【文章內(nèi)容簡介】 自整定和自適應(yīng)控制參數(shù)的功能。 恒溫控制系統(tǒng)智能型溫度器用于將溫度設(shè)定值和熱電偶爐溫反饋值進(jìn)行比較，生成溫差電壓?？蛇m配K、S、E、J、T等型號的熱電偶，以適應(yīng)多種場合和不同溫度值的控制要求。該儀表能實(shí)時(shí)顯示和記錄設(shè)定控制溫度和爐體測量溫度，可設(shè)定連接熱電偶的溫度補(bǔ)償功能，可將熱電偶反饋的爐溫信號經(jīng)濾波轉(zhuǎn)換為420mA的標(biāo)準(zhǔn)電流號。PLC根據(jù)爐溫控制狀態(tài)進(jìn)行運(yùn)算，生成時(shí)變的占空比控制信號，動(dòng)態(tài)控制可控硅的供電功率，并完成系統(tǒng)起動(dòng)、停止、保護(hù)等邏輯控制。隔離電路起PLC和可控硅電路之間的輸入輸出隔離作用?？煽毓杩筛鶕?jù)不同加熱功率選用不同的輸出電流，也可選用單相或三相加熱方法[20]。系統(tǒng)將溫度設(shè)定值和爐溫測定反饋值進(jìn)行比較，生成溫差電壓V作為溫差信號,當(dāng)爐溫T遠(yuǎn)低于設(shè)定溫度To時(shí)，PLC輸出全通電平，可控硅全通，快速滿功率加熱。當(dāng)溫差ΔT=ToT逐漸減小時(shí)，誤差電壓Vt逐漸下降，PLC輸出間斷電平，可控硅間斷導(dǎo)通。隨著Vt的下降，為減小熱慣性對溫度控制速度和精度的影響，系統(tǒng)自動(dòng)修改控制參數(shù)，使間斷控制電平的占空比也下降，可控硅平均導(dǎo)通電流減小，即加熱電功率逐步減小，減緩加熱速度，以便于溫度的精確控制。當(dāng)ΔT=ToT2℃溫差進(jìn)一步減小，Vt低于最低溫差電壓或爐溫T上升過快時(shí)，PLC輸出關(guān)斷電平，可控硅關(guān)斷，電爐電功率為零。進(jìn)入恒溫階段，即To=T或ToT177。1℃時(shí)，誤差電壓Vt相對穩(wěn)定，PLC輸出相對穩(wěn)定的間斷控制電平，可控硅間斷導(dǎo)通，使電爐平均電功率與熱損耗達(dá)到平衡，維持爐溫恒定。電爐加料或出料等外界因素會(huì)使?fàn)t溫降低或升高，這時(shí)候Vt會(huì)自動(dòng)升高或降低。PLC根據(jù)Vt數(shù)值的變化進(jìn)行計(jì)算，輸出占空比升高或降低的間斷控制電平，使可控硅平均導(dǎo)通電流增大或減小，增加或減小電功率以適應(yīng)爐溫的波動(dòng)。可見系統(tǒng)是以改變占空比的控制電平來適應(yīng)爐溫可能出現(xiàn)的變化，并且以調(diào)節(jié)加熱速度的方式補(bǔ)充或減少供電加熱的功率進(jìn)行自適應(yīng)恒溫控制。誤差電壓Vt經(jīng)模擬量輸入模塊輸入PLC，并與預(yù)存于PLC數(shù)據(jù)寄存器中的門限電平值Vd、Vg（變參數(shù)控制時(shí)Vt的變化范圍：Vd≤Vt≤Vg)進(jìn)行比較,若VtVd,PLC輸出關(guān)斷電平(低電平)，使三相可控硅關(guān)斷，電阻輸出零功率；若VtVg,PLC輸出全通電平(高電平),使三相可控硅全通，電阻滿功率加熱；若Vd≤Vt≤Vg，根據(jù)占空比數(shù)值的大小，PLC經(jīng)過程序運(yùn)算，輸出相應(yīng)占空比的間斷控制電平，使三相可控硅間斷導(dǎo)通，電熱絲間斷加熱。間斷電平的占空比采用非線性計(jì)算，現(xiàn)使用的計(jì)算公式為：經(jīng)測試比較，該計(jì)算方法提高了低溫時(shí)的加熱速度，運(yùn)行效果較好。此外，為保證系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，防止控制過程的振蕩。,當(dāng)溫升過快,即：Vm（，也預(yù)存于PLC數(shù)據(jù)寄存器中)時(shí)也輸出關(guān)斷電平,使三相電熱絲停止加熱。