【正文】 日后，隨著對 PLC 硬件系 統(tǒng)和通信方式的深入了解，還可以豐富遠(yuǎn)程控制指令，以應(yīng)對運(yùn)行過程中的各種突發(fā)事件，增加其他 PLC，通過構(gòu)建復(fù)雜的多級網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)大型的工業(yè)控制，使該系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)更加穩(wěn)定可靠，性能更加完善。 在西門子 S7200 系列 PLC 和組態(tài)軟件組 態(tài)王的基礎(chǔ)上，我們成功設(shè)計(jì)出了溫度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)達(dá)到了快、準(zhǔn)、穩(wěn)的效果，也達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。 圖 報(bào)警 第 32 頁 共 35 頁 結(jié) 論 本課題設(shè)計(jì)了基于 PLC 的溫度控制系統(tǒng)。 第 27 頁 共 35 頁 圖 定義畫面變量設(shè)置 圖 定義變量報(bào)警 第 28 頁 共 35 頁 數(shù)據(jù)類型 只對 I/O 類型的變量起作用，共有 9種類型： Bit： 1位， 0或 1 Byte： 8位， 一個(gè)字節(jié) Short： 16 位， 2個(gè)字節(jié) Ushort： 16位， 2個(gè)字節(jié) BCD： 16位， 2個(gè)字節(jié) Long： 32 位， 4個(gè)字節(jié) LongBCD： 32位， 4個(gè)字節(jié) Float： 32 位， 4個(gè)字節(jié) String： 128個(gè)字符長度 組態(tài)王界面 溫度控制主界面 圖 監(jiān)控畫面 第 29 頁 共 35 頁 啟動(dòng)組態(tài)王 初次上電 初次上電，沒有模擬量輸入，只顯示 PID 值和當(dāng)前溫度，曲線圖為鍋爐溫度的實(shí)時(shí)曲線圖。并規(guī)定溫度超過 105℃為溫度過高，立即要作出相應(yīng)警示信號。內(nèi)存變量是組態(tài)王內(nèi)部的變量，不跟監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行交換。外部硬件設(shè)備在本文中就是 PLC S7200。組態(tài)軟件也為試驗(yàn)者提供了可視化監(jiān)控畫面，有利于試驗(yàn)者實(shí)時(shí)現(xiàn)場監(jiān)控。通?？梢园堰@樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個(gè)層次結(jié)構(gòu)。在圖下部的范例網(wǎng)絡(luò)中，人機(jī)界面（ HMI）設(shè)備（例如 TD 200、 TP 或 OP）是網(wǎng)絡(luò)主設(shè)備。激活 PPI 主設(shè)備模式之后，可使用“網(wǎng)絡(luò)讀取”或“網(wǎng)絡(luò)寫入”指令從其它 S7200 讀取數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)寫入其它 S7200。從屬裝置不發(fā)出訊息，而是一直等到主設(shè)備發(fā)送請求或輪詢時(shí)才作出響應(yīng)。 2)同步方式：同步方式要在傳送數(shù)據(jù)的同時(shí)，也傳遞時(shí)鐘同步信號，并始終按照給定的時(shí)刻采集數(shù)據(jù)。它在發(fā)送字符時(shí)，要先發(fā)送起始位，然后才是字符本身，最后是停止位。 PLC網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)的方式絕大多數(shù)為串行方式，而計(jì)算機(jī)或 PLC 內(nèi)部數(shù)據(jù)處理、存儲都是并行的。并行傳輸速度快，但通信線路多、成本高，適合近距離數(shù)據(jù)高速傳送。 調(diào)用子程序。 停止過程：按下停止按鈕后，開始標(biāo)志位 復(fù)位，點(diǎn)亮 停止指示燈 ，熄滅運(yùn)行指示燈。目前，應(yīng)用最多的還是工程整定法：如經(jīng)驗(yàn)法、衰減曲線法、臨界比例帶法和反應(yīng)曲線法。其轉(zhuǎn)換程序如下 : MOVW AIW0 AC0 DTR AC0 AC0 MOVR AC0 VD100 實(shí)數(shù)歸一化處理 因?yàn)?PID 中除了采樣時(shí)間和 PID 的三個(gè)參數(shù)外，其他幾個(gè)參數(shù)都要求輸入或輸出值 ~ 之間，所以，在執(zhí)行 PID 指令之前，必須把 PV 和 SP 的值作歸一化處理。在本文中，經(jīng)過測量的溫度信號被轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)信號溫度值才是過程變量，所以，這兩個(gè)數(shù)不在同一個(gè)數(shù)量值，需要他們作比較，那就必須先作一下數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。 LOOP 是回路號，可以是 0～ 7，不可以重復(fù)使用。計(jì)算中，沒有必要保留所有的采樣周期的誤差項(xiàng)，只需要保留積分項(xiàng)前值，計(jì)算機(jī)的處理就是按照這種思想。 PID控制， P、 I、 D 各有自己的長處和缺 點(diǎn)，它們一起使用的時(shí)候又和互相制約，但只有合理地選取 PID 值，就可以獲得較高的控制質(zhì)量。