【正文】 算機(jī)屏幕上直接生成和編輯各種文本程序或圖形程序，可以實(shí)現(xiàn)不同編程語(yǔ)言之間的相互轉(zhuǎn)換。 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （論文） 第 12 頁(yè) 共 52 頁(yè) 本設(shè)計(jì)選用 臨界比例法 ， 利用該方法進(jìn)行 PID 控制器參數(shù)的整定步驟如下： (1)首先預(yù)選擇一個(gè)足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作； (2)僅加入比例控制環(huán)節(jié) ,直到系統(tǒng)對(duì)輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩 ,記下這時(shí)的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期 ； (3)在一定的控制度下通過(guò)公式計(jì)算得到 PID 控制器的參數(shù)。不用通過(guò)編程就可以生成控制器 的大部 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （論文） 第 13 頁(yè) 共 52 頁(yè) 分功能（構(gòu)造、參數(shù)設(shè)置和在程序中的調(diào)用等），前提是必須已經(jīng)掌握 STEP 7 的編程基礎(chǔ)知識(shí)。如果微分時(shí)間常數(shù)過(guò)大，系統(tǒng)輸出量在接近穩(wěn)態(tài)值時(shí)上升緩慢。另外 WINCC支持豐富的動(dòng)畫連接如 “ 閃爍 ” 、 “ 旋轉(zhuǎn) ” 、“ 填充 ” 、 “ 移動(dòng) ” 等，使畫面生動(dòng)直觀。 WINCC通過(guò)變量記錄和報(bào)警記錄等編輯器對(duì)過(guò)程值進(jìn)行歸檔，自動(dòng)存入數(shù)據(jù)庫(kù)。自動(dòng)記錄交接班情況，記錄每一班鍋爐運(yùn)行時(shí)間，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄，報(bào)警記錄的打印，班 （日） 報(bào)、月報(bào)報(bào)表記錄與打印，耗煤量、供熱量、統(tǒng)計(jì)與打印等。 （ 4）引入適當(dāng)?shù)奈⒎窒禂?shù) D，此時(shí)可適當(dāng)增大比例系數(shù) P 和積分系數(shù) I。這一過(guò)程是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的階段。 該 鍋爐控溫 系統(tǒng)也有一些有不足的地方需要改進(jìn)，編程時(shí)我們用了編程軟件自帶的 PID 指令向?qū)K，這樣雖然方便，但是使得控制系統(tǒng)超調(diào)量和調(diào)節(jié)時(shí)間都稍微偏大，若不直接調(diào)用該模塊，而是自己編寫 PID 控制 子程序的話，控制效果可能會(huì)更好。 if(b180) b=180。} if(b190) b=190。} if(b30) b=30。 if(b330) b=330。} if(b150) b=150。} if(b50) b=50。} if(b370) b=370。} if(b30) b=30。} if(X240) X=240。} if(b150) b=150。} if(X140) X=140。} if(b210) b=210。} { if(c) a=a+1。a70) {SetTagBit(c,0)。} if(d) {if (i==30 ) 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （論文） 第 52 頁(yè) 共 52 頁(yè) {if(b) a=a3。amp。amp。 //ReturnType: BOOL g=GetTagBit(出水閥 A)。a=80) {SetTagBit(c,1)。 h=GetTagWord(xa_5)。 int b。 int X。 int b。 int X。 int b。 int b。 int b。 int b。 int b。 int b。 int b。 int b。 PID 閉環(huán)控制是控制系統(tǒng)中應(yīng)用很廣泛的一種控制算法，對(duì)大部分控制對(duì)象都有良好的控制效果。 STEP7的 SIMATIC管理器工具條中的圖標(biāo)，打開(kāi) S7PLCSIM窗口，將程序下載到仿真 PLC中。 （ 2）取比例系數(shù) P 為當(dāng)前的值乘以 ，由小到大增加積分系數(shù) I，同樣讓擾動(dòng)信號(hào)作階躍變化，直至得到滿意的控制過(guò)程。 3．?dāng)?shù)據(jù)歸檔：所有模擬量信號(hào)均通過(guò) 變 量記錄編輯器進(jìn)行短期歸檔，而對(duì)于一些重要參數(shù) (如汽包水位 )和統(tǒng)計(jì)量 (如耗煤量、蒸汽流量等 )則需長(zhǎng)期歸檔?？梢约赏ㄟ^(guò) ODBC和 SOL方式的歸檔數(shù)據(jù)訪問(wèn)，以及通過(guò) OLE2。 WINCC容易結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)的和用戶的程序建立人機(jī)界面，精確的滿足生產(chǎn)實(shí)際要求。但是積分作用的動(dòng)作緩慢，可能給系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性代來(lái)不良影響，因此很少單獨(dú) 使用。 