計(jì)算機(jī)電熱爐溫度變送器A/D轉(zhuǎn)換PLCD/A轉(zhuǎn)換溫度變送器開關(guān)可控調(diào)壓裝置 ~220V 溫度控制系統(tǒng) 恒壓控制系統(tǒng) 恒壓供水控制系統(tǒng)的基本控制策略是：采用電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置與可編程控制器（PLC）構(gòu)成控制系統(tǒng)，進(jìn)行優(yōu)化控制泵組的調(diào)速運(yùn)行，并自動(dòng)調(diào)整泵組的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，完成供水壓力的閉環(huán)控制，在管網(wǎng)流量變化時(shí)達(dá)到穩(wěn)定供水壓力和節(jié)約電能的目的。系統(tǒng)的控制目標(biāo)是泵站總管的出水壓力，系統(tǒng)設(shè)定的給水壓力值與反饋的總管壓力實(shí)際值進(jìn)行比較，其差值輸入CPU運(yùn)算處理后，發(fā)出控制指令，控制泵電動(dòng)機(jī)的投運(yùn)臺(tái)數(shù)和運(yùn)行變量泵電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到壓力穩(wěn)定在設(shè)定的壓力值上。系統(tǒng)基本情況 ：系統(tǒng)由變頻器、數(shù)字調(diào)節(jié)器、可編程序控制器（PLC）、傳感器、水泵電機(jī)及相關(guān)電氣控制設(shè)備集成而成，是一種具有變頻調(diào)速和全自動(dòng)閉環(huán)控制功能的機(jī)電一體化智能設(shè)備。系統(tǒng)具有控制水泵出口總管壓力恒定、變流量供水功能。系統(tǒng)通過安裝在出水總管上的壓力傳感器、流量傳感器，實(shí)時(shí)將壓力、流量非電量信號轉(zhuǎn)換為電信號，輸入至可編程控制器（PLC）的輸入模塊，信號經(jīng)CPU運(yùn)算處理后與設(shè)定的信號進(jìn)行比較運(yùn)算，得出最佳的運(yùn)行工況參數(shù)，由系統(tǒng)的輸出模塊輸出邏輯控制指令和變頻器的頻率設(shè)定值，控制泵站投運(yùn)水泵的臺(tái)數(shù)及變量泵的運(yùn)行工況，并實(shí)現(xiàn)對每臺(tái)水泵根據(jù)CPU指令實(shí)施軟啟動(dòng)、軟切換及變頻運(yùn)行。系統(tǒng)可根據(jù)用戶用水量的變化，自動(dòng)確定泵組的水泵的循環(huán)運(yùn)行，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性及供水的質(zhì)量[16]。系統(tǒng)控制功能 ，可具備全循環(huán)軟起動(dòng)功能；2. 具有自動(dòng)、手動(dòng)切換和手動(dòng)操作裝置，不使用控制柜時(shí)，可用手工操作使水泵直接在工頻下運(yùn)行；：控制水泵（包括備用泵）周期性自動(dòng)交換使用，使水泵壽命基本一致；，有故障顯示功能；，是為了適應(yīng)小流量情況下（如夜間）的使用，系統(tǒng)能自動(dòng)切換并控制（可選功能）；，或者自動(dòng)變頻以適應(yīng)消防供水要求；7. 缺相、漏電、過載、瞬時(shí)斷電保護(hù)等電氣保護(hù)功能。 壓力調(diào)節(jié)器變頻調(diào)節(jié)器接觸器組PLC保護(hù)報(bào)警壓力傳感器放大器水泵供水管 恒壓供水自動(dòng)控制系統(tǒng)的原理框圖系統(tǒng)由壓力傳感器部分、可編程序控制器PLC、變頻調(diào)速器、接觸器組和供水泵等部分組成，形成供水壓力負(fù)反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)。