積分控制可以消除余差，但具有滯后特點(diǎn)，不能快速對誤差進(jìn)行有效的控制。 比例控制 (P)是一種最簡單的控制方式。 表 EM 235選擇模擬量輸入范圍和分辨率的開關(guān)表 單極性 滿量程輸入 分辨率 SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 SW6 ON OFF OFF ON OFF ON 0 到 50mV OFF ON OFF ON OFF ON 0 到 100mV 25μV ON OFF OFF OFF ON ON 0 到 500mV 125uA OFF ON OFF OFF ON ON 0到 1V 250μV ON OFF OFF OFF OFF ON 0到 5V ON OFF OFF OFF OFF ON 0 到 20mA 5μA OFF ON OFF OFF OFF ON 0到 10V 根據(jù)溫度檢測和控制模塊，我設(shè) 置 PID 開關(guān)為 010001 第 8 頁 共 35 頁 圖 DIP開關(guān) 溫度檢測和控制模塊 由學(xué)校提供，模擬真實(shí)鍋爐的溫度檢測和控制模塊，可自行將 0～ 10V 模擬信號轉(zhuǎn)化為占空比對鍋爐進(jìn)行加熱。開關(guān) 1 到 6 可選擇模擬量輸入范圍和分辨率。標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶我國從 1988 年 1月 1日起，熱電偶和熱電阻全部按 IEC 國際標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，并指定 S、 B、 E、 K、 R、 J、 T 七種標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶為我國統(tǒng)一設(shè)計(jì)型熱電偶。 傳感器 熱電偶是一種感溫元件，它直接 測量 溫度，并把溫度 信號 轉(zhuǎn)換成熱電 動(dòng) 勢信號。 2個(gè) RS485 通訊 /編程口，具有 PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方 式通訊能力。它具有 24 輸入 /16 輸出共 40 個(gè)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)。 第 6 頁 共 35 頁 2 硬件設(shè)計(jì) 硬件配置 西門子 S7200 CUP226 S7200 系列 PLC 可提供 4 種不同的基本單元和 6 種 型號 的擴(kuò)展單元。組態(tài)軟件的出現(xiàn)使用戶可以利用組態(tài)軟件的功能，構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng)用系統(tǒng) 。上位機(jī)屏幕上可以動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)顯示各種信號變化（液壓，水位，溫度等），便是 人機(jī)界面（ Human Machine Interface）。可編程控制器及其有關(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體 、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。它開創(chuàng)性地引入程序控制功能，使計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)控制領(lǐng)域應(yīng)用。 在 20 世紀(jì) 60 年代的汽車制造業(yè)，傳統(tǒng)繼電接觸器控制裝置廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)流水線的自動(dòng)控制系統(tǒng)中。無法對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確、可靠、實(shí)時(shí)測量，監(jiān)控也就無從談起了。 研 究技術(shù)介紹 傳感技術(shù) 傳感技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)技術(shù)。而適應(yīng)于較高控制場合的智能化、自適應(yīng)控制儀表，國內(nèi)技術(shù)還不十分成熟。在許多場合，及時(shí)準(zhǔn)確獲得目標(biāo)的溫度、濕度信息是十分重要的，近年來，溫濕度測控領(lǐng)域發(fā)展迅速，并且隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，溫濕度的測控芯片也相應(yīng)的登上歷史的舞臺，能夠在工 業(yè)、農(nóng)業(yè)等各領(lǐng)域中廣泛使用 。 可編程控制器（ PLC）可編程控制器是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是繼承計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)為一體的新型自動(dòng)裝置。在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐的諸多領(lǐng)域中 , 溫度控制占有著極為重要的地位 , 特別是在冶金、化工、建材、食品、機(jī)械、石油等工業(yè)中，具有舉足輕重的作用。對于不同生產(chǎn)情況和工藝要求下的溫度控制，所采用的加熱方式，燃料，控制方案 也有所不同。它具有抗干擾能力強(qiáng)，價(jià)格便宜， 可