本或按鈕，并且文本或按鈕中的文字表明了輸出格式。 9．游標動畫連接如圖 313 所示，游標為數(shù)值輸入控件，可以模擬水罐水位變化情況。 動作腳本的創(chuàng)建方式 動作腳本包括：窗口動作、應用程序動作、數(shù)據(jù)改變動作、鍵動作和條件動作等。 4．賦值語句：為變量或?qū)傩再x值的語句。如根據(jù)爐膛溫度的不同范圍（如 320～ 330； 330～ 340； 340～350； ...） ，采取不同的處理方案。 Default: b = b+10。 3．循環(huán)結(jié)構(gòu) 語句循環(huán)操作的實現(xiàn)使計算機真正充當了代替人工作的角色。 34 n = 0。第三次循環(huán) I 取值為 2。 其中 I＝ 0 為循環(huán)變量初始化， I=0 TO 3 表示循環(huán)的結(jié)束判斷，當 I=3 時，則說明循環(huán)應 用結(jié)束 。 WHILE n 5 DO 53 IF (IndirVar[n] Max) THEN Max = IndirVar[n]。力控 eq \o\ac(○ ,R)R 提供兩種循環(huán)語句， WHILE 循環(huán)和 FOR 循環(huán) , 循環(huán)語句一般配合數(shù)組使用。a 的值為 1 時將執(zhí)行 b = b+2。雖然 IF 語句嵌套也能實現(xiàn)，但是層數(shù)多，不直觀，可讀性差。 6．多分支語句：使用多分支語句可以根據(jù)指定的條件控制腳本的執(zhí)行流程，在根據(jù)同一個條件處理多個分支時，它比條件語句更清晰。 2．選擇菜單命令“特殊功能 [S]/動作”或者選擇工程項目的樹形菜單中的“動作”子節(jié)點都可以創(chuàng)建各種動作腳本。 29 圖 314 水罐液位控制系統(tǒng)動畫連接后效果窗口 動作腳本概述 為了給用戶提供最大的靈活性和能力，力控提供了動作腳本編譯系統(tǒng)，具有自己的編程 語言，語法采用類 BASIC 的結(jié)構(gòu)。 2．禁止：允許 /禁止動作可以控制圖形的允許和禁止操作。 5．寬度變化：寬度 變化連接的建立方法與高度變化的建立方法類似 數(shù)值動畫 包括數(shù)值輸入和數(shù)值輸出兩大類，其中可以細分為：模擬輸入、開關(guān)輸入、字符輸入、 模擬輸出、開關(guān)輸出、字符輸出六小項。 1．邊線：邊線變化連接是指圖形對象的邊線顏色隨著表達式的值的變化而變化。 3．選中圖形對象后直接按下“ Alt + Enter”鍵。力控的子圖庫中提供了包括控制按鈕、指示表、閥門、電機、泵、管路和其它標準工業(yè)元件在內(nèi)的數(shù)千個子圖。 力控開發(fā)系統(tǒng)提供的上述多種工具和圖形，方便用戶在組態(tài)工程時建立豐富的圖形界面 。 （ 24） 式中 Rscal—— 按工程量標定的實數(shù)格式的回路輸出； Mn—— 回路輸出的歸一化實數(shù)值； 這一過程可以用下面的梯形圖完成，如圖 29。 軟件設計 軟件設計主要包括兩部分內(nèi)容： 第一：組態(tài)軟件的使用，創(chuàng)建一個單容液位控制畫面，畫面的主要內(nèi)容有：水箱的控制，主要實現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換、 D/A 轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)的歸一化與 PID 算法。 （ 1）水槽裝置（被控對象） 水槽有一個入水口，一個出水口，一個壓力引水口。 回路表的起始地址 TBL： VB； 回路號 LOOP： 0～ 7 的常數(shù)。 綜上所述，積分作用太強（即 Ti 太?。┦瓜到y(tǒng)的穩(wěn)定性變差，超調(diào)量增大；積分作用太弱（即 Ti 太大）使系統(tǒng)消除誤差的速度減慢， Ti 的值應取得適中。 PID 參數(shù)的取值，以及它們之間的配合，對 PID 控制是否穩(wěn)定具有重要的意義。 從而 抑制系統(tǒng)閉環(huán)內(nèi)的各種因素所引起的擾動，使反饋跟隨給定變化。 狀態(tài)表 狀態(tài)表用來觀察程序執(zhí)行時指定的變量的狀態(tài)，狀態(tài)表并不下載到 PLC，僅僅是 7 監(jiān)控用戶程序運行情況的一種工具。這些特征包括：監(jiān)視 S7200 正在執(zhí)行的用戶程序狀態(tài)；為 S7200 指定運行程序的掃描次數(shù)；強制變量值等。 RS485 的串行通信端口：位于機身的左下部，是 PLC 主機實現(xiàn)人 機對話、機 機對話的通道，實現(xiàn) PLC 與上位計算機的連接，實現(xiàn) PLC 與 PLC、編程器、彩色圖形顯示器、打印機等外部設備的連接。 PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式，在 PLC 中用戶程序按先后順序從放， CPU 從第一條指令開始執(zhí)行程序，直到遇到結(jié)束符號后又返回到第一條，如此周而復始不斷循環(huán)，一般而言， PLC 的掃描過程分為內(nèi)部處理（自診斷）、通信操作、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等幾個階段。 目前可編程控制器 PLC 主要是朝著小型化、廉價化、標準化、高速化、智能化、大容量化、網(wǎng)絡化的方向發(fā)展。 關(guān)鍵詞 ： PLC、 PID 控制、閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)、變頻、模擬信號采集 目 錄 1 緒論 ................................................................................................................................... 1 課題的提出 ............................................................................................................. 1 PLC 液位控制系統(tǒng)的概述及發(fā)展 ........................................................................... 1 課題研究的內(nèi)容與目的 ......................................................................................... 2 2 PLC 液位控制系統(tǒng)的總體設計 ......................................................................................