壓力傳感器將供水管道中的水壓變換為電壓信號，經(jīng)放大器放大后送至壓力調(diào)節(jié)器與壓力給定信號相比較，其差值經(jīng)PI運(yùn)算后去控制變頻器的輸出頻率，同時(shí)可編程序控制器控制水泵在電路與變頻器輸出之間進(jìn)行切換，改變泵組的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況和轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)壓力調(diào)節(jié)。第四章 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括上位機(jī)軟件和下位機(jī)軟件兩部分，下位機(jī)軟件是PLC內(nèi)的程序，主要用于控制參數(shù)和與上位機(jī)之間的通信。上位機(jī)軟件用于生產(chǎn)和過程自動(dòng)化中解決可視化和控制任務(wù)的監(jiān)控系統(tǒng)。 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì)下位機(jī)軟件主要是PLC控制器內(nèi)程序的設(shè)計(jì)。由于PLC內(nèi)有較多的內(nèi)部位存儲(chǔ)器和字存儲(chǔ)器、計(jì)時(shí)器和計(jì)數(shù)器等元件，可以充分地利用它們進(jìn)行邏輯編程，它的輸入輸出各種信號可以反復(fù)使用，很容易實(shí)現(xiàn)自鎖、互鎖和定值、定位控制。根據(jù)流程圖和具體工藝，可以方便地編制出PLC的程序梯形圖。STEP 7 為自動(dòng)化項(xiàng)目中所有的階段提供功能 – 從項(xiàng)目規(guī)劃到投入運(yùn)行、測試和維修。STEP 7 以此支持整個(gè)的工程流程。　　STEP 7 既包含設(shè)備硬件配置，也包含模塊的參數(shù)化。因此不必再進(jìn)行硬件設(shè)置。F 模塊的項(xiàng)目規(guī)劃正如在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃中一樣，使用 HW 配置，即 STEP 7 配置工具來實(shí)現(xiàn)。圖 STEP 7中的模塊的參數(shù)化　　使用 STEP 7 通過圖形操作面板確定項(xiàng)目中的通訊連接。帶有 SIMATIC 管理器的 STEP 7 包含用于項(xiàng)目管理的集中式工具。 SIMATIC 管理器不僅考慮到 CPU，而且考慮到整個(gè)設(shè)備 – 與解決方案由多少控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)裝置和 HMI 設(shè)備組成無關(guān)。使用 STEP 7 使得通訊連接在項(xiàng)目范圍內(nèi)達(dá)到圖形化確定。　　結(jié)構(gòu)編程使得應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)大大簡化。它被分為若干簡單的、易于測試的單元，即所說的模塊。一個(gè)內(nèi)容廣泛的標(biāo)準(zhǔn)模塊庫使得程序設(shè)置非常有效率。 S7 分布式安全提供指令、操作和模塊，以實(shí)現(xiàn) KOP 和 FUP 中的安全程序。為此有附帶預(yù)生產(chǎn)、經(jīng) T220。V 認(rèn)證的模塊庫可供用于安全功能。用戶不需另外的工程技能，因?yàn)榫幊淌窃谑煜さ腟TEP 7 環(huán)境中完成的。在安全程序設(shè)計(jì)中 S7 分布式安全也包含故障識(shí)別功能和安全檢查?！　⊥ㄟ^所謂的 F 從標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序中調(diào)出安全程序（例如在一個(gè) OB 中，如 OB 35）。除安全程序外，可以在 CPU上同時(shí)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)程序。