過(guò)程分析時(shí)應(yīng)注意：控制過(guò)程的靜態(tài)性能（比例）和動(dòng)態(tài)性能（時(shí)間延遲、死區(qū)和重設(shè)時(shí)間等）對(duì)被控過(guò)程控制器的構(gòu)造和設(shè)計(jì)以及靜態(tài)（比例）和動(dòng)態(tài)參量（積分和微分）的維數(shù)選取有著很大的影響。即當(dāng)我們不完全了解一個(gè)系統(tǒng)和被控對(duì)象，或不能通過(guò)有效的測(cè)量手段來(lái)獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí) ,最適合采用 PID 控制技術(shù) 。 接口模塊： CPU 模塊所在的機(jī)架稱為中央機(jī)架，如果一個(gè)機(jī)架不能容納全部模塊，可以增設(shè)一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)展機(jī)架。 S7300 有很高的電磁兼容性和抗振動(dòng)抗沖擊能力，有 350 多條指令，其編程軟件 STEP7 功能強(qiáng)大，可以使用多種編程語(yǔ)言。 根據(jù)使用場(chǎng)合的不同，熱電偶有鎧裝式熱電偶、裝配式熱電偶、隔爆式熱電偶等種類。它的主要特點(diǎn)是測(cè)量精度高，性能穩(wěn)定?？删幊绦蚩刂破鳎?Programmable Logic Controller）正是順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用控制裝置。隨著 PLC 功能的擴(kuò)充在許多 PLC 控制器中都擴(kuò)充了 PID控制功能?，F(xiàn)在，我國(guó)在溫度等控制儀表業(yè)與國(guó)外還有著一定的差距。 2 下位機(jī)硬件 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 上位機(jī) S7300PLC 控制器 固態(tài)繼電器 電阻爐 溫度傳感器 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （論文） 第 3 頁(yè) 共 52 頁(yè) 隨著微處理器、計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在所有的工業(yè)領(lǐng)域。 熱電阻 熱電阻是中低溫區(qū)最常用的一種溫度測(cè)量元件。對(duì)于實(shí)驗(yàn)室等短距離的 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （論文） 第 5 頁(yè) 共 52 頁(yè) 應(yīng)用場(chǎng)合，可以直接把熱電偶信號(hào)引入 PLC 進(jìn)行測(cè)量。 PLC 已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制系統(tǒng)中， PLC 在其它 領(lǐng)域，例如在民用和家庭自動(dòng)化設(shè)備中的應(yīng)用也得到了迅速的發(fā)展。在信號(hào)模塊中，用光耦合器、光敏晶閘管、小型繼電器等器件來(lái)隔離PLC 的內(nèi)部電路和外部的輸入、輸出電路。 （ 6）如圖 27，將 ~ 設(shè)置為脈沖信號(hào)。對(duì)于任意給定的CPU，控制器的數(shù)量和每個(gè)控制器被調(diào)用的頻率是相互矛盾的。在 P,I,D 這三種控制作用中，比例部分與誤差部分信號(hào)在時(shí)間上時(shí) 一致的，只要誤差一出現(xiàn)，比例部分就能及時(shí)地產(chǎn)生與誤差成正比例的調(diào)節(jié)作用，具有調(diào)節(jié)及時(shí)的特點(diǎn)。 無(wú)論是單用戶系統(tǒng)還是冗余多服務(wù)器 /多用戶系統(tǒng)、還是針對(duì)復(fù)雜的或特定的任務(wù)， WINCC均能夠很好的處 理 ； WINCC集成 ODBC/SQL數(shù)據(jù)庫(kù)，具有 OLE， ActiveX， OPC等標(biāo)淮接口、開(kāi)放的 API程序接口以及針對(duì)所有主要 PLC廠商的通訊接口程序 。在用戶 S7自動(dòng)化系統(tǒng)中可用的所有變量的列表將顯示在 WINCC變量選擇對(duì)話框中。監(jiān)控系統(tǒng)完成的任務(wù)如下： 1．參數(shù)設(shè)定：對(duì)模擬量標(biāo)度變換參數(shù)的設(shè)定以及控制回路中控制參數(shù)設(shè)定。下圖是WINCC上對(duì)各個(gè)按鈕的詳細(xì)說(shuō)明?！皹邮竭x項(xiàng)板”允許快速更改線型、線粗細(xì)、線端樣式和填充圖案。 圖 55 恒溫水流出 以上為 WINCC監(jiān)控方面的設(shè)計(jì)能夠基本模擬出所設(shè)計(jì)的鍋爐供熱系統(tǒng)的 PLC控制系統(tǒng)的功能，但是在實(shí)現(xiàn)液位的腳本設(shè)計(jì)上還是存在一些缺陷。 SetTagWord(x1,X)。 SetTagWord(x1_2,b)。 SetTagWord(x1_4,b)。 SetTagWord(x,X)。 SetTagWord(x_2,b)。 SetTagWord(xa,X)。 SetTagWord(xa_2,b)。 SetTagWord(xa_4,b)。 SetTagWord(xa_6,a)。 SetTagWord(ya_1,b)。 SetTagWord(ya_4,b)。 SetTagWord(xb,b)。 //ReturnType: BOOL e=GetTagBit(進(jìn)水閥 A)。} {SetTagBit(c,0)。 //ReturnType: BOOL d=GetTagBit(進(jìn)水閥 B)。a=279) {SetTagBit(低水位限位開(kāi)關(guān) ,1)。} SetTagWord(yewei_1,a)。 if(b) a=a。 return a。} if (g) a=a1。 } 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （論文） 第 50 頁(yè) 共 52 頁(yè) 液位高 : { int a。 } 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （論文） 第 49 頁(yè) 共 52 頁(yè) 出水 B 寬 : { BOOL a。 } 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （論文） 第 48 頁(yè) 共 52 頁(yè) A 水寬 4 的 x 軸 : { int a。 } 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （論文） 第 47 頁(yè) 共 52 頁(yè) A 水高 1 的 y 軸 : { int a。 } 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （論文） 第 46 頁(yè) 共 52 頁(yè) 出水 A 寬 : { int a。 } 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （論文） 第 45 頁(yè) 共 52 頁(yè) A 水寬 4: { int a。 } 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （論文） 第 44 頁(yè) 共 52 頁(yè) A 水寬 2: { int a。 } 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （論文） 第 43 頁(yè) 共 52 頁(yè) A 水寬 1: { BOOL a。 } 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （論文） 第 42 頁(yè) 共 52 頁(yè) B 水寬 2 的 x 軸 : { int a。 } 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （論文） 第 41 頁(yè) 共 52 頁(yè) B 水寬 1 的 x 軸 : { BOOL a,b。 } 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （論文） 第 40 頁(yè) 共 52 頁(yè) B 水寬 3: { int a。 } 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （論文） 第 39 頁(yè) 共 52 頁(yè) B 水寬 2: { int a。 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （論文） 第 30 頁(yè) 共 52 頁(yè) 致 謝（小 3 號(hào)黑體，居中） 本課題的研究是在我的導(dǎo)師張老師的悉心指導(dǎo)下完成的，張老師學(xué)識(shí) 淵博、治學(xué)態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)、工作一絲不茍 ，更有誨人不倦的師者風(fēng)范， 在 此謹(jǐn)向 李 老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意 ！ 畢業(yè)在即，衷心感謝指導(dǎo)過(guò)我的各位老師，四年的成長(zhǎng)離不開(kāi)他們的諄諄教誨；感謝淮陰工學(xué)院，大學(xué)生涯是人生中的一筆寶貴財(cái)富；感謝 08 級(jí)電子與電氣系輔導(dǎo)員郁春紅，最后一年的大學(xué)生活對(duì)我們關(guān)懷備至；感謝相伴度過(guò)四年的舍友、感謝同窗四年的同學(xué)、感謝幫助關(guān)心過(guò)我的校友，感謝默默關(guān)心我支持我的朋友們，祝大家在今后的生活中幸?？鞓?lè)！ 最后感謝含辛茹苦撫養(yǎng)我的父母，感謝他們多年來(lái)的支持與付出！ 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 （論文） 第 31 頁(yè) 共 52 頁(yè) 參 考 文 獻(xiàn) 1 Gilman， G． F． Jerry． Boiler control systems engineering． Portland：Sci tech Book News， Sep20xx． 2 TimMcCarthy． Be aware of rebuilt burner— boiler controls． Portland：Barring ton Engineering， Sep20xx． 3 Rahu． M． Process Control Engineering． Gordon and Breach Science Publisher， 20xx. 4 Connell． B． Process Instrumentation Application Manual， New york McGraws— Hill Company Inc， 1996. 5 王洪猛，謝建君，曾云等 .基于 PLC 的過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) .自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用， 20xx， 2