【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 CH400H2S000AIR000008910111213H2O0CO200CH40000H2S00AIR0 實(shí)驗(yàn)流程計(jì)算結(jié)果 plus模擬計(jì)算出來的的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)圖中可以看出，1號(hào)2號(hào)分別是進(jìn)水線與進(jìn)氣線，5號(hào)線為產(chǎn)品氣線，利用這套模擬裝置所計(jì)算出來的產(chǎn)率為96%。第五章 自動(dòng)控制簡(jiǎn)介 自動(dòng)控制設(shè)計(jì)思路通過使用aspen plus進(jìn)行模擬計(jì)算得到各個(gè)參數(shù)包括進(jìn)料流量、塔壓、水位等各個(gè)參數(shù)的數(shù)值后，利用這些數(shù)值將設(shè)計(jì)出整套流程的自動(dòng)控制系統(tǒng)來大大提高高壓水洗的效率。對(duì)于整體流程，我采用西門子PLC可編程控制器來設(shè)計(jì)整體自動(dòng)控制系統(tǒng)，在選用具體的PLC編程軟件中，我選用西門子S7200作為編程軟件，對(duì)于流量、壓力、液位等各個(gè)參數(shù)中，我具體使用PID算法來控制，利用PID控制能更快速、穩(wěn)定、準(zhǔn)確的達(dá)到參數(shù)值，PID控制又稱比例積分微分控制[7]。再次過程中，我使用MCGS對(duì)整個(gè)過程進(jìn)行監(jiān)控，觀察系統(tǒng)運(yùn)行的狀況，然后通過PID控制，是系統(tǒng)能達(dá)到最穩(wěn)定的狀態(tài)。 PLC簡(jiǎn)介 可編程控制器概念可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC，它是一種使用數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，是在工業(yè)環(huán)境下專門設(shè)計(jì)出來的一種軟件?？删幊炭刂破鞯膽?yīng)用相當(dāng)廣泛，影響大，是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的主要設(shè)備之一。可編程控制器現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在自控行業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域?？删幊炭刂破魇怯脕磉M(jìn)行編程的一個(gè)軟件，它是用來執(zhí)行程序口令的運(yùn)算以及控制，執(zhí)行口令進(jìn)行計(jì)算定是等，并通過數(shù)字模擬的輸入或者輸出端口，控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破髟谧詣?dòng)化行業(yè)運(yùn)用非常廣泛，他的運(yùn)算速度相當(dāng)快，運(yùn)算結(jié)果準(zhǔn)確，并且它的體積小，重量輕，能耗也特別的低，其在未來的工業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用將會(huì)越來越廣泛[8]，隨著自動(dòng)化行業(yè)的興起，可編程控制器將會(huì)是一個(gè)極具發(fā)展前景的控制器。：1. 中央處理單元(CPU)中央處理器屬于可編程控制器的控制中樞，在可編程控制器中扮演著重要的角色，它接受并存儲(chǔ)用戶輸入的編程與數(shù)據(jù)，并且診斷系統(tǒng)中的語(yǔ)言錯(cuò)誤以及電源故障等問題，接受設(shè)備掃描輸入的數(shù)據(jù)，進(jìn)行用戶所規(guī)定的邏輯運(yùn)算等功能。 PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)2. 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是用來存放各種系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)的地方；用戶程序存儲(chǔ)器是存放PLC用戶程序應(yīng)用。存儲(chǔ)器用來存儲(chǔ)系統(tǒng)讀入、運(yùn)行狀態(tài)等各種數(shù)據(jù)。3. 輸入輸出接口（I/O模塊）PLC的輸入輸出接口是讀入數(shù)據(jù)，輸出數(shù)據(jù)的接口，輸入接口通過各種行程開關(guān)、磁性開關(guān)、模擬量等輸入數(shù)據(jù)，通過電機(jī)、氣缸等執(zhí)行元件進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出。4. 通信接口通信接口是PLC與外部設(shè)備進(jìn)行通信的接口。通信接口的形式多樣，最基本的有UBS,RS232,RS422/RS485等的標(biāo)準(zhǔn)串行接口。5. 電源電源是給PLC提供電源的裝置，它在可編程控制器中起著重要的作用。它用來將外部供電電源轉(zhuǎn)變成供PLC內(nèi)部的CPU、存儲(chǔ)器和I/O接口等電路工作所需要的直流電[9]。 