【正文】 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。//VW418冷凍泵PID輸出送AQW2控制冷凍泵變頻器。//1號，2號冷卻泵啟動后，冷凍泵啟動。在保證最末端設備冷凍水流量供給的情況下，確定一個冷凍泵變頻器工作的最小工作頻率，將其設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冷凍水回水溫度，再經(jīng)由溫度控制器設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定溫度時頻率無極上調(diào)。//2號電機停止。//1號泵變頻運行。//過溫保護。//若2號泵故障，則3號泵代替。//VW416冷卻水PID輸出送AQW0控制1號變頻器。 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冷卻泵變頻器工作的最小工作頻率，將其設定下限頻率并鎖定，變頻冷卻水泵的頻率是取冷卻管進、出水溫度差和出水溫度信號來調(diào)節(jié)，當進、出水溫差大于設定值時，頻率無極上調(diào)，當進、出水溫差小于設定值時，頻率無極下調(diào)，同時當冷卻水出水溫度高于設定值時，頻率優(yōu)先無極上調(diào)，當冷卻水出水溫度低于設定值時，按溫差變化來調(diào)節(jié)頻率，進、出水溫差越大，變頻器的輸出頻率越高；進、出水溫差越小，變頻器的輸出頻率越低。目前，在冷卻水系統(tǒng)進行改造的方案最為常見，節(jié)電效果也較為顯著。所以，對于冷卻水泵，以進水和回水的溫差作為控制依據(jù)，實現(xiàn)進水和回水間的恒溫差控制是比較合理的。如此不斷循環(huán)，帶走冷水機組釋放的熱量。該熱量被冷卻水吸收，是冷卻水溫度升高。PID的組態(tài)設計包括以下內(nèi)容：(l)確定所要控制的PI時旨令編號(回路編號)；(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)指定用于計算的數(shù)據(jù)存儲區(qū)域；(5)指定初始化子過程和中斷的名稱；(6)確認設計的PID算法名稱。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機上運行，為用戶開發(fā)、編輯和監(jiān)控自己的應用程序提供了良好的編程環(huán)境。通過MATLAB語言編程可分別求出被控對象的PID整定參數(shù)：；； [7]。 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)；—積分時間常數(shù)；—微分時間常數(shù)。由于其有這些優(yōu)點，PID控制直到現(xiàn)在仍然是應用最廣泛的基本控制方式之一。PID控制具有很多優(yōu)點。EN CTURPV10C0 初始化程序梯形圖 PID控制器設計及實現(xiàn)在生產(chǎn)過程自動控制的發(fā)展歷程中，PID控制是歷史最久、生命力最強的基本控制方式。 //冷卻泵3號電機啟動/停止（工頻）//若3號電機故障，則停止。SM34 //冷卻泵1號電機啟動/停止（工頻）//若1號電機故障，則停止。 初始化程序流程圖梯形圖程序：EN MOVBIN OUTEN ATCHINTEVNT10INT010ENI//設置定時中斷//PLC上電首次掃描脈沖//設置定時中斷0的時間間隔為10ms//開中斷 ////R1R1R1//當冷卻水回水溫度超過37℃則自動停止運行。只有第一次掃描才執(zhí)行初始化程序，然后進行遙信自處理程序，若有通信要求，則進行通信處理，否則結(jié)束主程序，完成一次掃描工作[7]。（4）變頻器設定模塊，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，與頻率給定值進行比較后再作為輸入信號經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換成模擬量給變頻器PLC主程序設計，當PLC的主程序開始運行之后，就處于反復的循環(huán)執(zhí)行之中，每一次循環(huán)被稱為一次掃描：即對主程序的語句逐條掃描執(zhí)行。（2）報警處理模塊主要處理變頻器的故障報警和報警信息。 主程序設計在本系統(tǒng)中，PLC程序設計的主要任務是接受外部開關信號(按鈕、繼電器)的輸入，判斷當前的系統(tǒng)狀態(tài)以及輸出信號去控制接觸器、繼電器等器件，以完成相應的控制任務。STEP7軟件的一個特點是調(diào)試功能很強大，不僅能在線讀取數(shù)據(jù)，而且能在線修改過程數(shù)據(jù)，對于調(diào)試大型復雜控制程序非常有效。