【正文】 附錄21 PLC and PID profile Programmable controller (PLC) is used as a new industrial control device, in scientific research, production and social life and so on many domains have been applied more and more. It has plasticity, memory sex, acceptable various ways of input/output etc, in addition to separate a control besides, more can undertake multiple connections, control powerful easy to achieve overall automation goals, especially with more modification, reusable, extremely is worth popularizing, therefore already popular with automatic control bounded wele. PLC as a very distinctive and development prospects of control equipment, mainly used for switch quantity and minority plenty of analogue control system. In the course of industrial production process control, analog quantities of P ID (proportion, integral, differential) adjustment is mon kind of control mode, this is due to P ID adjust not demand for the control system of the mathematical model. Meanwhile P ID regulator and the typical structure, can according to the specific circumstances of the controlled object, using P ID varieties, has the strong flexibility and applicability. The small and mediumsized PLC control system only to all the way or A few road simulation quantity closedloop control, hardware only equipped with A/D and D/A conversion module, the software can buy corresponding manufacturefurnished P ID programming function module, need to set the P ID parameters, running P ID control instruction, can accurately control circuit output values.2 problems presented and experiment scheme Nearly zero level temperature control system is a typical industrial control object, which has been widely u。用編制好的程序?qū)ζ溥M行計算, 得到實際溫度值, 再與給定的溫度值相比較, 得到的偏差值經(jīng)過P ID 運算后, 輸出的數(shù)字量經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換, 再由輸出模塊送給可控硅電壓調(diào)整器, 產(chǎn)生可控硅脈沖觸發(fā)信號, 該信號觸發(fā)可控硅電路, 最終由該電路驅(qū)動電爐的加熱絲。其溫度控制系統(tǒng)見圖1。輸出模塊1771 O FE 具有4 個輸出通道, 在每一個通道上可將二進制或4 位BCD 碼轉(zhuǎn)換成模擬量信號, 以驅(qū)動相應(yīng)的輸出設(shè)備。輸入單元1771 IFE 是一塊智能的塊傳送模塊, 它將模擬量輸入信號傳送至任何具有傳送能力的A B PLC 接口, 并將模擬量(如溫度、壓力) 轉(zhuǎn)換成一個成比例的12 位二進制數(shù)或一個4 位BCD 值, 轉(zhuǎn)換后的值存儲在模塊的存儲器中, 通過塊傳送指令發(fā)送到PLC。在許多情況下，比例積分控制策略也可以產(chǎn)生滿足要求的結(jié)果, 而且通常要比完全的PID 控制器更容易調(diào)整到穩(wěn)定的運行狀態(tài), 并獲得符合要求的穩(wěn)定時間。 積分增益求出誤差信號的積分, 并將誤差減低到接, 積分增益還有助于過濾掉實測溫度信號中的噪音。在P ID 控制器中, 誤差信號(受控系統(tǒng)期望的溫度與實際溫度之間的差值) 在加到溫度控制電源驅(qū)動電路之前先分別以三種方式( 比例、積分和微分) 被放大。