【正文】 而過程控制現(xiàn)場的很多參數變化并非十分劇烈，有較大的時間延遲，按照工程經驗對于流量參數采樣時間為 1～2 秒，對于水位參數來說采樣時間為 3～5 秒，汽包水位控制系統(tǒng)采樣時間設定為 1 秒是可以滿足控制要求的 [4] 。為了有效的防止汽包水位超限，該設計作以下處理：當汽包水位過高即高于 350mm 時停止送水，以快速降低汽包水位，當汽包水位過低即低于 200mm 時滿負荷送水，即送水電動機工作于工頻 50Hz 電源下，以快速提高汽包水位。此外為了提高 PLC 的運行效率，在程序設計時可以設定 1山東科技大學學士學位論文 軟件設39秒的定時時間，當定時滿 1 秒時執(zhí)行 PID 控制算法，未滿 1 秒時 PLC 處理程序的其他部分以及完成 PLC 自身的各種功能。 根據以上分析我們可以設計 PLC 的程序流程圖如圖 所示： 水位超過 3 5 0 m m ? 水位低于 2 0 0 m m ?執(zhí)行 P I D 控制算法 停止送水 滿負荷送水是 否是 否開始 延時滿 1 秒 ? 否是結束 結束 ?是 否 程序流程圖山東科技大學學士學位論文 軟件設40 DeviceNet 網絡組態(tài) 由于該設計選用 DeviceNet 實現(xiàn) PLC 與變頻器之間的連接因此需要進行 DeviceNet 網絡組態(tài)，從而實現(xiàn) PLC 與變頻器之間的網絡通信，并通過網絡進行控制。首先運行 RSLinx 軟件選擇 Communication 菜單，在其下拉選項中選擇 Configue Drivers，然后進行通信配置，該設計中選擇 Ether Devices通過以太網進行 PLC 與上位機之間的通信，如圖 所示，然后選擇添加驅動程序配置 IP 地址就可以完成通信配置。圖 通信配置在 RSNetWorx for DeviceNet 軟件環(huán)境下，選擇“File→New”新建一個文件，然后點擊“Network →Online” ，在彈出網絡掃描對話框中進行網絡掃描路徑設置。在項目樹中展開找到 DeviceNet 通信模塊 1756_DNB，山東科技大學學士學位論文 軟件設41并選中它下面的 DeviceNet 網絡對 DeviceNet 網絡進行掃描如圖 所示。圖 DeviceNet 網絡掃描網絡掃描結束后，在圖形視圖中可以看到網絡上所有被識別的設備。按照之前所設計的配置在該設計中將會掃描到 1756_DNB 和 1336PlusII 變頻器，如圖 所示。圖 DeviceNet 掃描結果雙機該掃描器圖標，將會出現(xiàn) 1756_DNB 掃描器的屬性對話框，在這個對話框里點擊各個不同的選項卡將會出現(xiàn)該模塊的名稱、節(jié)點地址、生山東科技大學學士學位論文 軟件設42產廠家、版本號等信息。根據硬件配置在模塊對話框（Module ）里設置模塊的槽號(Slot)為 4，然后點擊“應用”和“確定” 完成該模塊的槽號和節(jié)點配置。點擊掃描表（Scanlist）將會彈出 Scanner Configuration Applet 窗口詢問是否上載設備信息，點擊上載（Upload）按鈕將會上載設備信息。上載完成后掃描器列表（Scanlist）對話框左側將會出現(xiàn)所有的有效設備，這些設備將按照在 DeviceNet 網絡中的節(jié)點號順序排列，點擊方向按鈕后選擇1336PlusII 變頻器設備可以將設備的 I/O 數據自動的配置到掃描器的 I/O 數據表當中。在 Scanlist 列表中將會出現(xiàn) 1336PlusII 變頻器的數據。點擊Inut 按鈕將會出現(xiàn)如圖 所示窗口，明 1336PlusII 變頻器已經分配到掃描器當中。圖 掃描器數據配置山東科技大學學士學位論文 軟件設43配置完 I/O 數據后可以保存 dnt 文件。在 RSLogix5000 環(huán)境下進行通訊模塊配置時就可以實現(xiàn) PLC 通過 DeviceNet 網絡對變頻器的控制。 RSLogix5000 程序設計RSLogix5000 是為 Logix5000 系列 PLC 開發(fā)的組態(tài)軟件 [10]。