【正文】  內(nèi)存變量分配 內(nèi)存變量分配序號(hào)名稱地址注釋序號(hào)名稱地址注釋11號(hào)啟動(dòng)上升沿271號(hào)過程變量VD032bit21號(hào)停止上升沿281號(hào)設(shè)定值VD432bit32號(hào)啟動(dòng)上升沿291號(hào)輸出值VD832bit42號(hào)停止上升沿301號(hào)增益VD1232bit53號(hào)啟動(dòng)上升沿311號(hào)采樣時(shí)間VD1632bit63號(hào)停止上升沿321號(hào)積分時(shí)間VD2032bit7緊急停車上升沿331號(hào)微分時(shí)間VD2432bit8總啟動(dòng)上升沿432號(hào)微分時(shí)間VD6032bit9溫度+1上升沿442號(hào)積分前項(xiàng)VD6432bit10溫度1上升沿452號(hào)過程前值VD6832bit111號(hào)電機(jī)故障上升沿462號(hào)PID輸出VW41816bit122號(hào)電機(jī)故障上升沿47顯示存儲(chǔ)區(qū)VW10016bit13變頻器給電“1”有效341號(hào)積分前項(xiàng)VD2832bit141號(hào)泵工頻啟動(dòng)“1”有效351號(hào)過程前值VD3232bit151號(hào)泵變頻運(yùn)行“1”有效362號(hào)PID表VB368bit162號(hào)泵工頻啟動(dòng)“1”有效372號(hào)過程變量VD3632bit172號(hào)泵變頻運(yùn)行“1”有效382號(hào)設(shè)定值VD4032bit183號(hào)泵工頻啟動(dòng)“1”有效392號(hào)輸出值VD4432bit193號(hào)泵變頻運(yùn)行“1”有效402號(hào)增益VD4832bit202號(hào)變頻器給電“1”有效412號(hào)采樣時(shí)間VD5232bit21冷凍泵變頻運(yùn)行“1”有效422號(hào)積分時(shí)間VD5632bit221號(hào)熱敏電阻AIW012bit48EM232最大值VW40016bit232號(hào)熱敏電阻AIW212bit49EM232最小值VW40216bit241號(hào)變頻器控制電壓AQW012bit501號(hào)PID輸出VW41616bit252號(hào)變頻器控制電壓AQW212bit51中間值變量VD7232bit261號(hào)PID表VB08bit PLC編程軟件該軟件的SIMATIC指令集包含三種語(yǔ)言，即語(yǔ)句表(STL)語(yǔ)言、梯形圖(LAD)語(yǔ)言、功能塊圖(FWD)語(yǔ)言。語(yǔ)句表(STL)語(yǔ)言類似于計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言，特別適合于來自計(jì)算機(jī)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(jī)器硬件的語(yǔ)言。梯形圖(LAD)語(yǔ)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(yīng)用最多的一種編程語(yǔ)言，與計(jì)算機(jī)語(yǔ)言相比，梯形圖可以看作是PLC的高級(jí)語(yǔ)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(jì)和運(yùn)行維護(hù)人員所接受。PLC控制程序由一個(gè)主程序、若干子程序構(gòu)成，程序的編制在計(jì)算機(jī)上完成，編譯后通過PC/PPI電纜把程序下載到PLC，控制任務(wù)的完成，是通過在RUN模式下主機(jī)循環(huán)掃描并連續(xù)執(zhí)行用戶程序來實(shí)現(xiàn)的。S7200的編程語(yǔ)言是STEP7，它是用于S7系列PLC進(jìn)行編程、調(diào)試的全新軟件，它是在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)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(yǔ)句表等形式進(jìn)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(yùn)行時(shí)，還可以在線監(jiān)視程序中各個(gè)輸入輸出或狀態(tài)點(diǎn)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(gè)特點(diǎn)是調(diào)試功能很強(qiáng)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(duì)于調(diào)試大型復(fù)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(shí)現(xiàn)不同的功能[7]。 主程序設(shè)計(jì)在本系統(tǒng)中，PLC程序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是接受外部開關(guān)信號(hào)(按鈕、繼電器)的輸入，判斷當(dāng)前的系統(tǒng)狀態(tài)以及輸出信號(hào)去控制接觸器、繼電器等器件，以完成相應(yīng)的控制任務(wù)。PLC程序設(shè)計(jì)共有四個(gè)模塊：（1）控制按鈕模塊主要處理各電機(jī)和電磁閥的啟停控制。（2）報(bào)警處理模塊主要處理變頻器的故障報(bào)警和報(bào)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(hào)，與頻率給定值進(jìn)行比較后再作為輸入信號(hào)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換成模擬量給變頻器PLC主程序設(shè)計(jì)，當(dāng)PLC的主程序開始運(yùn)行之后，就處于反復(fù)的循環(huán)執(zhí)行之中，每一次循環(huán)被稱為一次掃描：即對(duì)主程序的語(yǔ)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(jìn)行遙信自處理程序，若有通信要求，則進(jìn)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(shí)中斷//PLC上電首次掃描脈沖//設(shè)置定時(shí)中斷0的時(shí)間間隔為10ms//開中斷 ////R1R1R1//當(dāng)冷卻水回水溫度超過37℃則自動(dòng)停止運(yùn)行。//冷凍水溫度低于27℃則自動(dòng)停止運(yùn)行。SM34 //冷卻泵1號(hào)電機(jī)啟動(dòng)/停止（工頻）//若1號(hào)電機(jī)故障，則停止。R1 R1//冷卻泵2號(hào)電機(jī)啟動(dòng)/停止（工頻）//若2號(hào)電機(jī)故障，則停止。 //冷卻泵3號(hào)電機(jī)啟動(dòng)/停止（工頻）//若3號(hào)電機(jī)故障，則停止。