目前采用的常規(guī)P ID 控制在實際生產(chǎn)現(xiàn)場中受到參數(shù)整定方法繁雜的困擾, 參數(shù)往往整定不良、性能欠佳。溫控系統(tǒng)的被控對象往往是比較復(fù)雜的, 具有大慣性、純后、參數(shù)時變等特征。2　問題的提出及實驗方案近零的水平溫控系統(tǒng)是典型的工業(yè)控制對象, 被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的各個行業(yè), 甚至在日常生活中溫控系統(tǒng)也十分常見。同時P ID 調(diào)節(jié)器又具有典型的結(jié)構(gòu), 可以根據(jù)被控對象的具體情況,采用P ID 的變種, 有較強的靈活性和適用性。PLC作為一種很有特色和發(fā)展前途的控制設(shè)備, 目前主要用于有大量開關(guān)量和少數(shù)模擬量的控制系統(tǒng)中。參考文獻1 畢業(yè)設(shè)計加熱爐參數(shù)檢測和爐溫控制系統(tǒng)設(shè)計[J].2 郭俊. 基于PLC溫控系統(tǒng)的PID控制器的實現(xiàn). 3 袁宏斌. 西門子S7200PLC應(yīng)用教程. 機械工業(yè)出版社. ~26.4 劉華波. 西門子S7200PLC編程及應(yīng)用案例精選. 機械工業(yè)出版社. 20095 熱電阻Pt100測溫電路調(diào)試體會[J]. 6 徐國林. PLC應(yīng)用技術(shù). 機械工業(yè)出版社. 7 S7200PLC可編程控制器系統(tǒng)手冊[M]. 西門子公司. 20048 曾喜娟. 基于S7200PLC的PID參數(shù)自整定方法[J].控制與檢測. 20109 從宏壽. ZK1可控硅電壓調(diào)整器在加熱爐中的應(yīng)用. 安徽工業(yè)大學(xué). 2004年6月第3期10 楊素行. 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程. 高等教育出版社. 11 李方園. 西門S7200PLC從入門到實踐[M] . 電子工業(yè)出版. 201012 陳忠平. 西門子S7200系列PLC自學(xué)手冊[M]. 人民郵電出版社. 13 龔仲華. S7200PLC/300/400PLC應(yīng)用技術(shù)通用篇. 人民郵電出版社. 200714　Ashraf Salah El Din Zein El Speed Control of DC Motor [A] .PowerElectronics and Motion Control 15　 Controlled Conveying Systems and Automatic Picking, the 6th International Automation in Warehousing.16 薛迎成. 工控機及組態(tài)控制技術(shù). 中國電力出版社. 17 田淑珍. S7200PLC原理及應(yīng)用. 機械工業(yè)出版社. 200918 高鴻斌,赫孟合. 西門子PLC與工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用. 電子工業(yè)出版. 2006 附錄１1　PLC 和PID 簡介可編程控制器(PLC) 作為一種新型的工業(yè)控制裝置, 在科研、生產(chǎn)、社會生活等諸多領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 在此還要感謝陪我走過大學(xué)4年的所有同學(xué)，你們給了我很多美好的回憶，以及感謝我所使用的參考文獻的編寫及翻譯者，他們的研究與探索，使我的畢業(yè)設(shè)計能夠順利地完成。本次畢業(yè)設(shè)計是在我的指導(dǎo)老師韓劍輝老師的悉心指導(dǎo)下完成的，當我在設(shè)計原理和硬件的運用上遇到困難時，他總會不厭其煩的為我解答，在元器件的選擇上，老師也給予了很大的幫助。這些問題都是需要進一步研究改進的。對于該類PLC配套的人機界面設(shè)計也是非常方便的，可以通過人機界面方便的監(jiān)控PLC的運行狀態(tài)。結(jié) 論本設(shè)計研究了電爐的溫度控制，系統(tǒng)采用西門子的S7200PLC為控制器，運用了PID算法對爐內(nèi)溫度進行控制，最后可在監(jiān)控的組態(tài)王畫面上準確的觀測到溫度的實時變化。藍色線表示設(shè)定溫度的趨勢曲線,紅色表示當前實際溫度的趨勢曲線,通過兩個曲線的比,可以清楚地監(jiān)視實際溫度曲線的動態(tài)特性,這可為系統(tǒng)調(diào)試提供一定的幫助，可以按返回按扭回到主畫面。系統(tǒng)中設(shè)定了一旦溫度超過90℃就報警，但實際操作中，如果沒有特殊的情況，一般不會出現(xiàn)那么大的超調(diào)，下面的畫面是人為的使系統(tǒng)溫度過高，來測試一下報警的功能，如圖64所示。實時報警不能記錄。按扭前的燈是用來顯示系統(tǒng)正處于哪一種模式下運行。點擊“手動”按扭，可以在下面的PID參數(shù)欄中輸入新的PID值，系統(tǒng)在下一采樣周期就可以按照設(shè)定的參數(shù)執(zhí)行。