【正文】 國產(chǎn)化的小型 PC 性能也基。由于它具有功能強、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小、重量輕等優(yōu)點，國外已廣泛應用于自動化控制的各個領域，并已成為實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的支柱產(chǎn)品。 遼寧 科技大學 本科生畢業(yè)設計 第 15 頁 4 西門子 S7300 及硬件設計 PLC 的簡介 可編程序控制器（ Programmable Controller），簡稱 PC 或 PLC。 LMN_HLM： REAL： PID上極限，一般 是 100%。 I_SEL： BOOL：積分選擇位；該位 ON 時，選擇 I（積分）控制有效； 選擇有效 。 LMN_PER： PID的調(diào)節(jié)輸出，直接對應調(diào)節(jié)輸出 AQW通道 。 TI：積分時間。 GAIN：比例系數(shù) 。為了避免錯誤，建議將SP_INT轉(zhuǎn)換為 ~%之間無量綱的百分數(shù)，輸入到 FB41時，注意只取百分號之前的數(shù)即 可，輸入設定值 ℃。 SP_INT： PID的設定值。 CYCLE ：采樣周期。參數(shù)整定由 FB41 完成。 PVPER_ON ：是 PID 輸入輸出參數(shù) “PERIPHERAL 化 ”的使能位， 即將參數(shù)看成0~27648 之間的整數(shù)。 當然，在 OB1 或其他 FC、 FB 中調(diào)用 FB41 也是可以的，此時最好將 OB1 參數(shù)區(qū)中掃描周期作為 FB41 的采樣周期。 PID 的初始化可以通過在 OB100 中調(diào)用一次， 將參數(shù) COMRST 置位，當然也可在別的地方初始化它， 關鍵的是要控制 COMRST； PID 的調(diào)用可以在 OB35 中完成，一般設置時間為 200MS，原理上， PID 的調(diào)節(jié)節(jié)奏應該與其采樣周期一致，這是數(shù)學模型應與物理過程一致的要求?？梢曰ミB所包含的標準功能塊，創(chuàng)建幾乎任何一種控制器結(jié)構(gòu) [8]。帶集成控制器設置的參數(shù)分配工具允許設置控制器，可在極短時間內(nèi)優(yōu)化使用。在連續(xù)系統(tǒng)中，典型的 PID 控制器的輸入輸出關系如下 ： 00 )(1)(1)()( MdttdeTdtteTteKtMTDIc??????? ??? ? （ ） 式中 : )(tM 為控制器的輸出量， 0M 為輸出的初始值， )(te 為給定值與被控變量的誤差信號， cK 為 比例系數(shù) ； IT 為 積分時間常數(shù) ； DT 為 微分時間常數(shù)。 PLC 中 的 PID 控制 實現(xiàn)方法 典型的基于數(shù)字 PID 的閉環(huán)控制系統(tǒng)。這是因為實際的調(diào)節(jié)器都有一定的失靈區(qū)，如果被控對象流入流出量只相差很少以至被調(diào)量只以調(diào)節(jié)器不能察覺的速度緩慢變化時，調(diào)節(jié)器并不會運作。此時調(diào)節(jié)器的輸出與被調(diào)量或其偏差對于時間的導數(shù)成正比。增大積分速度將會降低控制系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，直到最后出現(xiàn)發(fā)散的振蕩過程 。I 調(diào)節(jié)的另一特點是它的穩(wěn)定作用比 P 調(diào)節(jié)差。然而與此同時調(diào)節(jié)器的輸出卻可以停留在任何數(shù)值上。 調(diào)節(jié)器的輸出與偏差信號的積分成正比。比例調(diào)節(jié)的殘差隨著比例帶的加大而加大。 