在這個軟件的環(huán)境下可以根據實際情況建立標簽，避免了對 PLC 直接按照地址尋址造成的麻煩和錯誤；而且可以照實際情況完成控制器組態(tài)、I/O 組態(tài)、通訊組態(tài)等；從而方便的完成 Logix5000 系列 PLC 梯形圖程序設計。 控制器組態(tài)進行程序設計時首先進行的是控制器組態(tài)，新建一個項目選擇logix5550 系列控制器，設置 CPU 槽號為 0。在 I/O 配置選項下單擊右鍵選擇 New Type，從所列出的所有模塊中選擇 1756L1M2，確定后出現(xiàn)如圖 所示畫面，為該模塊設置名稱及槽號即可。圖 控制器組態(tài)配置山東科技大學學士學位論文 軟件設44 I/O 模塊組態(tài)我們根據實際情況配置模擬量輸入信號的范圍是 1~5V 電壓，模擬量輸出 4~20ma 電流作為變頻器的頻率給定對應 0~50Hz 頻率。采用與控制器組態(tài)類似的辦法，選擇模擬量輸入輸出模塊以及數字量輸出模塊完成組態(tài)。模擬量輸入模塊組態(tài)如圖 所示。圖 模擬量輸入模塊組態(tài)最后根據硬件配置情況，輸入輸出端口地址可以做以下分配：汽包水位：Local:3: 蒸汽流量：Local:3:送水流量：Local:3:接觸器 KM1 控制信號：Local:5:接觸器 KM2 控制信號：Local:5:山東科技大學學士學位論文 軟件設45 通訊模塊組態(tài)由于該設計需要 DeviceNet 與變頻器通信，因此還需要進行通訊模塊組態(tài)。選擇通訊模塊 1756DNB/A 并設置其槽號為 4，如圖 所示。圖 模塊組態(tài)完成通訊模塊組態(tài)后可以根據 DeveiceNet 網絡組態(tài)確定變頻器給定信號地址為：Local:4:[0]。 梯形圖程序設計根據以上所述的模塊組態(tài)情況，可以在控制器標簽里（Controller tags）建立以下三個標簽：wlevel、 wfloat、sfloat 分別表示汽包水位信號、送水流量信號、蒸汽流量信號在程序標簽里（Program tags）建立以下三個標簽：highlevel、lowlevel、time1s、controlenable 等分別表示過高水位信號、過低水位信號、定時 1 秒信號、控制算法使能信號，并為各個標簽設置合適的數據類型，根據參數整定為各個 PID 模塊配置參數。主程序山東科技大學學士學位論文 軟件設46和控制子程序的梯形圖分別如圖 和圖 所示。山東科技大學學士學位論文 軟件設47圖 主程序梯形圖山東科技大學學士學位論文 軟件設48圖 子程序梯形圖程序執(zhí)行后首先進行相關的數據傳送，然后再進行比較以判斷系統(tǒng)的工作狀態(tài)，根據水位高低情況按照圖 所示的流程圖情況進行處理。 山東科技大學學士學位論文 監(jiān)控界面設計497 監(jiān)控界面設計 RSView32 是一種簡單易用的、可集成的、基于組件的人機界面系統(tǒng)。它基于 Microsoft WinNT 和 Win95 平臺設計，而且是第一個把 Active X 控制嵌入畫面的軟件包。我們利用 RSView32 進行監(jiān)控界面的設計能夠使得在上位機上實時監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀況并可以設置系統(tǒng)的工作參數。首先應該進行通道設置，由于上位機和 PLC 之間采用以太網連接因此應當選擇與 TCP/IP 通信協(xié)議 相應的網絡驅動 AB_ETH2，這取決于使用RSLinx 組態(tài)網絡時用到的處理器所在網絡使用的驅動類型。然后進行節(jié)點設置，選擇 OPC Sever 建立起 RSView32 與 Logix5000 系列控制器之間的通訊。最后根據系統(tǒng)要求建立標簽并設置合適的數據類型和地址如表 所示：表 標簽分配標簽名 數據類型 地址wlevel Analog Local:3:wfloat Analog Local:3:highlevel Digital high_levellowlevel Digital lowl_evelstart Digital workenableend Digital workenablel_kp Analog lki Analog lkd Analog 山東科技大學學士學位論文 監(jiān)控界面設計50續(xù)表 標簽分配w_kp Analog wki Analog wkd Analog 在 Graphic 窗口里繪制監(jiān)控畫面，為各個元件設置合適的標簽并分配地址，使之能夠動態(tài)顯示系統(tǒng)的運行狀況，如圖 所示。