【正文】 列，并從模塊 O 開始編號。模塊安裝完畢后，將模塊自帶的接線排插入主機上的擴展總線插口。(4)為了在主機中進行輸入模擬量轉換后數(shù)字數(shù)據(jù)的處理及為了輸出需要在模擬量單元中轉換為模擬量的數(shù)字量，要在主機中安排一定的存儲單元。一般使用模擬量輸入 AIW 及模擬量輸出 AQW 單元安排由模擬量模塊送來的數(shù)字量及待送入模塊轉變?yōu)槟M量輸出的數(shù)字量。而在主機的變量存儲區(qū) V區(qū)存放處理產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)。擴展模塊的編址方法依 57 一 200 系列 PLC 技術手冊中有關規(guī)定。 EM235 的工作程序編制EM235 的工作程序編制一般包含以下內(nèi)容:(1) 設置初始化子程序。在該子程序中完成采樣次數(shù)的預置及采樣和單元清零的工作，為開始工作做好準備。(2)設置模塊檢測子程序。該子程序檢查模塊的連接正確性及模塊工作的正確性。(3)設置子程序完成采樣及相關的計算工作。(4)工程所需的有關該模擬量的處理程序。(5)處理后模擬量的輸出工作。 硬件連接圖圖 53 硬件接線圖 控制系統(tǒng) I/O 地址分配PLC 的輸入 /輸出分配表（如表 51 所示）表 21 I/O 分配表編號 地址 說明 功能1 路模擬量輸出1 AQW0 輸出模擬量 控制輸入控制液壓閥1 路數(shù)字輸入，1 路模擬量輸入1 按鈕，手動自動切換 0 為手動，1 為自動2 AIW0 輸入模擬量 液位傳感器的值第 6 章 系統(tǒng)軟件應用設計系統(tǒng)的自動控制功能主要是通過軟件來實現(xiàn)的,結合前面所述變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的控制要求,利用定時器中斷功能實現(xiàn) PID 控制的定時采樣及輸出控制,三臺水泵切換信號的生成、接觸器邏輯控制信號的綜合及報警處理等都由程序控制。在程序設計時充分考慮到負載均衡性原則,采取“先入先出” 的排隊策略,執(zhí)行變頻方式輪值,確保各水泵使用率基本均衡。生活及消防雙恒壓的兩個恒定值是采用數(shù)字式方式直接在程序中設定的。生活供水時系統(tǒng)設定值為滿量程的 70%,消防供水時系統(tǒng)設定值為滿量程的 90。PID 回路增益和時間常數(shù)初步設定為:增益 kc=、采樣時間 ts= s、積分時間 ti=30 控制效果。 為了恒定供水,在水壓降落時要升高變頻器的輸出頻率,當變頻器達到上限頻率且一臺水泵還不能滿足恒壓要求時,則把變頻運行的水泵切換到工頻上運行,同時需要變頻啟動第二臺或第三臺水泵,直到滿足供水要求。判斷需不需要啟動新水泵的標準就是變頻器的輸出頻率是否達到設定的上限值。為了判斷變頻器工作頻率達上限值的準確性,應濾去偶然的頻率波動起的頻率達到上限的情況。變頻器控制水泵電機的每一次啟動均為軟啟動,并規(guī)定各臺水泵必須交替使用,任一臺泵連續(xù)變頻運行不得超過 3 h,因此每次需啟動新水泵時,將現(xiàn)行運行的水泵從變頻器上切除,并換上工頻電源運行,將變頻器復位并用于新運行水泵的啟動。三臺水泵的工作循環(huán)控制是使用水泵號加 1 的方法實現(xiàn)(到 3 在加 1 時等于零),即用水泵的總數(shù)結合水泵號實現(xiàn)水泵的輪換工作。 水位 PID 控制的邏輯設計水位 PID 控制程序分為 3 部分，每部分流程圖如下：（1） 主程序調(diào)用模塊，如圖 62 是所示。（2） 主程序調(diào)用子程序 0，如圖 63 所示。生活供水時系統(tǒng)設定為滿量程的 70%，本系統(tǒng)中的增益和時間常數(shù)為:增益 Kc=，采樣時間 Ts=1s，積分時間Ti=30min。（3）中斷子程序模塊，如圖 64 所示。其作用主要用于 PID 的相應計算，在PLC 的常閉繼電器 的作用下工作，它包括 :設定回路輸入及輸出選項、設定回路參數(shù)、設定循環(huán)報警選項、為計算指定內(nèi)存區(qū)域、指定初始化子程序及中斷程序。圖 61 水位 PID 控制實現(xiàn)方式首次掃描●調(diào)用子程序 0 進行啟動計算機和初始化●條用子程序 0 初始化定時中斷主程序結束主程序開始圖 62 主程序調(diào)用模塊啟動子程序設置 PID 參數(shù)裝入回路設定值=75%回路增益=裝入回路采樣 1S裝入積分時間 30min設定定時中斷時間為 100ms子程序 0 結束圖 63 主程序調(diào)用子程序 0啟動中斷子程序 0定時中斷計數(shù)器值加 1中斷子程序 0 結束計數(shù)器值到達了嗎計算 PID 公式 1 1()n nMKeXKDe???AA對輸出值限制反饋仿真是否圖 64 中斷子程序模塊其中，各符號名說明如下： 在第 n 采樣時刻，PID 回路輸出的計算值nM PID 回路增益cK 在第 n 采樣時刻的偏差值ne 在第 n1 采樣時刻的偏差值1? 