【文章內(nèi)容簡介】 溫度顯示X7 手動啟動水泵Y7 溫度顯示X10 手動關(guān)閉水泵Y10 溫度顯示X11 增1Y11 溫度顯示X12 減1Y12 溫度顯示X13 復(fù)位Y13 出錯(cuò)信號燈X14 增10Y14 給定溫度指示燈X15 減10Y15 實(shí)時(shí)溫度指示燈X16 自適應(yīng)控制Y16 水位報(bào)警指示燈X17 PID控制。圖 PLC的I/O接線圖4 溫度控制和液位控制的軟件設(shè)計(jì) GX Developer編程軟件 GX Developer是三菱PLC的編程軟件。適用于Q、QnU、QS、QnA、AnS、AnA、FX等全系列可編程控制器。支持梯形圖、指令表、SFC、 ST及FB、Label語言程序設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定，可進(jìn)行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有異地讀寫PLC程序功能。 GX Developer的特點(diǎn) (1)軟件的共通化GX Developer能夠制作Q系列，QnA系列，A系列(包括運(yùn)動控制(SCPU)),FX系列的數(shù)據(jù),能夠轉(zhuǎn)換成GPPQ,GPPA格式的文檔。 此外，選擇FX系列的情況下，還能變換成FXGP(DOS),FXGP(WIN)格式的文檔。 (2)利用Windows的優(yōu)越性，使操作性飛躍上升能夠?qū)xcel,Word等作成的說明數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制、粘貼，并有效利用。 (3)程序的標(biāo)準(zhǔn)化： 用標(biāo)號編程制作可編程控制器程序的話，就不需要認(rèn)識軟元件的號碼而能夠根據(jù)標(biāo)示制作成標(biāo)準(zhǔn)程序。 用標(biāo)號編程做成的程序能夠依據(jù)匯編從而作為實(shí)際的程序來使用。（以下，略稱作FB） FB是以提高順序程序的開發(fā)效率為目的而開發(fā)的一種功能。把開發(fā)順序程序時(shí)反復(fù)使用的順序程序回路塊零件化，使得順序程序的開發(fā)變得容易。此外，零件化后，能夠防止將其運(yùn)用到別的順序程序時(shí)的順序輸入錯(cuò)誤。（宏定義名）登錄（宏登錄）到文檔，然后輸入簡單的命令就能夠讀出登錄過的回路模式，變更軟元件就能夠靈活利用了。 (4)能夠簡單設(shè)定和其他站點(diǎn)的鏈接由于連接對象的指定被圖形化而構(gòu)筑成復(fù)雜的系統(tǒng)的情況下也能夠簡單的設(shè)定。(5)能夠用各種方法和可編程控制器CPU連接：；；(H)計(jì)算機(jī)插板；(Ⅱ)計(jì)算機(jī)插板；；；；。(6)豐富的調(diào)試功能：，能夠更加簡單的進(jìn)行調(diào)試作業(yè)。沒有必要再和可編程控制器連接；沒有必要制作條使用的順序程序；，特殊繼電器/特殊寄存器的說明，所以對于在線中發(fā)生錯(cuò)誤，或者是程序制作中想知道特殊繼電器/特殊寄存器的內(nèi)容的情況下提供非常大的便利；，會顯示是什么原因或是顯示消息，所以數(shù)據(jù)制作的時(shí)間能夠大幅度縮短[10]。 Gx Developer的安裝 要安裝這個(gè)軟件，先要打開GX編程軟件MELSOFT\EnvMEL\里的SETUP這個(gè)程序。這個(gè)安裝程序是共通部件。并且要注意一下幾點(diǎn)：（1）去掉文件夾名稱中的中文字符。（2）先安裝GX Developer\EnvMEL里的環(huán)境包。（3）打開GX ，開始安裝，中間會要你輸入ID序列號，最好安裝時(shí)候關(guān)閉殺毒軟件，完成后再打開。 注意安裝時(shí)不要選擇監(jiān)控模式，如果有不清楚的，就用默認(rèn)的，直接點(diǎn)擊下一步就可以了。 ，和WIN系統(tǒng)有關(guān)，這個(gè)我試過，能行。，不用卸載。我親自安裝過的。注意最好不要用GHOST的系統(tǒng)，因?yàn)檫@樣的系統(tǒng)精簡掉了很多東西，特別是用在工控方面，在安裝軟件或應(yīng)用的時(shí)候會出現(xiàn)很多莫名其妙的問題。按偏差的比例、積分和微分進(jìn)行控制的控制方案簡稱為PID控制。上世紀(jì)20 年代，Minorsky在對船舶自動導(dǎo)航的研究中，提出了基于輸出反饋的Pm控制器的設(shè)計(jì)方法，到了上世紀(jì)40年代PID控制器已在過程控制中得到了廣泛的應(yīng)用。PID控制是連續(xù)系統(tǒng)中技術(shù)成熟、應(yīng)用最廣泛的一種控制方法，在工程控制中90%以上的控制回路為PID及其改進(jìn)形式。近年來，人們對PID控制器的再認(rèn)識和再研究的興趣日益高漲，2000年召開的一次IFAC會議上，對PID發(fā)展歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行了分析并對未來的展望，進(jìn)一步使國際工業(yè)控制界對PID有了更深的認(rèn)識和更高的研究熱情。PID控制器結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便，在長期應(yīng)用中積累了豐富的實(shí)用操作經(jīng)驗(yàn)。在工業(yè)過程控制中，由于建立控制對象的精確數(shù)學(xué)模型比較困難，系統(tǒng)參數(shù)又經(jīng)常發(fā)生變化，運(yùn)用現(xiàn)代控制理論的方法往往耗費(fèi)很大的人力物力資源，并且往往得不到預(yù)期的效果，所以常采用PID控制器。