S7 分布式安全支持安全程序的比較，并使用生成的程序語句簡化設(shè)備的驗(yàn)收。 圖 S7 分布式安全 》VmK=1生成關(guān)斷控制電平 K=0生成間斷控制電平讀k的數(shù)值 計(jì)算控制電平占空比K=f(Vt) 開始間隔5s讀取VtVt《VdVt《Vg生成全通控制電平 PLC 溫度控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 本套控制系統(tǒng)上位機(jī)監(jiān)控軟件采用SIEMENS 公司的上位監(jiān)控組態(tài)軟件SIMATICWINCC。WINCC指的是Windows Control Center，它是在生產(chǎn)和過程自動(dòng)化中解決可視化和控制任務(wù)的監(jiān)控系統(tǒng)，它提供了適用于工業(yè)的圖形顯示、消息、歸檔以及報(bào)表的功能模板。高性能的功能耦合、快速的畫面更新以及可靠的數(shù)據(jù)交換使其具有高度的實(shí)用性。 CC 簡介SIMATIC WinCC是第一個(gè)使用最新的32位技術(shù)的過程監(jiān)視系統(tǒng)，具有良好的開放性和靈活性。WinCC，這一運(yùn)行于Microsoft Windows 2000和XP下的Windows控制中心，已發(fā)展成為歐洲市場中的領(lǐng)導(dǎo)者，乃至業(yè)界遵循的標(biāo)準(zhǔn)。如果你想使設(shè)備和機(jī)器最優(yōu)化運(yùn)行，如果你想最大程度地提高工廠的可用性和生產(chǎn)效率，WinCC當(dāng)是上乘之選。WinCC 具有突出的優(yōu)點(diǎn)：通用的應(yīng)用程序，適合所有工業(yè)領(lǐng)域的解決方案；多語言支持，全球通用；可以集成到所有自動(dòng)化解決方案內(nèi)；內(nèi)置所有操作和管理功能，可簡單、有效地進(jìn)行組態(tài)；可基于Web持續(xù)延展，采用開放性標(biāo)準(zhǔn)，集成簡便；集成的Historian 系統(tǒng)作為IT 和商務(wù)集成的平臺(tái)；可用選件和附加件進(jìn)行擴(kuò)展；“全集成自動(dòng)化” 的組成部分，適用于所有工業(yè)和技術(shù)領(lǐng)域的解決方案。WinCC集生產(chǎn)自動(dòng)化和過程自動(dòng)化于一體，實(shí)現(xiàn)了相互之間的整合，這在大量應(yīng)用和各種工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例中業(yè)已證明，包括：汽車工業(yè)、化工和制藥行業(yè)、印刷行業(yè)、能源供應(yīng)和分配、貿(mào)易和服務(wù)行業(yè)、塑料和橡膠行業(yè)、機(jī)械和設(shè)備成套工程、金屬加工業(yè)、食品、飲料和煙草行業(yè)、造紙和紙品加工、鋼鐵行業(yè)、運(yùn)輸行業(yè)、水處理和污水凈化。 WinCC是SIMATIC PCS 7過程控制系統(tǒng)及其它西門子控制系統(tǒng)中的人機(jī)界面組件。WinCC 還為垂直市場解決方案提供有豐富的選件(options)和附加件(addons)。通過利用“FDA選件”，并在工程與組態(tài)時(shí)采取適當(dāng)?shù)拇胧?這在白皮書中已闡明— SIMATIC WinCC符合制藥和食品行業(yè)FDA 21 CFR Part 11的要求(FDA = 美國食品和藥物管理局)。眾多的任選件，將使工廠認(rèn)證更為容易，而這種認(rèn)證為這些工業(yè)領(lǐng)域的各種要求更是提供了非常有說服力的全面響應(yīng)。