積分項的比例常數(shù)MX 積分項的前值KD 微分項的比例常數(shù) 梯形圖編程（1） 主程序部分。（2） 子程序 SBR_0。（3） 中斷程序 INT_0。 控制程序 //主程序（OBI）LD //首次掃描時CALL 0 //調(diào)用初始話子程序//子程序 0LD MOV_R , VD104 //裝入給定值 75%MOV_R , VD112 //裝入回路增益 MOV_R , VD118 //裝入采樣時間 MOV_R , VD120 //裝入積分時間 30minMOV_R , VD124 //關閉微分作用MOV_R 100, VD34 //設置定時中斷 0 的時間間隔為 100msATCH 0, 10 //設置定時中斷以執(zhí)行 PIDENI //允許中斷，子程序 0 結束//中斷程序 0LD I_DI AIW0, ACO //單極性模擬量經(jīng) A/D 轉換后存入累加器DI_R AC0, AC0 //32 位整數(shù)轉換為實數(shù)DIV_R AC0, AC0 /R , AC0 //標準化累加器中的實數(shù)MOV_R ACO, VD100 //存入回路表LD //在自動方式下，執(zhí)行 PID 指令PID VB100, 0 //回路表的起始地址為 VB100，回路號為 0LD MUL_R VD108, AC0 //PID 控制器的輸出值送入累加器*R , AC0 //將累加器中的數(shù)據(jù)標準化ROUND AC0, AC0 //實數(shù)轉換為 32 位整數(shù)DI_I AC0, AC0 MOV_W AC0, AQW0 //將 16 位整數(shù)寫入到模擬量輸出（D/A ）寄存器 聯(lián)機（1） 聯(lián)機硬件圖（如圖 64） 64 聯(lián)機硬件圖（2） 運行單擊水泵控制按鈕，系統(tǒng)啟動時關閉出水口，用手動控制水泵后的輸入輸出控制液體閥，使水位達到滿水位的 75%，這時系統(tǒng)裝載 PID 參數(shù)和連接 PID 中斷服務程序。裝入回路設定值 VD104，回路增益 VD112，回路采樣時間 VD118，積分時間 VD120，同時設定定時中斷 0 的時間（SMB34）間隔 100ms,設定定時中斷執(zhí)行 PID 程序 INT_0。關閉微分作用 VD124。在中斷處，將過程變量（PV）轉換為標準化的實數(shù)。首先將整數(shù)轉換成雙整數(shù)（AIW0→AC0） ，將雙整數(shù)轉換為實數(shù)，而后將數(shù)值標準化（AC0 ，→AC0）,最后將標準化后的 PV 存入回路表（AC0→VD100） 。而 控制手動到自動的切換，0 代表手動，1 代表自動。自動方式下將把輸出值 Mn 轉換成 16 位的整數(shù)，首先判斷 Mn 為單極性且非負的數(shù)，把輸出值送到累加器（VD108,→AC0） ，然后標準化累加器中的值，將實數(shù)轉換成雙整數(shù)，再將雙整數(shù)轉換成整數(shù)，最后將數(shù)值寫入模擬量輸出（ACO→AQW0） 。再去控制輸入控制液體閥以控制水箱維持一定水位。結 論 本課題研究結論本論文針對洛陽市某小區(qū)的生活供水要求，設計了一套由 PLC、PID 算法 、液位控制閥、水泵、計算機、通信模塊等主要設備構成的水塔水位 PID 控制系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)供水方式普遍存在的效率低、可靠性差、自動化程度不高等缺點，可實現(xiàn)高效節(jié)能、自動可靠、維護簡單、管理方便的穩(wěn)定供水。本系統(tǒng)具有以下的特點:l)采用了可靠性高、使用簡單、編程靈活的工控設備 PLC 和內(nèi)置 PID 調(diào)節(jié)模塊的變頻器作為主要控制設備，在全流量范圍內(nèi)利用變頻泵的連續(xù)調(diào)節(jié)和工頻泵的分級調(diào)節(jié)相結合，確保穩(wěn)定供水。2)系統(tǒng)具有完備的故障處理能力，可通過自動工頻運行、遠程手動控制和現(xiàn)場手動控制等方式確保供水，具有故障實時的現(xiàn)場報警和遠程電話自動報警功能，具有故障電機鎖定功能。