R1C0//首次啟動(dòng)，3號(hào)電機(jī)工頻運(yùn)行10分鐘后停止。EN CTURPV10C0 初始化程序梯形圖 PID控制器設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)在生產(chǎn)過程自動(dòng)控制的發(fā)展歷程中，PID控制是歷史最久、生命力最強(qiáng)的基本控制方式。在本世紀(jì)40年代以前，除在最簡(jiǎn)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(diǎn)。（1）算法簡(jiǎn)單，使用方便，容易通過簡(jiǎn)單的硬件和軟件方式實(shí)現(xiàn)；（2）適應(yīng)性強(qiáng)，可以廣泛的應(yīng)用于各種行業(yè)。由于其有這些優(yōu)點(diǎn)，PID控制直到現(xiàn)在仍然是應(yīng)用最廣泛的基本控制方式之一。溫度是一個(gè)普通而又重要的物理量，在許多領(lǐng)域里人們需對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量和控制，長(zhǎng)期以來，國(guó)內(nèi)外科技工作者對(duì)溫度控制器進(jìn)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(yīng)用廣泛的PID調(diào)節(jié)器、智能控制PID調(diào)節(jié)器、自適應(yīng)控制等。系統(tǒng)由模擬PID控制器和被控對(duì)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(shí)間常數(shù)；—微分時(shí)間常數(shù)。由Zieger與Nichols提出的經(jīng)驗(yàn)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(shí)的K值；為振蕩頻率。通過MATLAB語(yǔ)言編程可分別求出被控對(duì)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(jī)上運(yùn)行，為用戶開發(fā)、編輯和監(jiān)控自己的應(yīng)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?dǎo)使用者定義一個(gè)閉環(huán)控制過程的P功算法，該算法程序由編程軟件自動(dòng)插入到主程序中。PID的組態(tài)設(shè)計(jì)包括以下內(nèi)容：(l)確定所要控制的PI時(shí)旨令編號(hào)(回路編號(hào))；(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(jì)算的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域；(5)指定初始化子過程和中斷的名稱；(6)確認(rèn)設(shè)計(jì)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(jī)組進(jìn)行熱交換，水溫冷卻的同時(shí)，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(jìn)行熱交換，然后再降了溫的冷卻水，送回到冷水機(jī)組。如此不斷循環(huán)，帶走冷水機(jī)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(zhǔn)確地反映冷凍機(jī)組產(chǎn)生熱量的多少。所以，對(duì)于冷卻水泵，以進(jìn)水和回水的溫差作為控制依據(jù)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)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(jī)組產(chǎn)生的熱量大，應(yīng)提高冷卻泵的轉(zhuǎn)速，增大冷卻水的循環(huán)速度；反之則應(yīng)該降低轉(zhuǎn)速。目前，在冷卻水系統(tǒng)進(jìn)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(dāng)中央空調(diào)冷卻水出水溫度低時(shí)，減少冷卻水流量；當(dāng)中央空調(diào)冷卻水出水溫度高時(shí)，加大冷卻水流量，從而達(dá)到在保證中央空調(diào)機(jī)組正常工作的前提下達(dá)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(gè)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(jìn)、出水溫度差和出水溫度信號(hào)來調(diào)節(jié)，當(dāng)進(jìn)、出水溫差大于設(shè)定值時(shí)，頻率無極上調(diào)，當(dāng)進(jìn)、出水溫差小于設(shè)定值時(shí)，頻率無極下調(diào)，同時(shí)當(dāng)冷卻水出水溫度高于設(shè)定值時(shí)，頻率優(yōu)先無極上調(diào)，當(dāng)冷卻水出水溫度低于設(shè)定值時(shí)，按溫差變化來調(diào)節(jié)頻率，進(jìn)、出水溫差越大，變頻器的輸出頻率越高；進(jìn)、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(hào)變頻器。//KM5接通2號(hào)泵變頻運(yùn)行。//若2號(hào)泵故障，則3號(hào)泵代替。同時(shí)2號(hào)停機(jī)。//過溫保護(hù)。AQW0AR＜VD0VD72EN MOVWIN OUTVW416R1//若VD0冷卻水過程變量小于VD72中間值。//1號(hào)泵變頻運(yùn)行。//若1號(hào)泵故障，則3號(hào)泵代替，同時(shí)1號(hào)泵停機(jī)。//2號(hào)電機(jī)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(jī)組流出的冷凍水由冷凍泵加壓送入冷凍水管道，在個(gè)房間內(nèi)進(jìn)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(gè)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(cè)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(shí)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(dòng)按下，2號(hào)變頻器給電。//1號(hào)，2號(hào)冷卻泵啟動(dòng)后，冷凍泵啟動(dòng)。//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(yùn)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