計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)使控制得到了進(jìn)一步的發(fā)展，用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的PID控制，成為計(jì)算機(jī)控制中應(yīng)用最為廣泛的算法，它是將PID控制與計(jì)算機(jī)的邏輯判斷功能結(jié)合起來，使PID控制更加靈活，從而能滿足工業(yè)生產(chǎn)復(fù)雜的生產(chǎn)過程所提出的各種需求[11]。根據(jù)用戶設(shè)定的溫度，檢測實(shí)時(shí)溫度，比較兩個(gè)溫度，是否接近，倘若用戶設(shè)定的溫度高于實(shí)時(shí)溫度，則PLC將啟動電熱絲進(jìn)行加熱，在此加熱期間，進(jìn)行多次檢測，直到水溫與用戶給定的溫度相接近，就停止加熱，控制水溫在用戶給定的范圍里。模擬PID控制是最早發(fā)展起來的控制策略之一，由于其算法簡單、參數(shù)物理意義明確、理論分析體系完整、魯棒性好和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，因此在工業(yè)過程控制，尤其在可建立精確數(shù)學(xué)模型的確定性控制系統(tǒng)中，常規(guī)PID控制系統(tǒng)主要由被控對象和控制器所組成，其系統(tǒng)構(gòu)成圖如下圖。 PID 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖程序?qū)υO(shè)定值、PID控制參數(shù)、定值中斷時(shí)間等進(jìn)行初始化設(shè)定，并啟動周期定時(shí)中斷，中斷（采樣）時(shí)間到，則進(jìn)入中斷程序，進(jìn)行采樣濾波（求采樣平均值）、量程轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)控制要的的控制算法[12]。PID控制算法利用GXDeveloper軟件的PID指令實(shí)現(xiàn)。PID控制器是一種線性控制器，它是將給定值:(t)與輸出值y(t)構(gòu)成的偏差按比例、積分和微分通過線性組合構(gòu)成控制量，對被控對象進(jìn)行控制。模擬量PID控制器的數(shù)學(xué)表達(dá)式為: 式中，e(t)為控制器輸入偏差信號。(t)為控制器輸出信號，Kp為比例常數(shù)，Ti 為積分時(shí)間，Td為微分時(shí)間。從PID控制器的數(shù)學(xué)模型，可以看出PID控制器由三個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成，分別為比例環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)和微分環(huán)節(jié)。 軟件設(shè)計(jì)語言 通過硬件中的溫度采集模塊，讀入程序讓PLC有AD模塊聯(lián)調(diào)，通過不同環(huán)境下記錄了不同數(shù)據(jù)，可知AD模塊中收集的信號與數(shù)字量成線性關(guān)系，即溫度與數(shù)字量成線性關(guān)系，通過計(jì)算可得出公式： AD 模塊溫度調(diào)試 (1）用戶給定溫度輸入:用戶通過五個(gè)鍵（復(fù)位、增減增減10）進(jìn)行“大調(diào)小調(diào)”的方式控制，由兩個(gè)數(shù)碼管顯示其給定的溫度。由于采用的是繼電器型PLC，不能直接采用方向開關(guān)指令（ARWS），該指令適應(yīng)于晶體管型PLC。程序如下： (2）實(shí)時(shí)采集溫度:通過特殊模塊FX2N2AD對熱電偶不同溫度狀態(tài)下不同阻值的模擬量，轉(zhuǎn)化為數(shù)字量[13]，并存儲在寄存器D501上，采集實(shí)時(shí)溫度的程序如下： (3）PID調(diào)節(jié)及自動調(diào)節(jié)：PID的三個(gè)參數(shù)比例增益Kp,積分時(shí)間TI和微分TD的最佳值，工程上常用階躍響應(yīng)法使控制系統(tǒng)產(chǎn)生0100%（或70%或50%）的階躍輸出,，(∞)[14]。、。輸出值O100%輸出值（MV）時(shí)間（S） 輸入特性輸入變化量無用時(shí)間（L）1S時(shí)間（S）最大斜率（R） 輸出特性 動作特性和3個(gè)特性比例增益（Kp）%積分時(shí)間（t1）()微分時(shí)間（tD）()僅有比例控制（P動作）（1/RL）輸出值（MV）————PI控制（PI動作）（L）輸出值（MV）33L——PID控制（PID動作）（1．2/RL）輸出值（MV）20L50L自動調(diào)節(jié)可以得到最佳的PID控制，用階躍響應(yīng)法自動設(shè)定重要常數(shù)（比例增益Kp,積分時(shí)間TI和微分時(shí)間Tn等），自動調(diào)節(jié)的方法：（采樣時(shí)間）輸出值到D中。這個(gè)自動調(diào)節(jié)用的輸出值應(yīng)根據(jù)輸出設(shè)備在輸出可能最大值的50%100%范圍內(nèi)選用；、輸出濾波、微分增益以及目標(biāo)值等。為了正確執(zhí)行自動調(diào)節(jié)，目標(biāo)值的設(shè)定應(yīng)保證自動調(diào)節(jié)開始時(shí)的測定位與目標(biāo)值之差要大于150以上。若不能滿足，則可以先設(shè)定自動調(diào)節(jié)目標(biāo)值，帶自動調(diào)節(jié)完成后，再次設(shè)定目標(biāo)值。自動調(diào)節(jié)時(shí)的采樣時(shí)間必須大于1s以上，并且要遠(yuǎn)大于輸出變化的周期時(shí)間[15]（注意：自動調(diào)節(jié)應(yīng)在系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)