S7200的編程語言是STEP7，它是用于S7系列PLC進行編程、調(diào)試的全新軟件，它是在國際標準IEC11313的基礎上建立的，可以用LAD，CSF和STL來編程。梯形圖(LAD)語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，是應用最多的一種編程語言，與計算機語言相比，梯形圖可以看作是PLC的高級語言，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計和運行維護人員所接受。 內(nèi)存變量分配 內(nèi)存變量分配序號名稱地址注釋序號名稱地址注釋11號啟動上升沿271號過程變量VD032bit21號停止上升沿281號設定值VD432bit32號啟動上升沿291號輸出值VD832bit42號停止上升沿301號增益VD1232bit53號啟動上升沿311號采樣時間VD1632bit63號停止上升沿321號積分時間VD2032bit7緊急停車上升沿331號微分時間VD2432bit8總啟動上升沿432號微分時間VD6032bit9溫度+1上升沿442號積分前項VD6432bit10溫度1上升沿452號過程前值VD6832bit111號電機故障上升沿462號PID輸出VW41816bit122號電機故障上升沿47顯示存儲區(qū)VW10016bit13變頻器給電“1”有效341號積分前項VD2832bit141號泵工頻啟動“1”有效351號過程前值VD3232bit151號泵變頻運行“1”有效362號PID表VB368bit162號泵工頻啟動“1”有效372號過程變量VD3632bit172號泵變頻運行“1”有效382號設定值VD4032bit183號泵工頻啟動“1”有效392號輸出值VD4432bit193號泵變頻運行“1”有效402號增益VD4832bit202號變頻器給電“1”有效412號采樣時間VD5232bit21冷凍泵變頻運行“1”有效422號積分時間VD5632bit221號熱敏電阻AIW012bit48EM232最大值VW40016bit232號熱敏電阻AIW212bit49EM232最小值VW40216bit241號變頻器控制電壓AQW012bit501號PID輸出VW41616bit252號變頻器控制電壓AQW212bit51中間值變量VD7232bit261號PID表VB08bit PLC編程軟件該軟件的SIMATIC指令集包含三種語言，即語句表(STL)語言、梯形圖(LAD)語言、功能塊圖(FWD)語言。定時中斷0為每10毫秒中斷一次，進入INT0。其中子程序SBR0為1號變頻器的電壓控制參數(shù)；SBR1為2號變頻器的電壓控制參數(shù)。本系統(tǒng)是利用電壓信號控制變頻器，進而控制水泵轉(zhuǎn)速和溫度。A/D模塊通過PLC將溫度模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，D/A模塊將PLC輸出的開關量轉(zhuǎn)換為模擬量，以控制變頻器升速過程及降速過程。每臺電機都可以運轉(zhuǎn)在工頻和變頻兩種狀態(tài)下，這由PLC系統(tǒng)根據(jù)需要進行切換控制。PLC軟件程序設計采用梯形圖語言編程，直觀易懂。PLC的輸入信號有機組選擇信號、運行方式選擇信號、冷卻塔和主機開/關信號、冷凍泵和冷卻泵的起/停信號等。PLC控制下變頻調(diào)速系統(tǒng)的工作原理，可編程邏輯控制器PLC是變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的關鍵部件。主程序主要對存儲區(qū)標志位、緩沖區(qū)、定時器和PID調(diào)節(jié)器進行初始化。此外，不是任何情況下變頻器都節(jié)電，如果電機負載變化不大，或深井泵配有水塔，節(jié)電、節(jié)水效果都不大，就不宜使用變頻調(diào)速。雖然變頻調(diào)速有諸多優(yōu)點，但也有其不利因素，主要問題是電流中含高次諧波較多，除對電網(wǎng)有污染外，也使電機自身增加損耗，引起電機發(fā)熱。在任何情況下，都不能在連續(xù)使用時超過額定電流I，當一臺變頻器用于多臺電機時，應滿足 （）(3)電機額定電流法變頻器計算出后，按變頻器產(chǎn)品目錄可選出具體規(guī)格。首先測定電機的實際功率，以此來選用變頻器的容量。合理的容量選擇本身就是一種節(jié)能降耗措施。按下啟動按鈕，系統(tǒng)開始啟動，此時熱負荷為最大，PLC 發(fā)出指令使1號水泵軟啟動并工作在變頻狀下，其過程為：KM1 吸合，延時t0 秒后KM吸合，啟動升速程序，按擬好的升速曲線控制變頻器運行，頻率逐漸上升直至設定值并穩(wěn)定地工作在變頻狀態(tài)。 系統(tǒng)工作于兩種狀態(tài)下的主回路系統(tǒng)工作于工頻和變頻兩種狀態(tài)下的主回路。這就要求在選擇PLC、輸入/輸出模塊、I/O點數(shù)和內(nèi)存容量時，要適當留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進。（Nm ]
