【正文】 只需要用到單極性兩級(jí)控制，將 MAN_ON，STEP3_ON， ST2BI_ON 設(shè)置為 FALSE 即可。首先在加熱過程中進(jìn)行手動(dòng)的流量干擾如圖 10 所示。 在設(shè)計(jì)程序之前我們首先插入 SIMATIC300 站點(diǎn)，并對(duì) S7300PLC 進(jìn)行硬件組態(tài)。 I/O 模塊的地址分配 S7300 的數(shù)字量（或稱開關(guān)量）地址標(biāo)識(shí)符、地址的字節(jié)部分和位部分組成，一個(gè)字節(jié)由 0~7 這 8 個(gè)位組成。 （ 2）內(nèi)部存儲(chǔ)器標(biāo)志位（ M）存儲(chǔ)器。下面介紹一下這兩個(gè)塊的幾個(gè)重要參數(shù)： IN:輸入?yún)?shù)， FC105 可以是 PIW，也可以是整數(shù)格式的存儲(chǔ)單元。 （ 2） FB43 模塊說明。 （ 1） FB41 模塊說明。模擬量輸入模塊的模擬值與以百分?jǐn)?shù)表示的模擬量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系為雙 極性模擬量量程（ 100%到 100%）分別對(duì)應(yīng)于模擬值 27648 到 27648。 S7300 模塊 說明 本次設(shè)計(jì)主要是涉及到溫度、流量等模擬信號(hào)的采集，因此主要用到的是西門子的SM331 和 SM332 模塊。并且由于實(shí)驗(yàn)條件有限外膽冷卻水也不能保證溫度恒定不變，所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)也可以使內(nèi)膽水流動(dòng)保持一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡。 由于前饋控制作用是按干擾進(jìn)行工作的，而且整個(gè)系統(tǒng)是開環(huán)的，因此根據(jù)一種干擾設(shè)置的前饋控制只能克服這一干擾，而對(duì)于其他干擾，由于這個(gè)前饋控制器無法感受到，也就無能為力了。 基于 SIEMENS S7300PLC 的鍋爐流量 溫度前饋 反饋控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 圖 1 前饋控制系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)傳遞函數(shù)如公式（ 1） )()()()()(1 sGsGsGsF s PCffPD ???? （ 1） 式中 Gpd(s)、 Gpc(s)分別為對(duì)象干擾通道與控制通道的傳遞函數(shù)。溫度控制具有很大的滯后性，在控制中難以得到理想的效果。正因?yàn)榱髁繑_動(dòng)的這個(gè)特性我們可以用前饋補(bǔ)償來消除它的影響。但是單純的前饋往往不能很好的補(bǔ)償 干擾，主要是單純前饋不存在被控變量的反饋，即對(duì)于補(bǔ)償?shù)男Ч麤]有檢驗(yàn)的手段。則此時(shí)的 Gff 為一靜態(tài)系數(shù) Kf。在該系統(tǒng)中可綜合兩者的優(yōu)點(diǎn)，將反饋控制不易克服的主要干擾進(jìn)行反饋控制，這樣，既發(fā)揮了前饋校正及時(shí)的特點(diǎn)，又保持了反饋控制能克服多種干擾并對(duì)被控變量始終給與檢驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)，因而這種控制方式是過程控制中較有發(fā)展前途的控制方式。 圖 2 前饋反饋控制框圖 其中前饋補(bǔ)償和 PID 控制都由 S7300PLC 編程實(shí)現(xiàn)。這個(gè)模塊有 4 路模擬量輸出通道。 圖 3 SM331 屬性設(shè)置 圖 4 SM332 屬性設(shè)置 基于 SIEMENS S7300PLC 的鍋爐流量 溫度前饋 反饋控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 S7300 組織塊說明 在設(shè)計(jì)中我們主要用到三個(gè)組織塊 :OB1 OB100 和 OB35。 SP_INT:內(nèi)部設(shè)定值輸入，取值范圍177。 INV:輸入變量，即 FB41 輸出的模擬量控制值 LMN。 FC106 的為整數(shù)，可直 基于 SIEMENS S7300PLC 的鍋爐流量 溫度前饋 反饋控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 接傳送至 PQW 中。 計(jì)數(shù)器用來累計(jì)其計(jì)數(shù)脈沖上升沿的次數(shù)，有 加計(jì)數(shù)器、減計(jì)數(shù)器和加減計(jì)數(shù)器。 力控 Forcecontrol 簡(jiǎn)介 力控 展趨勢(shì)，總結(jié)多年的開發(fā)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和大量的用戶需求而設(shè)計(jì)開發(fā)的高端產(chǎn)品 。 在模擬信號(hào)進(jìn)入 SM331 后， 經(jīng)過其轉(zhuǎn)換將 4~20mA 的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為 0~27648 的整數(shù)。繼電器通斷控制接觸器，從而通過接觸器控制加熱絲的通斷。因?yàn)槲覀冊(cè)O(shè)定的溫度控制值為 40176。 PID 參數(shù)整定的基本判斷 ： （ 1） 響應(yīng)曲線震蕩頻繁，系統(tǒng)穩(wěn)定度不夠，需加大比例度。這樣能減小熱慣性對(duì)溫度值的影響。通過這次設(shè)計(jì)我們基本掌握了工程實(shí)際中對(duì) P、 I、 D 三個(gè)參數(shù)的整定方法，并且通過觀察 PLC 的 PID控制 器的輸出變化情況對(duì)這三個(gè)參數(shù)在控制中所起的作用有了更深刻的理解。在控制溫度時(shí)往往會(huì)有很大的超調(diào)。在此向殷老師表示感謝。以免在輸出信號(hào)輸出控制執(zhí)行器是產(chǎn)生錯(cuò)誤。