【正文】  內(nèi)存變量分配 內(nèi)存變量分配序號名稱地址注釋序號名稱地址注釋11號啟動上升沿271號過程變量VD032bit21號停止上升沿281號設(shè)定值VD432bit32號啟動上升沿291號輸出值VD832bit42號停止上升沿301號增益VD1232bit53號啟動上升沿311號采樣時間VD1632bit63號停止上升沿321號積分時間VD2032bit7緊急停車上升沿331號微分時間VD2432bit8總啟動上升沿432號微分時間VD6032bit9溫度+1上升沿442號積分前項VD6432bit10溫度1上升沿452號過程前值VD6832bit111號電機故障上升沿462號PID輸出VW41816bit122號電機故障上升沿47顯示存儲區(qū)VW10016bit13變頻器給電“1”有效341號積分前項VD2832bit141號泵工頻啟動“1”有效351號過程前值VD3232bit151號泵變頻運行“1”有效362號PID表VB368bit162號泵工頻啟動“1”有效372號過程變量VD3632bit172號泵變頻運行“1”有效382號設(shè)定值VD4032bit183號泵工頻啟動“1”有效392號輸出值VD4432bit193號泵變頻運行“1”有效402號增益VD4832bit202號變頻器給電“1”有效412號采樣時間VD5232bit21冷凍泵變頻運行“1”有效422號積分時間VD5632bit221號熱敏電阻AIW012bit48EM232最大值VW40016bit232號熱敏電阻AIW212bit49EM232最小值VW40216bit241號變頻器控制電壓AQW012bit501號PID輸出VW41616bit252號變頻器控制電壓AQW212bit51中間值變量VD7232bit261號PID表VB08bit PLC編程軟件該軟件的SIMATIC指令集包含三種語言，即語句表(STL)語言、梯形圖(LAD)語言、功能塊圖(FWD)語言。語句表(STL)語言類似于計算機的匯編語言，特別適合于來自計算機領(lǐng)域的工程人員，它使用指令助記符創(chuàng)建用戶程序，屬于面向機器硬件的語言。梯形圖(LAD)語言最接近于繼電器接觸器控制系統(tǒng)中的電氣控制原理圖，是應用最多的一種編程語言，與計算機語言相比，梯形圖可以看作是PLC的高級語言，幾乎不用去考慮系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)原理和硬件邏輯，因此，它很容易被一般的電氣工程設(shè)計和運行維護人員所接受。PLC控制程序由一個主程序、若干子程序構(gòu)成，程序的編制在計算機上完成，編譯后通過PC/PPI電纜把程序下載到PLC，控制任務的完成，是通過在RUN模式下主機循環(huán)掃描并連續(xù)執(zhí)行用戶程序來實現(xiàn)的。S7200的編程語言是STEP7，它是用于S7系列PLC進行編程、調(diào)試的全新軟件，它是在國際標準IEC11313的基礎(chǔ)上建立的，可以用LAD，CSF和STL來編程。通過STEP7編程軟件，不僅可以非常方便的使用梯形圖和語句表等形式進行離線編程，經(jīng)過編譯后通過轉(zhuǎn)接電纜直接下載入PLC的內(nèi)存中執(zhí)行，而且在調(diào)試運行時，還可以在線監(jiān)視程序中各個輸入輸出或狀態(tài)點的通斷狀況，給調(diào)試工作也帶來極大的方便。STEP7軟件的一個特點是調(diào)試功能很強大，不僅能在線讀取數(shù)據(jù)，而且能在線修改過程數(shù)據(jù)，對于調(diào)試大型復雜控制程序非常有效。STEP7軟件還附帶一些控制程序模塊，如P功調(diào)節(jié)模塊，這些模塊可以從主控制程序中直接調(diào)用，實現(xiàn)不同的功能[7]。 主程序設(shè)計在本系統(tǒng)中，PLC程序設(shè)計的主要任務是接受外部開關(guān)信號(按鈕、繼電器)的輸入，判斷當前的系統(tǒng)狀態(tài)以及輸出信號去控制接觸器、繼電器等器件，以完成相應的控制任務。PLC程序設(shè)計共有四個模塊：（1）控制按鈕模塊主要處理各電機和電磁閥的啟?？刂啤＃?）報警處理模塊主要處理變頻器的故障報警和報警信息。（3）變頻器給定模塊將處理變頻器的工作模式，調(diào)用變頻器設(shè)定模塊。