圖 汽包水位監(jiān)控圖通過這個監(jiān)控畫面可以在上位機上實時監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀態(tài)，并且通過動畫和數字的形式輸出鍋爐汽包水位的高度，根據系統(tǒng)的運行狀況動態(tài)顯示汽包水位是否超限或處于正常范圍之內，還可以通過輸入水位給定值改變汽包水位高度。按下開始或停止按鈕能夠啟動或停止系統(tǒng)的運行；按下 PID 參數設定按鈕可以進行主副回路調節(jié)器參數設定，如 所示。山東科技大學學士學位論文 監(jiān)控界面設計51圖 參數設定畫面按下趨勢圖按鈕可以顯示汽包水位的變化趨勢，如圖 所示。圖 汽包水位趨勢圖山東科技大學學士學位論文 結束語528 結束語鍋爐汽包水位控制的任務是控制給水流量使其與蒸發(fā)量保持動態(tài)平衡，從而維持汽包水位在工藝允許的范圍內，是保證鍋爐安全生產運行的必要條件。汽包水位控制系統(tǒng)是控制理論和過程控制技術在實際生產過程中的一個典型應用案例，當前生產現(xiàn)場所應用的控制方法也多是本文所論述的三沖量控制方案。大量的實踐證明三沖量控制方案在鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)中是切實可行的，并且取得了理想的控制效果，滿足了控制要求，對于企業(yè)提高生產效率、節(jié)約資源起到了明顯的作用。PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數、算術運算以及數據處理等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC 及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。在自動控制領域，PLC 是一種重要的控制設備，獲得了廣泛的應用。大量的實踐證明 PLC 的高穩(wěn)定性和高可靠性使其很利于在工業(yè)現(xiàn)場的特殊環(huán)境下工作，并且能夠極大地減少出現(xiàn)故障的概率、提高控制效果、減少工作人員的工作量。本文根據影響鍋爐汽包水位的各種因素以及它們的動態(tài)性能，按照控制要求采用了三沖量控制方案，利用目前已經發(fā)展成熟的 PLC 技術來設計的鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)具有較高的實際應用價值。在整個設計過程中根據大學四年期間所學的理論知識和指導老師的耐心指導完成了這次設計所需要的大部分工作，鞏固了之前所學的專業(yè)基礎知識，提高了我個人的理論水平和其他方面的水平，是我的大學生活即將結束之際一次很好的總結，山東科技大學學士學位論文 結束語53為今后進一步的學習、工作打下了堅實的基礎。盡管畢業(yè)設計期間作了大量的工作，但由于個人水平所限以及時間關系，論文中存在的問題是在所難免的。例如 AB 系列 PLC 許多軟件還沒有進行更加深入的研究；當今控制理論已經不再僅僅局限于以反饋和傳遞函數為基礎的經典控制理論，現(xiàn)代控制論、智能控制都有了長足的發(fā)展并且在某些領域獲得了應用，比經典控制理論獲得了更好的控制效果，關于這些方面的知識是目前個人水平所不及的，還有待于更進一步的學習。總之，PLC 技術在鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)中的應用是行之有效的，相信 PLC 技術在其他控制領域也會有廣泛的應用。隨著我國經濟的高速發(fā)展，企業(yè)的自動化水平不斷提高，大量的 PLC 會不斷的裝配到生產過程當中去，PLC 技術會有更加廣闊的應用前