【導(dǎo)讀】制設(shè)計(jì)PID算法實(shí)現(xiàn)對(duì)出水口的水溫的恒溫調(diào)節(jié)及儲(chǔ)水箱的水位調(diào)節(jié)。1）設(shè)計(jì)水溫控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)及通過(guò)網(wǎng)上查詢資料進(jìn)行器件選型；的階躍響應(yīng)特性曲線和擾動(dòng)的響應(yīng)曲線；和水位過(guò)高或過(guò)低的報(bào)警與控制。溫度的控制要求具有較好的響應(yīng)時(shí)間，人體可以接受的溫度超調(diào)量。摘要，要求100字內(nèi)的中英文摘要。關(guān)鍵詞，中英文關(guān)鍵詞。致謝、參考文獻(xiàn)。本課題研究了可編程控制器在太陽(yáng)能熱水器水溫水位制系統(tǒng)中的應(yīng)用。出了PLC設(shè)計(jì)的關(guān)鍵主要是能滿足基本控制功能,并考慮維護(hù)的方便性、系統(tǒng)可擴(kuò)展性等。用太陽(yáng)能解決我國(guó)家庭熱水是最有希望的、最有效可行的途徑。間繼電器，簡(jiǎn)化控制線路、有效提高系統(tǒng)的可靠性，是PLC的突出特點(diǎn)。器自動(dòng)控制系統(tǒng)中大多采用單片機(jī)控制，單片機(jī)開發(fā)價(jià)格較高，而PLC開發(fā)價(jià)格便宜。通過(guò)改進(jìn)或完善已。出，以此與PLC里面的設(shè)定溫度進(jìn)行PID運(yùn)算控制加熱晶閘管的通斷。水，聲音報(bào)警需要手動(dòng)關(guān)閉；

　　

【正文】 是 0~100 之間的某個(gè)數(shù)值，那么輸出值要用 25600 減掉測(cè)定值才能夠跟反向調(diào)壓模塊相適應(yīng)，輸出值由模擬輸出端 A1W0 輸出。 、 通過(guò) MATLAB 仿真來(lái)整定 PID 控制器的參數(shù) 在 PID 參數(shù)整定中，工程整定法因其固有的優(yōu)點(diǎn)而受到廣大工程技術(shù)人員的歡迎。同時(shí)工程整定法中的穩(wěn)定邊界法由于簡(jiǎn)單易行而仍在廣泛的使用，但是穩(wěn)態(tài)邊界法在常規(guī)的實(shí)驗(yàn)中還是有其固有的弱點(diǎn)，如在做實(shí)驗(yàn)時(shí)必須把控制系統(tǒng)調(diào)到等幅震蕩，這樣就可能會(huì)影響實(shí)驗(yàn)設(shè)備 23 受到損壞 。此時(shí)，我們就想到利用軟件仿真的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì) PID 參數(shù)的整定，而 MATLAB／Simulink 就給我們提供了一個(gè)良好的軟件平臺(tái)。下面我們?cè)?MATLAB／ Simulink 仿真環(huán)境下整定水箱 溫度 PID 控制參數(shù)。 1)常規(guī)的 PID 參數(shù)整定 根據(jù) PID 控制模型， 利用 SIMULINK 靈活的非線性設(shè)計(jì)功能，可建立倒 SIMULINK 模型如圖 18 所示： 圖 18 PID控制 的 SIMULINK模型 根據(jù)傳遞函數(shù)的各項(xiàng)系數(shù)，調(diào)節(jié) PID的各個(gè)參數(shù)，當(dāng) Kp=100 、 KI= 、 KD=50的時(shí)候，運(yùn) 行 SIMULINK模型，得到仿真曲線圖 如圖 19所示： 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 100000 . 20 . 40 . 60 . 811 . 21 . 4 圖 19 Kp=100 、 KI= 、 KD=50時(shí)的仿真曲線圖 從圖 19可以看出系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時(shí)有比較小穩(wěn)態(tài)誤差，超調(diào)量為 %，在暫態(tài)時(shí)最大超調(diào) 24 量比較大，曲線也比較陡峭，這么長(zhǎng)的調(diào)整時(shí)間要求非常高的控制系統(tǒng)，所以還必須進(jìn)一步調(diào)整控制參數(shù)， 以使得系統(tǒng)工作在最佳的控制狀態(tài)，通過(guò)多次試驗(yàn)，當(dāng) Kp=50、 KI=、KD=50時(shí) 得到最佳的控制效果如圖 20所示 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 100000 . 20 . 40 . 60 . 811 . 21 . 