【正文】 在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，雖然也遇到過許多難題 ，但最后都通過自己的理解一一解決掉了，在設(shè)計(jì)電路的同時(shí)，把書上的知識(shí)溫習(xí)一遍是必不可少的，這樣既可以鞏固以前的知識(shí)，又可以在以前的基礎(chǔ)上加深理解，當(dāng)實(shí)驗(yàn)成功時(shí)，我確實(shí)很有成就感，并加強(qiáng)了學(xué)習(xí)這門課程的自信心，同時(shí)還對(duì)這樣簡(jiǎn)單的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)產(chǎn)生了濃厚的興趣，總體說來還是受益匪淺的 。 相信這一定會(huì)對(duì)以后走上工作崗位的我有很大的幫助。 此次設(shè)計(jì) 中 我 不僅熟悉了 PLC 實(shí)際的應(yīng)用，還 學(xué)到了更有用的技能，那就是如何學(xué)習(xí)。 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)。 隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)自己的生存環(huán)境越來越關(guān)注，而空氣中溫濕度的變化與人體的舒適度和情緒都有直接的影響，所以對(duì)溫度、濕度的檢測(cè)及控制就非常有必要了。很快就理清了思路，開始按步驟開始做實(shí)驗(yàn)部分。如下圖 圖 8 設(shè)定值為 時(shí)系統(tǒng)輸入輸出曲線 VD204 輸入的參考值為 ，輸出保持動(dòng)態(tài)穩(wěn)定 32020*=12800，與上圖 相符，證明此 PID 系數(shù)符合要求。 該程序設(shè)定值為 ，比例系數(shù)為 ，積分系數(shù)為 30，微分系數(shù)為 5。 LD PID VB200, 0 MOVR VD208, AC0 *R , AC0 ROUND AC0, AC0 DTI AC0, AC0 MOVW AC0, AQW0 調(diào)用 PID運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果 VD208 通過數(shù)值轉(zhuǎn)化后，經(jīng)過 AQW0 導(dǎo)出。送入 VD200 與預(yù)設(shè)值做 PID 運(yùn)算后通過輸入子程序 AQW0 輸出。 . 程序設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思路 PLC 運(yùn)行時(shí)，通過特殊繼電器 產(chǎn)生初始化脈沖進(jìn) 入 PID 初始化參數(shù)子程序及初始化 子程序 ， 通過特殊繼電器 進(jìn)入輸出子程序。 四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計(jì)報(bào)告 12 （ 2）在對(duì)話框中雙擊 PC/PPI 電纜的圖標(biāo)，將出現(xiàn) PG/PC 接口對(duì)話框或者直接單擊“檢視”欄中單擊“設(shè)置 PG/PC 接口”也行。 STEP7Micro/WIN 參數(shù)設(shè)置（通訊設(shè)置） 本項(xiàng)目中 PLC要與電腦正確通信，安裝完 STEP7Micro/WIN 編程軟件且設(shè)置好硬件后，可以按下列步驟進(jìn)行通訊設(shè)置。子程序和中斷程序在程序編輯器窗口的底部均按標(biāo)簽顯示?？蓪蝹€(gè)的指令從指令樹拖放到程序中，或雙擊某個(gè)指令， 以便將其插入到程序編輯器中光標(biāo)的當(dāng)前位置。瀏覽條給出了多組圖標(biāo)，用于訪問 STEP 7Micro/WIN的不同編程特性。如圖 41所示， STEP 7Micro/WIN項(xiàng)目窗口將提供用于創(chuàng)建控制程序的便利工作空間?，F(xiàn)在加上中文程序后，可在全中文的界面下進(jìn)行操作，用戶使用起來更加方便。 系統(tǒng) 軟件設(shè)計(jì) . 軟件介紹 STEP7Micro/WIN編程軟件是基于 Windows的應(yīng)用軟件，由西門子公司專為 s7200系列可編程控制器設(shè)計(jì)開發(fā)，它功能強(qiáng)大，主要為用戶開發(fā)控制程序使用，同時(shí)也可以實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。當(dāng)采用 PID 調(diào)節(jié)器時(shí)，由于有多個(gè)整定參數(shù)，反復(fù)試湊的次數(shù)增多，因此增加了得四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計(jì)報(bào)告 11 到最佳整定參數(shù)的難度。經(jīng)驗(yàn)法實(shí)質(zhì)上是一種試湊法，它是在生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出來的行之有效的方法，并在現(xiàn)場(chǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用。