鍋爐內(nèi)膽水溫前饋反饋控制系統(tǒng)的溫度設(shè)定值在 40176。因此我們加入微分作用，把 D 設(shè)為 10S。 對(duì)于溫度系統(tǒng)： P 2060， I（分） 310， D（分） 對(duì)于流量系統(tǒng)： P 40100， I（分） 對(duì)于壓力系統(tǒng)： P 3070， I（分） 對(duì)于液位系統(tǒng)： P 2080， I（分） 1— 5 PID 參數(shù)的調(diào)整經(jīng)驗(yàn) 為： （ 1）對(duì)于比例控制來說，將比例度調(diào)到比較大的位置，逐步減小以得到滿意的曲線。即控制精度為 1:40。如圖 12 所示。組態(tài)如圖 6 所示。數(shù)字量出來按位尋址外，還可以按字節(jié)、字和雙字尋址。 定時(shí)器相當(dāng)于繼電器系統(tǒng)的時(shí)間繼電器。 LO_LIM:輸入?yún)?shù)，實(shí)數(shù)，工程單位量程下限。 FB43 通過調(diào)制脈沖寬度，將輸入變量 INV（即 PID 控制器的輸出量 LMN）轉(zhuǎn)換為具有恒定周期的脈沖序列，該恒定周期時(shí)間 PER_TM 來設(shè)置， PER_TM 應(yīng)與 CONT_C的采樣周期 CYCLE 相同?？刂破鞯墓δ芑谀M信號(hào)采樣控制器的 PID 控制算法，如果需要的話， FB41 可以用脈沖發(fā)生器 FB43 進(jìn)行擴(kuò)展（本次設(shè)計(jì)就用到 FB43 做為擴(kuò)展），產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制的輸出信號(hào)，來控制比例執(zhí)行機(jī)構(gòu)的二級(jí)或三級(jí)控制器。在模擬量輸出組態(tài)時(shí)也需要選擇輸出類型和范圍，如果不選擇正確會(huì)使得執(zhí)行器出現(xiàn)一些與控制信號(hào)不基于 SIEMENS S7300PLC 的鍋爐流量 溫度前饋 反饋控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 符的錯(cuò)誤。 這次設(shè)計(jì)用到的 SM331 模塊訂貨號(hào)為： 6ES7 3317RD000AB0。我們默認(rèn)為它是可測(cè)而不可控的，因此為了在流量擾動(dòng)影響到內(nèi)膽溫度之前就將其消除就可以采取前饋補(bǔ)償。這樣在前饋?zhàn)饔玫目刂平Y(jié)果并沒有最后消除被控變量偏差時(shí)，系統(tǒng)無法得到這一信息而做進(jìn)一步的校正。 （ 1）動(dòng)態(tài)前饋控制 當(dāng)前饋控制作用力求在任何時(shí)刻均實(shí)現(xiàn)對(duì)干擾的補(bǔ)償，通過合適的前饋控制規(guī)律的選擇，使得干擾經(jīng)過前饋控制器至被控量這一通道的動(dòng)態(tài)特性與對(duì)象干擾通道的動(dòng)態(tài)特性完全一致，并使它們的符號(hào)相反，便可達(dá)到控制作用完 全補(bǔ)償干擾對(duì)被控變量的影響。 前饋控制做為一種特殊的控制規(guī)律就是在這種情況下發(fā)展起來的。 南 陽 理 工 學(xué) 院 本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 學(xué)院（系）： 電子系與電氣工程系 專 業(yè)： 自動(dòng)化 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 完成日期 2021 年 5 月 南陽理工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 SIEMENS S7300PLC 的鍋爐流量 溫度 前 饋 反饋控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) Control system Design of Feedforward and Feedback for Boiler Water FlowTemperature Controlling Based on SIEMENS S7300 PLC 總 計(jì)： 23 頁 表 格： 1 個(gè) 插 圖 ： 22 幅基于 SIEMENS S7300PLC 的鍋爐流量 溫度前饋 反饋控 制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 南 陽 理 工 學(xué) 院 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 基于 SIEMENS S7300PLC 的鍋爐流量 溫度 前饋 反饋控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) Control system Design of Feedforward and Feedback for Boiler Water FlowTemperature Controlling Based on SIEMENS S7300 PLC 學(xué) 院 （系）： 電子與電氣工程系 專 業(yè)： 自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 104091020216 指 導(dǎo) 教 師： 評(píng) 閱 教 師： 完 成 日 期： 2021 年 05 月 南陽理工學(xué)院 Nanyang Institute of Technology 基于 SIEMENS S7300PLC 的鍋爐流量 溫度前饋 反饋控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 基于 SIEMENS S7300PLC 的鍋 爐流量 溫度前饋 反饋 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 自動(dòng)化專業(yè) [摘 要 ]:在鍋爐內(nèi)膽水溫度控制中，水的溫度為控制對(duì)象，其本身具有較大的滯后。前饋控制是在擾動(dòng)影