圖 62 啟動主畫面 參數(shù)設(shè)定和監(jiān)控如圖63所示，畫面的上半部分可以查詢當前的實際溫度和系統(tǒng)運行時候的PID參數(shù)，還可以觀察系統(tǒng)運行了多少時間。畫面的下方設(shè)置了5個鏈接，可以點擊進入選某種畫面。當確定可以開始系統(tǒng)運行的時候，單擊啟動按扭，程序進入加熱模式，指示燈變綠，爐子里的燈相當于實物中加熱爐的加熱指示燈，兩者亮暗的步伐是同步的。進入系統(tǒng)的主畫面后，如圖62所示。如果連接不成功，會出現(xiàn)通信失敗的提示語言，那就要查明原因，否則不能監(jiān)控。圖61 組態(tài)王與PLC通信 啟動組態(tài)王打開組態(tài)王的項目工程管理器，點擊窗口欄中“WIEW”或者在畫面中點擊右鍵，選擇“切換到VIEW”，啟動組態(tài)王，進入主畫面。PLC地址設(shè)為默認地址:“2”。使用PPI電纜將PC機串口和S7200的通訊口連接，采用串口通訊方式。第6章 　系統(tǒng)調(diào)試組態(tài)王和PLC編程軟件不能同時啟動，因為他們使用的是同一個端口，要想在線利用組態(tài)王監(jiān)控程序，那就先必須在關(guān)閉組態(tài)王的情況下，先把PLC程序下載到PLC中，并且運行程序，再把編程軟件關(guān)閉，才可以啟動組態(tài)王，這樣就可以利用組態(tài)王在線監(jiān)控了。可方便地監(jiān)視系統(tǒng)的運行。當然，也可以修改設(shè)定的目標溫度值，如圖510所示圖 510 參數(shù)監(jiān)控與設(shè)置 本章小結(jié)本章主要介紹了加熱爐溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計，它提供了集成、靈活、易用的開發(fā)環(huán)境和廣泛的功能，能夠快速建立、測試和部署自動化應(yīng)用，來連接、傳遞和記錄實時信息?？梢酝ㄟ^手動按扭和自動按扭進行PID參數(shù)的選擇。58 實時報警設(shè)置 建立系統(tǒng)原理畫面在工程管理器中，選擇新建原理畫面，運用工具箱中的工具以及圖庫中的圖片完成系統(tǒng)原理畫面的設(shè)計，如圖59所示。這樣每次新報警有產(chǎn)生，就會立刻出報警畫面。畫面的自動彈出，在事件命令語言中，輸入show picture(實時報警窗口)。由于前面已經(jīng)設(shè)置了報警變量，所以當變量值超過所設(shè)置的溫度時，那就會在報警畫面中被記錄。 圖56 實時趨勢畫面設(shè)置 創(chuàng)建報警窗口1) 歷史報警窗口在工具箱中選用報警窗口工具，在面板中繪制報警窗口，添加文本等就可。另外，在畫面中設(shè)置了返回按扭，點擊就可以返回到主畫面。X方向表示時間，Y方向表示變量的量程百份比。 圖55 主畫面設(shè)置 建立實時趨勢曲線實時趨勢曲線可在工具箱中雙擊后在畫面直接獲得。加熱爐的指示燈是表示加熱爐的加熱狀態(tài)，（亮），表示系統(tǒng)處于加熱狀態(tài)，紅色（暗）表示爐正處于非加熱狀態(tài)。圖54 定義變量報警 創(chuàng)建主畫面如圖55所示，在該畫面中，仿真實物設(shè)備的連接，通過設(shè)置開關(guān)按扭和關(guān)閉按扭來控制系統(tǒng)的啟動和停止。并規(guī)定溫度超過90℃為溫度過高，立刻要作出相應(yīng)警示信號。所以需要在創(chuàng)建連接前新建一些變量，如圖53所示。內(nèi)存變量是組態(tài)王內(nèi)部的變量，不跟被監(jiān)控的設(shè)備進行交換。圖52 新建畫面要實現(xiàn)組態(tài)王對S7200的在線監(jiān)控，就先必須建立兩者之間的聯(lián)系，那就需要建立兩者間的數(shù)據(jù)變量。點擊確定，就會出現(xiàn)，畫面就會自動打開。圖51 新建工程畫面進入工程管理器后，在畫面右方雙擊“先建”，新建畫面，并設(shè)置畫面屬性，如圖52所示，包括畫面名稱，注釋，畫面位置，畫面風(fēng)格，畫面類型和背景顏色等。然后打開剛建立的工程。對用戶而言,操作簡單易學(xué)且編程簡單,參數(shù)輸入與修改靈活,具有多次或重復(fù)仿真運行的控制能力,可以實時地顯示參數(shù)變化前后系統(tǒng)的特性曲線,能很直觀地顯示控制系統(tǒng)的實時趨勢曲線,這些很強的交互能力使其在自動控制系統(tǒng)的實驗中可以發(fā)揮理想的效果。使用戶可以實時查看和控制工業(yè)生產(chǎn)過程?？捎糜诠I(yè)自動化的過程控制和管理監(jiān)控。最后，通過實際的編程實現(xiàn)的整個系統(tǒng)的軟件的設(shè)計。程序中設(shè)定值的變量存儲器是VD350，可以對其進行狀態(tài)強制更新，此時PID輸出的控制值（VD208）也應(yīng)該改變以減小設(shè)定值和當前值的差值，輸出的溫度值（AQW0）也會隨之改變。第一步：連接硬件并設(shè)置通信端口，將PLC與計算機通信口連接，PLC的通信端口是RS485端口，而計算機的通信端口是RS232端口，所以連接的時候要使用變送電纜。表42 程序地址分配表地址說明VD354用戶設(shè)定比例常數(shù)P存放地址VD358用戶設(shè)定積分常數(shù)I存放地址VD366用戶設(shè)定微分常數(shù)D存放地址VD350目標設(shè)定溫度存放地址VD362采樣時間存放地址VD400當前實際溫度存放地址VD60實際溫度值存放地址4