和前述步驟相同，微分系數(shù)的整定也需反復(fù)調(diào)整，直到控制過程滿意為止。如此反復(fù)試湊，直到找到滿意的比例系數(shù) P和積分系數(shù) I為止。 （ 3）積分系數(shù) I保持不變，改變比例系數(shù) P，觀察控制過程有無改善，如有改善則繼續(xù)調(diào)整，直到滿意為止。 下面具體說明經(jīng)驗(yàn)法的整定步驟： （ 1）讓調(diào)節(jié)器參數(shù)的積分系數(shù) I=0，微分系數(shù) D=0，控制系統(tǒng)投入閉環(huán)運(yùn)行，由小到大改變比例系數(shù) P，讓擾動(dòng)信號(hào)作階躍變化，觀察控制過程，直到獲得滿意的控制過程為止。大慣量如大烘房的溫度控制，一般 P 可在 10以上， I=310， D=1左右。不用通過編程就可以生成控制器的大部分功能（構(gòu)造、參數(shù)設(shè)置和在程序中的調(diào)用等），前提是必須已經(jīng)掌握 STEP 7 的編程基礎(chǔ)知識(shí)。 控制器選取時(shí)應(yīng)注意：控制環(huán)的特性由被控過程或被控機(jī)械的物理特性決定，并且設(shè)計(jì)中可以改變的程度不是很大。 過程分析時(shí)應(yīng)注意：控制過程的靜態(tài)性能（比例）和動(dòng)態(tài)性能（時(shí)間延遲、死區(qū)和重設(shè)時(shí)間等）對(duì)被控過程控制器的構(gòu)造和設(shè)計(jì)以及靜態(tài)（比例）和動(dòng)態(tài)參量（積分和微分） 的維數(shù)選取有著很大的影響?？刂骗h(huán)執(zhí)行的速度，也即在每個(gè)時(shí)間單元內(nèi)操作值必須被更新的頻率決定了可以安裝的控制器的數(shù)量。 PID 指令的使用注意事 項(xiàng) PID 控制器的選取 PID 控制器的性能和處理速度只與所采用的 CPU 的性能有關(guān)。 現(xiàn)在一般采用的是臨界比例法。這三種方法各有其特點(diǎn)，其共同點(diǎn)都是通過試驗(yàn)，然后按照工程經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)控制器參數(shù)進(jìn)行整定。它主要依賴于工程經(jīng)驗(yàn)，直接在控制系統(tǒng)的試驗(yàn)中進(jìn)行，且方法簡(jiǎn)單、易于掌握，在工程實(shí)際中被廣泛采用。這種方法所得到的計(jì)算數(shù)據(jù)未必可以直接使用 ,還必須通過工程實(shí)際進(jìn)行調(diào)整和修改。 PID 控制器參數(shù)整定的方法很多 ,概括起來有如下兩大類： 一是理論計(jì)算整定法。 四川師范大學(xué)成都學(xué)院電子工程系課程設(shè)計(jì)報(bào)告 9 圖 6電 加熱爐溫度控制 系統(tǒng)的閉環(huán)控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例 PID 控制器的參數(shù)整定 PID 控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。 該系統(tǒng)的 PID 控制器一般采用 PLC 提供的專用模塊 （本系統(tǒng)采用 FB58 模塊） ，也可以采用編程的方法（如 PLC 編程、高級(jí)語(yǔ)言編程或組態(tài)軟件編程等）生成一個(gè)數(shù)字 PID 控制器。 PID 就是應(yīng)用最廣泛的閉環(huán)控制器。一般閉環(huán)控制系統(tǒng)均采用負(fù)反饋，又稱負(fù)反饋控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng) (Closedloop Control System)的特點(diǎn)是系統(tǒng)被控對(duì)象的輸出 (被控制量 )會(huì)反送回來影響控制器的輸出 ,形成一個(gè)或多個(gè)閉環(huán)。 閉環(huán)控制系統(tǒng)特點(diǎn) 控制系統(tǒng)一般包括開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。當(dāng)被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)、控制理論的其它技術(shù)難以采用時(shí) ,系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來確定，這時(shí)應(yīng)用PID 控制技術(shù)最為方便。加熱控制設(shè)備為熱電阻，檢測(cè)設(shè)備為與熱電阻緊貼著的熱電偶。 5V OFF OFF ON OFF OFF OFF 177。 1V 500μ V ON OFF OFF OFF OFF OFF 177。 250mV 125μ V OFF ON OFF OFF ON OFF 177。 50mV 25μ V OFF OFF ON ON OFF OFF 177。 溫度檢測(cè)與控制模塊 ON ON 無效 ON OFF OFF OFF ON OFF O