WinCC提供了所有最重要的通訊通道， 用于連接到S IMAT I C S5/S7/505控制器(例如通過S7協(xié)議集)的通訊，以及如PROFIBUSDP/ FMS、DDE(動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換)和OPC(用于過程控制的OLE)，等非專用通道；你亦能以附加件的形式獲得其它通訊通道。由于所有的控制器制造商都為其硬件提供了相應(yīng)的OPC服務(wù)器，因而事實(shí)上可以不受限制地將各種硬件連接到WinCC。 西門子公司的WinCC集成了SCADA、組態(tài)、腳本（Script）語言和OPC等先進(jìn)技術(shù), 為用戶提供了Windows操作系統(tǒng)環(huán)境下使用各種通用軟件的功能。用戶可以在WinCC友好的界面下進(jìn)行過程組態(tài)、編程和數(shù)據(jù)管理, 很容易形成需要的操作畫面、監(jiān)視面面、實(shí)時(shí)趨勢曲線、歷史數(shù)據(jù)報(bào)表、越限報(bào)警等[13]。WinCC提供了一個(gè)稱為“SIMATIC S7 Protocol”的通訊驅(qū)動(dòng)程序，這個(gè)通訊程序支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和類型，通過它的通道單元可以實(shí)現(xiàn)WinCC與各種SIMATIC S7 PLC以及WinAC的通訊。組態(tài)下載前要進(jìn)行端口設(shè)置，在控制面板中的“SET PG/PC Interface”中選擇“S7 Online（STEP7）”，再選擇“PC internal （local）”實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與WinAC SLOT 412的本地連接。之后在“Component Configurator”中指定PC站的名字（即：“ZDH32”） 圖 系統(tǒng)硬件組態(tài) 　 然后打開WinAC控制面板。將之前硬件和軟件組態(tài)下載。如果組態(tài)沒問題，下載正確，則控制面板上的RUN指示燈會(huì)變?yōu)榫G色。這樣就可以通過WinAC控制面板對系統(tǒng)進(jìn)行控制，同時(shí)可以利用STEP7在線調(diào)試程序，還可以通過設(shè)置變量表在線修改參數(shù)和監(jiān)視變量[21]。本系統(tǒng)在WinCC變量管理器中添加新的驅(qū)動(dòng)程序，先選擇驅(qū)動(dòng)程序類型為“SIMATIC S7 Protocol ”，而后選擇通道單元“SLOT PLC”，WinCC與WinAC SLOT 412的通訊連接。然后根據(jù)具體的過程對象，在“SLOT PLC”中建立變量連接，添加控制過程中監(jiān)視和控制的過程變量。利用圖形編輯器、變量記錄組件來完成過程畫面設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)趨勢顯示和歸檔、越限報(bào)警等功能。本系統(tǒng)是對一個(gè)雙輸入、雙輸出電加熱爐溫度進(jìn)行控制。其中期望輸出值、輸入電流量、反饋值還有P、I、D控制參數(shù)為過程變量和系統(tǒng)控制量。加入這些變量后，根據(jù)本系統(tǒng)需要的數(shù)據(jù)顯示、變量調(diào)節(jié)、還有數(shù)據(jù)歸檔等要求對其進(jìn)行圖形編輯。本系統(tǒng)的人機(jī)監(jiān)控具有以下功能：數(shù)據(jù)自動(dòng)采集及歸檔。過程的實(shí)時(shí)監(jiān)視。參數(shù)的在線設(shè)置和調(diào)整。手動(dòng)自動(dòng)操作。歷史趨勢。數(shù)據(jù)歸檔查詢。超限報(bào)警等。第五章 儀器儀表的選型在電加熱爐控制系統(tǒng)中，包括用于檢測的現(xiàn)場儀表和用于控制的現(xiàn)場儀表?，F(xiàn)在，我們開始對現(xiàn)場儀表的選型[2]。 控制閥的選型內(nèi)容：1