（4）變頻器設(shè)定模塊，是接受由模擬量輸入模塊(EM231)接受速度傳感器轉(zhuǎn)換而來的信號，與頻率給定值進行比較后再作為輸入信號經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換成模擬量給變頻器PLC主程序設(shè)計，當PLC的主程序開始運行之后，就處于反復的循環(huán)執(zhí)行之中，每一次循環(huán)被稱為一次掃描：即對主程序的語句逐條掃描執(zhí)行。主程序主要完成初始化、遙信自處理、通信處理三方面的工作。只有第一次掃描才執(zhí)行初始化程序，然后進行遙信自處理程序，若有通信要求，則進行通信處理，否則結(jié)束主程序，完成一次掃描工作[7]。 初始化程序流程圖梯形圖程序：EN MOVBIN OUTEN ATCHINTEVNT10INT010ENI//設(shè)置定時中斷//PLC上電首次掃描脈沖//設(shè)置定時中斷0的時間間隔為10ms//開中斷 ////R1R1R1//當冷卻水回水溫度超過37℃則自動停止運行。//冷凍水溫度低于27℃則自動停止運行。SM34 //冷卻泵1號電機啟動/停止（工頻）//若1號電機故障，則停止。R1 R1//冷卻泵2號電機啟動/停止（工頻）//若2號電機故障，則停止。 //冷卻泵3號電機啟動/停止（工頻）//若3號電機故障，則停止。R1C0//首次啟動，3號電機工頻運行10分鐘后停止。EN CTURPV10C0 初始化程序梯形圖 PID控制器設(shè)計及實現(xiàn)在生產(chǎn)過程自動控制的發(fā)展歷程中，PID控制是歷史最久、生命力最強的基本控制方式。在本世紀40年代以前，除在最簡單的情況下可采用開關(guān)控制外，它是唯一的控制方式。PID控制具有很多優(yōu)點。（1）算法簡單，使用方便，容易通過簡單的硬件和軟件方式實現(xiàn)；（2）適應性強，可以廣泛的應用于各種行業(yè)。由于其有這些優(yōu)點，PID控制直到現(xiàn)在仍然是應用最廣泛的基本控制方式之一。溫度是一個普通而又重要的物理量，在許多領(lǐng)域里人們需對溫度進行測量和控制，長期以來，國內(nèi)外科技工作者對溫度控制器進行了廣泛深入的研究，產(chǎn)生了大批溫度控制器，如：性能成熟、應用廣泛的PID調(diào)節(jié)器、智能控制PID調(diào)節(jié)器、自適應控制等。系統(tǒng)由模擬PID控制器和被控對象組成。 常規(guī)PID控制系統(tǒng)原理框圖其控制規(guī)律為： （）或?qū)懗蓚鬟f函數(shù)形式： （）式中 —比例系數(shù)；—積分時間常數(shù)；—微分時間常數(shù)。由Zieger與Nichols提出的經(jīng)驗公式整定PID調(diào)節(jié)器參數(shù)可得： （） 式中為系統(tǒng)開始振蕩時的K值；為振蕩頻率。通過MATLAB語言編程可分別求出被控對象的PID整定參數(shù)：；； [7]。西門子公司從S7200系列PLC中的CPU215，CPU216開始增加了用于閉環(huán)控制的PID指令。西門子公司的S7200系列的PLC都有配套的STEP7Micro/WIN32編程軟件，該軟件可以在PC機上運行，為用戶開發(fā)、編輯和監(jiān)控自己的應用程序提供了良好的編程環(huán)境。STEP7Micro/WIN提供了PID指令向?qū)?，指導使用者定義一個閉環(huán)控制過程的P功算法，該算法程序由編程軟件自動插入到主程序中。PID的組態(tài)設(shè)計包括以下內(nèi)容：(l)確定所要控制的PI時旨令編號(回路編號)；(2)選擇參數(shù)控制表存放的位置以及閉環(huán)控制的參數(shù)；(3)確定PID回路的輸入和輸出控制參數(shù)；(4)指定用于計算的數(shù)據(jù)存儲區(qū)域；(5)指定初始化子過程和中斷的名稱；(6)確認設(shè)計的PID算法名稱。 冷卻水系統(tǒng)循環(huán)控制及PID調(diào)節(jié)程序冷水機組進行熱交換，水溫冷卻的同時，必將釋放大量的熱量。該熱量被冷卻水吸收，是冷卻水溫度升高。冷卻泵將升了溫冷卻水壓入冷卻塔，使之在冷卻塔中與大氣進行熱交換，然后再降了溫的冷卻水，送回到冷水機組。如此不斷循環(huán)，帶走冷水機組釋放的熱量。