【正文】 、創(chuàng)建PLC、創(chuàng)建Folder、創(chuàng)建Item、測(cè)試通訊質(zhì)量。當(dāng)測(cè)試通訊質(zhì)量顯示好時(shí)，說明了變量組態(tài)完成。 變量組態(tài)表名稱地址數(shù)據(jù)類型存取TVD296REALRWINPUTVD200REALRWKcVD332REALRWTiVD340REALRWTdVD344REALRWPVD204REALRW 畫面組態(tài)打開 WinCC Explorer 窗口 創(chuàng)建一個(gè) WinCC單用戶項(xiàng)目，在變量管理器添加新的驅(qū)動(dòng)程序OPC。在OPC 項(xiàng)目管理器中添加S7200的系統(tǒng)參數(shù)。將所需要的變量全部添加到變量管理器中。然后在WinCC資源管理器中，右擊“圖形編輯器”，在彈出的菜單中，單擊“新建畫面”選項(xiàng)，選擇新建畫面，系統(tǒng)默認(rèn)畫面名為“”（pdl為畫面描述文件），雙擊擊“”，進(jìn)入圖形編輯畫面。進(jìn)入圖形編輯界面后，就要進(jìn)行圖形的編輯，首先是利用靜態(tài)文本顯示輸出值，這種窗口的數(shù)據(jù)只能看，不能進(jìn)行修改，所以只適用于我溫度輸出值顯示。而需要輸入數(shù)據(jù)的就使用輸入輸出文本。這種文本的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行實(shí)時(shí)的修改，并把修改的變量值傳送PLC，例如溫度設(shè)定值，PID算法的增益，積分時(shí)間，微分時(shí)間都需要用這種方式。然后再建立曲線圖，曲線圖主要用來進(jìn)行設(shè)定值與顯示值的對(duì)比。圖 畫面組態(tài) 變量連接S7200與WinCC的通訊是PPI協(xié)議，PPI協(xié)議是西門子S7200系列PLC常用通信協(xié)議，但WinCC中沒有集成該協(xié)議，即WinCC不能直接監(jiān)控S7200系列PLC組成的控制系統(tǒng)。S7200 OPC Server是西門子公司推出的專為解決上位機(jī)監(jiān)控S7200系列PLC控制系統(tǒng)的接口軟件。因此，WinCC可以通過該軟件與S7200系列PLC很方便的建立通信。在WinCC變量管理器中添加一個(gè)新的驅(qū)動(dòng)程序，在OPC GROUP中新建一個(gè)連接，打開屬性，選擇 OPC Group Setting。然后在新添加的連接中新建變量，變量的Item Name與S7200系列PLC中用于監(jiān)控的變量名對(duì)應(yīng)。變量連接的基本步驟如下：1)用STEP7 MICROWIN完成S7200的工程建立和編程，其中必須為OPC準(zhǔn)備好符號(hào)表。注意符號(hào)表名稱以及表中變量名都禁用中文，這是OPC的要求。2)安裝PC ACCESS，然后導(dǎo)入前面建立的S7200符號(hào)表，同時(shí)定義PC access到S7200的通訊。這在PG/PC INTERFACE中完成。具體通過PPI，或MPI，或PROFIBUS，或以太，或MODEM均可以，根據(jù)所用硬件定。3)進(jìn)入WinCC，添加OPC驅(qū)動(dòng)，定義OPC的屬性時(shí)點(diǎn)擊瀏覽。瀏覽路徑是LOCAL/SIMATIC S7200 OPC SERVER，由此按提示將導(dǎo)入到PC ACCESS中的變量添加到WinCC。4)進(jìn)入WinCC完成其他組態(tài)，即可引用S7200中的變量。變量連接后，運(yùn)行WinCC，相應(yīng)的變量的值就會(huì)在WinCC上很好的顯示出來，. 變量顯示圖現(xiàn)場(chǎng)總線測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 程序調(diào)試6 程序調(diào)試 程序調(diào)試是非常重要的階段，我們寫程序不可能一寫就對(duì)，在編寫的過程中會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問題，當(dāng)然我們就必須通過程序調(diào)試，使得程序正確，達(dá)到預(yù)期的功能，通過修改和調(diào)試程序，也可以使控制的品質(zhì)更高。 PLC調(diào)試方法與結(jié)果PLC程序的調(diào)試分為模擬調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試兩個(gè)調(diào)試過程，在此之前首先對(duì)PLC外部接線作仔細(xì)檢查，外部接線一定要準(zhǔn)確無誤。也可以用事先編寫好的試驗(yàn)程序?qū)ν獠拷泳€做掃描通電檢查來查找接線故障。為了安全考慮，最好將主電路斷開。將編寫完成的程序逐條仔細(xì)檢查，并改正寫入時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤。當(dāng)我寫完程序過后，首先編譯檢查錯(cuò)誤，看使用的語句中是否有違反PLC規(guī)定的用法，發(fā)現(xiàn)了語句錯(cuò)誤過后馬上進(jìn)行修改，通過多次的修改，最后程序沒有語言錯(cuò)誤，下面就是檢查是否有邏輯錯(cuò)誤，看整個(gè)程序的運(yùn)行狀況怎么樣，能否達(dá)到預(yù)期的效果。在第一次運(yùn)行的過程中有一段語句出現(xiàn)了紅色的情況，當(dāng)程序運(yùn)行到那里時(shí)就會(huì)出現(xiàn)亂碼，后來經(jīng)過計(jì)算分析，原來是調(diào)用數(shù)據(jù)是調(diào)錯(cuò)了，該處的數(shù)據(jù)只能是01之間的數(shù)，后來將該處處理后，程序運(yùn)行正常。我寫程序是分塊寫的，首先寫的是數(shù)據(jù)采集塊，數(shù)據(jù)采集就是主要是將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，經(jīng)過一系列的數(shù)據(jù)變換使的最后的顯示值和所測(cè)量的溫度值一致。在寫數(shù)據(jù)采集程序的過程中也遇到一些問題，通過同學(xué)的幫助，最后將這些問題解決了，正常的實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集。然后寫的是數(shù)據(jù)輸出，數(shù)據(jù)輸出程序也包括了PID運(yùn)算程序，寫好后就是出現(xiàn)了數(shù)據(jù)溢出的情況，后來分析發(fā)現(xiàn)是PID算法內(nèi)的數(shù)據(jù)搞錯(cuò)了。最后進(jìn)行了數(shù)據(jù)濾波程序的編寫，數(shù)據(jù)濾波程序是在同學(xué)的幫助下完成的。通過多天的程序調(diào)試和修改，通過狀態(tài)表監(jiān)視，整個(gè)程序基本符合設(shè)計(jì)要求。為人機(jī)界面的編寫做好了準(zhǔn)備。 WinCC調(diào)試方法與結(jié)果WinCC的調(diào)試也是主要檢查各個(gè)變量是否準(zhǔn)確無誤的連接上了，是否能正常的通訊，WinCC人機(jī)界面的制作還算比較順利，除了曲線設(shè)置出了點(diǎn)問題外，其他都還能正常通訊，通過變量的連接，可以通過WinCC實(shí)時(shí)的修改PID參數(shù)，得到控制曲線，通過多次的調(diào)整WinCC最后成功的完成了，在保存的過程中遇到過一些問題，做好的WinCC關(guān)后怎么也打不開了，后來老師給我們說了怎么弄，按照老師說的方法，最后能正常的用了?，F(xiàn)場(chǎng)總線測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) PID參數(shù)的整定7 PID參數(shù)的整定 準(zhǔn)確地選擇PID調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)和它的參數(shù)，能使系統(tǒng)在受到擾動(dòng)后仍保持穩(wěn)定，并將靜態(tài)誤差和動(dòng)態(tài)誤差保持在最小值。在整定調(diào)節(jié)器的參數(shù)之前，應(yīng)首先確定調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)，對(duì)于具有平衡性質(zhì)的控制對(duì)象或生產(chǎn)過程應(yīng)選擇有積分環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器；對(duì)于純滯后性質(zhì)的控制對(duì)象，在調(diào)節(jié)器中往往應(yīng)加入微分環(huán)節(jié)。調(diào)節(jié)器參數(shù)的選擇，必須考慮到具體的工程的工藝控制要求，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)和湊試等方法進(jìn)行整定。 整定方法控制器參數(shù)的整定，就是按照已定的控制方案，求取使控制質(zhì)量最好的控制器參數(shù)值。具體來說，就是確定最合適的控制器比例度P、積分時(shí)間TI，和微分時(shí)間TD?？刂破鲄?shù)整定的方法很多，主要有兩大類，一類是理論計(jì)算的方法，另一類是工程整定法。工程整定法主要包括：1)穩(wěn)定邊界法（臨界比例度法） 穩(wěn)定邊界法屬于閉環(huán)整定方法，根據(jù)純比例控制系統(tǒng)臨界振蕩試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)（臨界比例度Pm和振蕩周期Tm），按經(jīng)驗(yàn)公式求出調(diào)節(jié)器的整定參數(shù)。2)衰減曲線法衰減曲線法也屬于閉環(huán)整定方法，但不需要尋找等幅振蕩狀態(tài)，只需尋找最佳衰減振蕩狀態(tài)即可。3)響應(yīng)曲線法響應(yīng)曲線法屬于開環(huán)整定方法。以被控對(duì)象控制通道的階躍響應(yīng)為依據(jù)，通過經(jīng)驗(yàn)公式求取調(diào)節(jié)器的最佳參數(shù)整定值。