3)系統(tǒng)實現(xiàn)了計算機和 PLC 的有效結合，具有遠程監(jiān)控與管理能力，設計合理、先進。4)系統(tǒng)采取水塔水位 PID 控制系統(tǒng)供水，節(jié)能效果明顯，設備簡單。5)用了 PID 調(diào)節(jié)方式，水壓波動小，響應快。 課題存在問題與展望l)由于時間關系，供水監(jiān)控系統(tǒng)的設計不夠完善，例如沒有具體寫出上位機監(jiān)控軟件程序以及對具體的監(jiān)控界面的設計和數(shù)據(jù)處理。2)現(xiàn)有設計研究實現(xiàn)了供水系統(tǒng)的工況控制、調(diào)節(jié)和設備狀態(tài)監(jiān)控功能，將來還可以通過對更多現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與傳輸，如電壓、電流、功率、水位、PID算法、水流量等，通過開發(fā)上位機的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)具有綜合功能的供水自動化控制與管理系統(tǒng)，提高后勤管理能力。 以上這部分工作有待在以后的學習與工作中進一步完成。謝 辭在設計完成時，我首先感謝我的老師，*******的***老師，本文是在**老師的悉心指導下完成的，從設計的選題、方案的制定、修改的全過程，一直到設計的完成，無不凝聚著老師大量的心血，在此謹致上我衷心的感謝。他平易近人、為人和善的生活態(tài)度和孜孜不倦、永攀高峰的工作精神給我留下了深刻的印象，并且這種獨特的人格魅力將在以后的很長一段時間內(nèi)激勵和鞭策我，驅使我去克服工作生活中的困難與低沉，是我學習的楷模，將使我受益終生。在此，祝朱老師祝褚老師事業(yè)更上一層樓，生活一切順心!同時，在作畢業(yè)設計期間，我也得到了***同學們的諸多幫助，尤其是本組成員的幫助，他們不僅對我設計中的缺漏加以指出，幫我講解我所欠缺的知識，而且在生活中給了我無微不至的關懷，在此致上我深深的謝意，謝謝他們的幫助和關懷，在此，祝他們身體健康，事業(yè)有成!又是一年畢業(yè)時，在此離別之際，回首往事，歷歷在目，不由得對自己在******的的點點滴滴，感慨萬千。憶往昔，特在此對幫助和關懷我的所有人致以最衷心的感謝! 在此，祝他們身體健康，事業(yè)有成 ! 我還要特別感謝*****和*******給我提供的學習和成長的環(huán)境。祝先**的事業(yè)蓬勃發(fā)展、蒸蒸日上!最后，特別感謝多年來養(yǎng)育我的家庭。正是來自家庭的支持，我才有可能來到******繼續(xù)學習，才有可能使我的學習生涯取得更大的進步。家庭給予我無私的幫助和關心，促使我在這個世界成長并明白自身的價值所在。在此，我祝我的家人和親朋好友永遠快樂，健康一生!最后，感謝各位評閱老師在百忙之中評閱本文。由于時間倉促，本人水平有限，難免有錯誤和不足之處，敬請各位老師指正與賜教。 參考文獻[1] ：國防工業(yè)出版社，2022[2] ：[3] 范永生、 PLC 。北京：中國電力出版社2022[4] ：機械工業(yè)出版社，2022[5] 周美蘭、周封、 ：科技出版社，2022[7] : 中國電力出版社,2022[8] ，2022[9] 陳志新、 PLC 控制技術，中國林業(yè)出版社。2022[10] ，[11] 。[12] 鄭鳳翼、 S7200 系列 PLC 應用 88 [13] 李克儉、（J）.廣西工業(yè)學院學 76～79[14] （J）.儀器儀表與分 16～19[15] 姚勇、李忠勤、（J）. 十二期 98～99[16] 王偉、張晶濤、 參數(shù)整定方法及應用，制動化學報，，347 一 35[17] 王亞剛，邵惠鶴，自整定 PDI 控制器的研究綜述(續(xù))。制動化，[18] 張文慶，用 PLC 的軟件實現(xiàn) PID 閉環(huán)控制，. 7～8[19] 陳　娟，陳志強，PLC 在水塔水位控制系統(tǒng)中的應用[J ]，安徽技術師范學院學報, (4): 348—350[20] 西門子 SIMATIC S7200 可編程序控制器操作與編程指南［S］ ．重慶鋼鐵．附　錄附錄一：S7200—CPU 226 技術數(shù)據(jù)： 描述CPU 226 DC/DC/DCCPU 226 AC/DC/繼電器物理特性尺寸 (W X H X D)重量功耗196 x 80 x 62 mm550 g11 W196 x 80 x 62 mm660 g17 W存儲器特性程序存儲器 在線程序編輯時 非在線程序編輯時 數(shù)據(jù)存儲器 裝備 (超級電容) (可選電池)16384 bytes 24576 bytes