可編程控制器的工作原理 PLC程序執(zhí)行過程，可編程控制器是通過數(shù)據(jù)掃描的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入的，接著數(shù)據(jù)輸入后存進(jìn)緩存寄存器內(nèi)，然后進(jìn)行程序執(zhí)行，通過讀寫的方式將數(shù)據(jù)存入內(nèi)部緩存寄存器，然后輸出所存電器，再輸出端子刷新，接著輸出數(shù)據(jù)。其程序執(zhí)行過程可以分為輸入處理、程序處理、輸出處理三個(gè)階段：1） 輸入處理在輸入處理階斷，可編程控制器將掃描的所有的輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)一次存入映像區(qū)的相應(yīng)的單元內(nèi)。它是采用掃描的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入的。而他所輸入的數(shù)據(jù)屬于脈沖信號(hào)，因此其寬度必須大于一個(gè)掃描周期，在此情況下，所有的輸入就都能被讀入。2）程序處理在程序處理階段，PLC總是總是采用自上而下的方式用用戶程序進(jìn)行掃描的。當(dāng)掃描每一個(gè)梯形圖的時(shí)候，又總是從梯形圖的左側(cè)的控制線路開始掃描，并且它總是按先左后右、先上后下的順序?qū)刂凭€路進(jìn)行邏輯運(yùn)算然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，對(duì)處于系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)的邏輯線圈的狀態(tài)進(jìn)行刷新處理；或者對(duì)I/O印象去的對(duì)應(yīng)的位置的輸出線圈進(jìn)行刷新處理；以及決定程序特殊功能指令是否需要執(zhí)行。在執(zhí)行用戶功能程序的時(shí)候，只有在映像區(qū)的內(nèi)輸入點(diǎn)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化。而其他在映像區(qū)以及存儲(chǔ)區(qū)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)可能會(huì)發(fā)生變化。而且排在梯形圖上面的執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)下面的可能會(huì)用到這些線圈或數(shù)據(jù)的起作用；相反，排在梯形圖下面的已經(jīng)被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能在下一個(gè)掃描周期的時(shí)候上面的程序起到作用。3） 輸出處理當(dāng)結(jié)束程序處理階段后，PLC開始實(shí)現(xiàn)輸出處理。在輸出處理期間，中央處理器按照映像區(qū)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)對(duì)所有的電路進(jìn)行刷新處理，然后通過相應(yīng)的輸出處理控制相應(yīng)的外部設(shè)備?？删幊炭刂破鲬?yīng)該算是整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心，它需要完成數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)輸出以及控制外部設(shè)備等工作。因此我們?cè)谶x擇可編程控制器時(shí)，需要考慮可編程控制器是否具有豐富的語(yǔ)言指令、是否能及時(shí)實(shí)施數(shù)據(jù)處理、是否準(zhǔn)確處理數(shù)據(jù)快速有效地對(duì)外部設(shè)備輸出控制信息等。因此依據(jù)以上選擇條件，我選用西門子PLC S7200作為我的可編程控制器。S7200型PLC具有價(jià)格低廉，操作簡(jiǎn)單，性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，是現(xiàn)如今小型控制系統(tǒng)比較適用的一款軟件。西門子公司的PLC具有較高的可靠性，對(duì)外通訊簡(jiǎn)單可擴(kuò)展性好，它所涵蓋的語(yǔ)言指令豐富。可以簡(jiǎn)單的連上計(jì)算機(jī)，多自控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)控制。 PID控制算法在實(shí)際的自控操作中，PID算法是一種運(yùn)用最為廣泛的算法，它對(duì)于控制流量、壓力、溫度等都具有非常好的效果。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)誤差，利用比例、積分、微分計(jì)算出控制量來進(jìn)行控制的[10]。 PID控制系統(tǒng)原理圖，上述系統(tǒng)主要由被控對(duì)象和PID控制組成。作為一種線性控制，它控制偏差e(t)通過設(shè)定值r(t)以及實(shí)際的輸出值y(t)進(jìn)行構(gòu)成，通過線性組合將偏差按照比例、積分和微分的方式來構(gòu)成控制量u(t)，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制?？刂破鞯妮斎胼敵鲫P(guān)系可描述為：式中：e(t)=r(t)u(t)，Kp為比例放大系數(shù)，Ti為積分時(shí)間常數(shù)、Td為微分時(shí)間常數(shù)。1） 比例（P）控制比例控制是為了讓控制系統(tǒng)的偏差信號(hào) e(t)能及時(shí)