由于冷卻塔的水溫是隨環(huán)境溫度而變化的，其單側(cè)水溫不能準確地反映冷凍機組產(chǎn)生熱量的多少。所以，對于冷卻水泵，以進水和回水的溫差作為控制依據(jù)，實現(xiàn)進水和回水間的恒溫差控制是比較合理的。溫差大，說明冷凍機組產(chǎn)生的熱量大，應提高冷卻泵的轉(zhuǎn)速，增大冷卻水的循環(huán)速度；反之則應該降低轉(zhuǎn)速。目前，在冷卻水系統(tǒng)進行改造的方案最為常見，節(jié)電效果也較為顯著。該方案同樣在保證冷卻塔有一定的冷卻水流出的情況下，通過控制變頻器的輸出頻率來調(diào)節(jié)冷卻水流量，當中央空調(diào)冷卻水出水溫度低時，減少冷卻水流量；當中央空調(diào)冷卻水出水溫度高時，加大冷卻水流量，從而達到在保證中央空調(diào)機組正常工作的前提下達到節(jié)能增效的目的。 冷卻水的閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖現(xiàn)有的控制方式大都先確定一個冷卻泵變頻器工作的最小工作頻率，將其設(shè)定下限頻率并鎖定，變頻冷卻水泵的頻率是取冷卻管進、出水溫度差和出水溫度信號來調(diào)節(jié)，當進、出水溫差大于設(shè)定值時，頻率無極上調(diào)，當進、出水溫差小于設(shè)定值時，頻率無極下調(diào)，同時當冷卻水出水溫度高于設(shè)定值時，頻率優(yōu)先無極上調(diào)，當冷卻水出水溫度低于設(shè)定值時，按溫差變化來調(diào)節(jié)頻率，進、出水溫差越大，變頻器的輸出頻率越高；進、出水溫差越小，變頻器的輸出頻率越低。 冷卻水PID調(diào)節(jié)程序流程圖VD4VD0SBR0CALLEN MOVWIN OUTVD72AR＜//中間過程變量值（32℃）//若VD0冷卻水過程變量小于VD4設(shè)定值A(chǔ)R＜VD72VD0EN MOVWIN OUTVW416AQW0AR＞＝VD0VD4//若VD0冷卻水過程變量大于VD72 設(shè)定值。//VW416冷卻水PID輸出送AQW0控制1號變頻器。//KM5接通2號泵變頻運行。//若2號泵故障，則3號泵代替。同時2號停機。//過溫保護。AQW0AR＜VD0VD72EN MOVWIN OUTVW416R1//若VD0冷卻水過程變量小于VD72中間值。//1號泵變頻運行。//若1號泵故障，則3號泵代替，同時1號泵停機。//2號電機停止。 冷卻水系統(tǒng)PID調(diào)節(jié)程序梯形圖 冷凍水系統(tǒng)循環(huán)控制及PID調(diào)節(jié)程序冷凍水系統(tǒng)由冷凍泵及冷凍水管道組成，從冷水機組流出的冷凍水由冷凍泵加壓送入冷凍水管道，在個房間內(nèi)進行熱交換，帶走房間內(nèi)熱量，從而使房間內(nèi)的溫度下降。在保證最末端設(shè)備冷凍水流量供給的情況下，確定一個冷凍泵變頻器工作的最小工作頻率，將其設(shè)定為下限頻率并鎖定，變頻冷凍水泵的頻率調(diào)節(jié)是通過安裝在冷凍水系統(tǒng)回水主管上的溫度傳感器檢測冷凍水回水溫度，再經(jīng)由溫度控制器設(shè)定的溫度來控制變頻器的頻率增減，控制方式是：冷凍回水溫度大于設(shè)定溫度時頻率無極上調(diào)。 冷凍水泵的閉環(huán)控制框圖SBR1CALLAR＞VD36VD40EN MOVWIN OUTVW418AQW2AR＜VD36VD40//總啟動按下，2號變頻器給電。//1號，2號冷卻泵啟動后，冷凍泵啟動。//調(diào)冷凍泵PID控制子程序SBR1//若VD36冷凍泵過程變量大于VD40設(shè)定值。//VW418冷凍泵PID輸出送AQW2控制冷凍泵變頻器。//若VD36冷凍泵過程變量小于VD40設(shè)定值，則系統(tǒng)停止運行。 冷凍水系統(tǒng)PID調(diào)節(jié)程序梯形圖 傳送冷卻水和冷凍水PID參數(shù)子程序EN MOVRIN OUTVD4EN MOVRIN OUTVD12EN MOVRIN OUTVD16EN MOVRIN OUTVD20EN MOVRIN OUTVD24EN MOVRIN OUTVD40EN MOVRIN OUTVD48EN MOVRIN OUTVD52EN MOVRIN OUT