HR14）適應發(fā)展的需要amp。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地擴大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。例如：應該保證PLC 程序不僅在正常條件下運行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯等），也能正常工作。`UK2）保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠P+b0ga^\ bLu保證PLC控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運行，是設計控制系統(tǒng)的重要原則。同時要注意和現(xiàn)場的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設計中的重點問題和疑難問題。3 硬件電路設計 系統(tǒng)的設計原則（1）最大限度地滿足被控對象的控制要求N 充分發(fā)揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求，是設計PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設計中最重要的一條原則。正常情況下，監(jiān)視定時器不會動作，如果由于CPU內(nèi)部故障使程序執(zhí)行進入死循環(huán)，那么，掃描周期將超過監(jiān)視定時器的定時時間。PLC內(nèi)部設置了一個監(jiān)視定時器WDT，其定時時間可由用戶設置為大于用戶程序的掃描周期。CPU從輸入電路的輸出端讀出各路狀態(tài)，并將其寫入輸入映像寄存器；在程序執(zhí)行階段，CPU從輸入映像寄存器和組件映像寄存器中讀出各繼電器的狀態(tài)，并根據(jù)此狀態(tài)執(zhí)行用戶程序，執(zhí)行結(jié)果再寫入組件映像寄存器中；在緊接著的下一個I/O刷新階段，將輸出映像寄存器的狀態(tài)寫入輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路傳遞到輸出端子，從而控制外接器件動作[7]。輸入刷新時，CPU從輸入電路中讀出各輸入點狀態(tài)，并將此狀態(tài)寫入輸入映像寄存器中；輸出刷新時，將輸出繼電器的組件映像寄存器的狀態(tài)(I/0)傳送到輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路隔離和功率放大，驅(qū)動外部負載。若設定掃描周期為不定的(即決定于用戶程序的長短等，為不定值)，則進行掃描周期的計算。(2)程序執(zhí)行：在程序執(zhí)行階段，CPU按先左后右，先上后下的順序?qū)γ織l指令進行解釋、執(zhí)行，CPU從輸入映像寄存器（每個輸入繼電器對應一個輸入映像寄存器，其通/斷狀態(tài)對應I/0）和組件映像寄存器即與各種內(nèi)部繼電器、輸出繼電器對應的寄存器讀出各繼電器的狀態(tài)，根據(jù)用戶程序給出的邏輯關系進行邏輯運算，運算結(jié)果再寫入組件映像寄存器中。檢查正常后，方可進行下面的操作。一次循環(huán)過程可歸納為公共處理、程序執(zhí)行、掃描周期計算處理、I/O刷新和外設端口服務五個工作階段，一次循環(huán)所用的時間稱為一個工作周期(或掃描周期)，其長短與用戶程序的長短以及PLC機本身性能有關，其數(shù)量級為毫秒級，典型值為幾十毫秒。SiemensS7200PLC的工作原理，PLC的循環(huán)掃描工作過程：各種PLC都采用掃描工作方式，具體工作過程大同小異。所以它具有極高的性價比。S7200系列PLC具有極高的可靠性、極豐富的指令集、易于掌握、操作便捷、內(nèi)置豐富的集成功能、實時特性，強勁的通訊能力、豐富的擴展模塊。S7200系列PLC介紹：S7200系列PLC功能強、速度快、擴展靈活，具有模塊化、緊湊的結(jié)構(gòu)。輸入和輸出模塊，是