4 圖 20 Kp=50、 KI=、 KD=50時(shí)的仿真曲線圖 在不改變參數(shù)的情況下，給系統(tǒng)加一 個(gè)干擾，如圖 21所示： 圖 21 PID加擾動(dòng)的 SIMULINK模型 運(yùn)行 SIMULINK模型得到相應(yīng)的仿真曲線如圖 22所示： 25 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 100000 . 20 . 40 . 60 . 811 . 21 . 4 圖 22 PID加擾動(dòng)的仿真曲線 根據(jù)圖常規(guī) PID 的抗干擾性測(cè)試看出，本次試驗(yàn)得到的參數(shù)還是比較理想的。經(jīng)過(guò)常規(guī)PID 的抗干擾測(cè)試，可以看出系統(tǒng)的響應(yīng)曲線基本沒有太大波動(dòng)。 結(jié)束語(yǔ) ： 時(shí)間流逝的很快，不知不覺我已經(jīng)要結(jié)束在大學(xué)的生活了，畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)校給我們的最后一次考試，考查我們?cè)诖髮W(xué)四年是是否荒廢，學(xué)到了多少東西。我的畢業(yè)設(shè)計(jì)是在導(dǎo)師王新江老師的悉心指導(dǎo)下完成的。 王老師學(xué)識(shí)淵博，他治學(xué)態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)，對(duì)待工作一絲不茍，對(duì)學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)。在我們畢業(yè)設(shè)計(jì)期間遇到的各種問(wèn)題王老師都會(huì)詳細(xì)耐心地給我們解答，有時(shí)候忙的連吃飯的時(shí)間都沒有，我們都非常的敬佩他。跟著王老師做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間我學(xué)到了很多東西，在此謹(jǐn)向王老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意！ 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)于本專業(yè)的知識(shí)有了更深入的了解。以前只是為了通過(guò)考試而死記硬背一些課本上的東西，但是在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，所有的東西都需要自己動(dòng)手去做，不懂的地方也要自己去查找資料，王老師也鼓勵(lì)我們多了解、學(xué)習(xí)相關(guān)的軟件、硬件，為以后的工作打基礎(chǔ) 。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我學(xué)到了很多東西，并且大大的鍛煉了我的自學(xué)能力和動(dòng)手能力，可以說(shuō)是受益匪淺。另外，在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間我也得到了同組其他同學(xué)的幫助，在此我表示衷心的感謝！ 26 參考文獻(xiàn) ： [1]畢效輝、于春梅、安永泉 .自動(dòng)控制原理，北京： 北京 工業(yè)出版社 2020。 [2]邵裕森、戴先中 ， 過(guò)程控制工程，東南大學(xué)：機(jī)械 工業(yè)出版社 2020 [3]金以慧，過(guò)程控制，北京：清華大學(xué)出版社， 1993 [4]吳堅(jiān)、趙英凱、黃玉清 ， 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) ， 武漢 ： 武漢理工 大學(xué)出版社， 2020 [5]黃中霖，控制系統(tǒng) MATLAB計(jì)算及仿真， 北京：國(guó)防工業(yè)出版社， 2020 [6]沈輝，精通 SIMULINK系統(tǒng)仿真與控制，北京：北京大學(xué)出版社， [7]郭戍生、古天翔、陸玉新、張世箕，電子儀器原理，北京：國(guó)防工業(yè)出版社， 1989 [8] 胡曉麗 基于 PLC 的太陽(yáng)能熱水器自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 27 附錄 ： 梯形圖： 28 29 30 語(yǔ)句表 ： ORGANIZATION_BLOCK 主程序 :OB1 TITLE=程序注釋 BEGIN Network 1 // 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)題 // 網(wǎng) 絡(luò)注釋 LD O AN = Network 2 LD MOVR , VD500 Network 3 LD 31 CALL SBR1, AIW0, VD500, AQW0 Network 4 LD MOVW AIW0, VW200 MOVW 18688, VW202 Network 5 // 加熱時(shí)紅燈亮。 