4)經(jīng)驗(yàn)法 經(jīng)驗(yàn)法是憑經(jīng)驗(yàn)湊試。 其關(guān)鍵是“看曲線，調(diào)參數(shù)”。在閉環(huán)的控制系統(tǒng)中，憑經(jīng)驗(yàn)先將控制器參數(shù)放在一個(gè)數(shù)值上，通過改變給定值施加干擾，在記錄儀上觀察過渡過程曲線，根據(jù)P、 TI 、 TD對(duì)過渡過程的影響為指導(dǎo)，對(duì)比例度P 、積分時(shí)間TI和微分時(shí)間TD逐個(gè)整定，直到獲得滿意的曲線為止。我在這次參數(shù)整定過程中采用的是臨界比例度法，利用該方法進(jìn)行 PID控制器參數(shù)的整定步驟如下：(1)首先預(yù)選擇一個(gè)足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作；(2)僅加入比例控制環(huán)節(jié)，直到系統(tǒng)對(duì)輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩，記下這時(shí)的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期；(3)在一定的控制度下通過公式計(jì)算得到PID控制器的參數(shù)。最主要還是靠經(jīng)驗(yàn)及工藝的熟悉，參考測(cè)量值跟蹤與設(shè)定值曲線，從而調(diào)整P\I\D的大小。 整定結(jié)果及分析當(dāng)加熱爐剛啟動(dòng)加熱時(shí)，由于測(cè)到的爐溫為常溫，sppv＝△U為正值且較大，△U為PID調(diào)節(jié)器的輸入，此時(shí)PID調(diào)節(jié)器中P起主要作用，使PLC為最大電壓給加熱爐加熱。當(dāng)加熱爐溫度達(dá)到30℃以上時(shí)，sppv＝△U為負(fù)值，經(jīng)PID調(diào)節(jié)，使PLC輸出電壓減小，加熱爐溫度降低。當(dāng)溫度正好達(dá)到30℃時(shí)，△U為零PID不調(diào)節(jié)，此時(shí)PLC輸出的電壓正好平衡加熱爐消耗的熱量，系統(tǒng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。圖 系統(tǒng)平衡界面現(xiàn)場(chǎng)總線測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 技術(shù)小結(jié)8 技術(shù)小結(jié)加熱爐溫度控制系統(tǒng)采用成熟的PLC技術(shù)，采用軟硬件結(jié)合，較好的解決了傳統(tǒng)加熱爐溫控系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題。本實(shí)驗(yàn)采用了S7200可編程控制器，很好的實(shí)現(xiàn)了電阻爐溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)，涉及到的方法簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)便捷有效，精度高，工作可靠易于拓展，集成在PLC內(nèi)部的PID指令使用簡(jiǎn)單易于上手。 利用WinCC和PLC配合可以很方便地實(shí)現(xiàn)過程控制的實(shí)時(shí)監(jiān)控在我們實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)最佳參數(shù)后溫度可以控制在目標(biāo)溫度＋0．5～－0．5176。C范圍內(nèi)，而且加一個(gè)擾動(dòng)后能夠很快實(shí)現(xiàn)平衡從而符合我們系統(tǒng)所要求達(dá)到的目標(biāo)。該系統(tǒng)具有良好的人機(jī)界面，能方便地在線修改參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)加熱系統(tǒng)工藝流程的控制，由于PLC和WinCC構(gòu)建的控制系統(tǒng)可靠靈活具有較強(qiáng)適應(yīng)性它在類似的控制系統(tǒng)領(lǐng)域具有很強(qiáng)的生命力。 現(xiàn)場(chǎng)總線測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1] 劉國海．集散控制與現(xiàn)場(chǎng)總線[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社2008：120166[2] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，[3] [M].重慶：重慶大學(xué)出版社，:147149[4] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，~16.[5] S7200PLC可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè)[M]. 西門子公司,2004:1601