LD AW= VW200, VW202 = Network 6 // 保溫時(shí)綠燈亮。 LD AW VW200, VW202 = Network 7 // 閃爍電路 LDN T38 TON T37, 10 Network 8 LD T37 TON T38, 10 Network 9 // 熱水器水位高于探測(cè)點(diǎn) 4，聲光報(bào)警 , LD A LPS EU S , 1 LPP A LPS A T37 = LPP = Network 10 // 水位低于他測(cè)點(diǎn) 1，聲光報(bào)警 LDN A LPS EU S , 1 LPP A LPS 32 A T37 = LPP = Network 11 // 水位低于探測(cè)點(diǎn) 2，加水 LDN EU S , 1 Network 12 // s水位高于探測(cè)點(diǎn) 3，停止加水 LD EU R , 1 Network 13 // f復(fù)位按鈕，按下后停止報(bào)警 LD A R , 2 END_ORGANIZATION_BLOCK SUBROUTINE_BLOCK SBR_0:SBR0 TITLE=子程序注釋 BEGIN Network 1 // 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)題 // 網(wǎng)絡(luò)注釋 END_SUBROUTINE_BLOCK SUBROUTINE_BLOCK PID0_INIT:SBR1 TITLE=此 POU 由 S7200 指令向?qū)У? PID 功能創(chuàng)建。 // 要在用戶程序中使用此配置，請(qǐng)?jiān)诿總€(gè)掃描周期內(nèi)使用 在主程序塊中調(diào)用此子程序。此代碼配置 PID 0。在 DB1 中可以找到從 VB0 開始的 PID 回路變量表。此子程序初始化 PID 控制邏輯使用的變量，并啟動(dòng) PID 中斷程序 PID_EXE。 PID 中斷程序會(huì)根據(jù) PID 采樣時(shí)間被周期性調(diào)用。如需 PID 指令的完整說(shuō)明，請(qǐng)參見《 S7200 系統(tǒng)手冊(cè)》。注意：當(dāng) PID 位于手動(dòng) 模式時(shí)，輸出應(yīng)該通過(guò)寫入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)值（ 至 ）至手動(dòng)輸出參數(shù)來(lái)控制，而不是直接改動(dòng)輸出。這將使 PID 返回至自動(dòng)模式時(shí)保持輸出無(wú)擾動(dòng)。 VAR_INPUT PV_I:INT。 // 過(guò)程變量輸入：范圍從 6400 至 32020 Setpoint_R:REAL。 // 給定值輸入：范圍從 至 END_VAR VAR_OUTPUT Output:INT。 // PID 輸出：范圍從 6400 至 32020 END_VAR VAR Tmp_DI:DWORD。 Tmp_R:REAL。 END_VAR BEGIN 33 Network 1 // This POU is passwordprotected against editing and viewing. END_SUBROUTINE_BLOCK INTERRUPT_BLOCK INT_0:INT0 TITLE=中斷程序注釋 BEGIN Network 1 // 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)題 // 網(wǎng)絡(luò)注釋 END_INTERRUPT_BLOCK INTERRUPT_BLOCK PID_EXE:INT1 TITLE=此 POU 由 S7200 指令向?qū)У? PID 功能創(chuàng)建。 // 此中斷程序執(zhí)行 PID 定時(shí)中斷。此中斷子程序已附加在子程序 PID0_INIT內(nèi)。 BEGIN Network 1 // This POU is passwordprotected against editing and viewing. END_INTERRUPT_BLOCK 安太興等，基于 PLC 的溫度控制系統(tǒng) [J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，