比例調(diào)節(jié)的顯著特點就是有差調(diào)節(jié)。 2． 適應性強。正 反 饋作用加劇被控對象流入量流出量的不平衡，從而導致控制系統(tǒng)不穩(wěn)定；負反饋作用則是緩解對象中的不平衡，這樣才能正確地達到自動控制的目的。 PID 控制是一種負反饋控制，在反饋控制系統(tǒng)中，自動調(diào)節(jié)器和被控對象構(gòu)成一個閉合回路。 PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的 [6,7]。即當我們不完全了解一個系統(tǒng)和被控對象，或不能通過有效的測量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時，最適合用 PID 控制技術。 PID 控制器問世至今已有近 70 年歷史，它以其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術之一。 恒溫及加熱系統(tǒng)主程序、子程序及中斷部分梯形圖恒溫及加熱系統(tǒng)主程序、子程序梯形圖見 附錄 。如果簡單 PID 控制器不足以解決自動化任務，可使用模塊化 PID 控制。 標準 PID 控制允許將閉環(huán)控制器、脈沖控制器以及步驟控制器集成到用戶程序中。經(jīng) PID 調(diào)節(jié)后，輸出的信號通過模擬量輸出模塊控制伺服蒸汽調(diào)節(jié)閥，定量的給汽水管道混合器通以蒸汽，使池水按要求保持恒溫。它是通過溫度儀 I、 II 進行溫度檢測。 即： )420(2, )420(4 22 ?????????? xx （ ） ,1437720 21 ?????? yy （ ） 恒溫加熱系統(tǒng)控制 在環(huán)境溫度和水溫較低時，還需對池水進行加溫控制。因此需分兩步換算，如圖 第一步，將 2 和 4NTU 對應的電流值求出來 。 從圖 所示濁度控制曲線看出，要求濁度控制值在 2~4NTU， 5NTU 為濁度報值，即當大于等于 4NTU 時開計量泵加投絮凝劑，當小于等于 2NTU 時關計量泵，大于等于5NTU 報警。各模擬量輸入的處理及控制都基本相同，這里僅以濁度 —絮凝劑為例說明模擬量輸入及控制的基本方法 [5]。這兩個過程基本是物理的過程 [4]。這 個過程持續(xù)時間很短，通常在 1min 之內(nèi)，需現(xiàn)場調(diào)整，最后， F5 關閉， F4 打開，反沖洗過程結(jié)束。從反沖洗 結(jié)束到正常過濾狀態(tài)中間有一個過渡狀態(tài)，這段時間水流不應流入泳池 ， 因為此時水流不穩(wěn)且有殘余雜質(zhì)存在 。污物被反向的水流帶走而排入污水管道。 正常情況下，水流的方向是 F1 入 F4 出，其他閥門關閉。循環(huán)水泵的自動過程由兩臺泵互 為備用， 8h 自動切換和非正常停泵自動啟動備用泵（如熱繼電器動作等）。 具體硬件配置如下：西門子 S7300 CPU313 一 塊 ， SM32 SM322 的數(shù)字量模塊各一 塊 ， SM331S、 M332 模擬量模塊各一 塊 ；德國普羅明特溫度傳感器 ——變送器兩支，遼寧 科技大學 本科生畢業(yè)設計 第 6 頁 濁度儀、 pH 儀、余氯儀各一臺；高溫電動伺服閥一臺；精確計量泵四臺；循環(huán)水泵兩臺；大廳顯示屏（自制）一臺； 臺達觸摸屏一臺；控制柜（定制）一臺。經(jīng) PID調(diào)節(jié)后，輸出的信號通過模擬量輸出模塊控制伺服蒸汽調(diào)節(jié)閥，定量的給汽水管道混合器通以蒸汽，使池水按要求保持恒溫 [3]。 溫度儀 I、 II進行溫度檢測。因此，必須定期進行清除。再如當濁度達到一定值時，亦通過精確計量泵將絮凝劑（需攪拌）加投到循環(huán)泵前，絮凝劑可將水中懸浮物凝結(jié)成塊，通過過濾沙缸把 “濁水 ”過濾成 “凈水 ”回灌到泳池 [2]。一般檢測項有濁度、過氧化物、尿素含量、菌去群含量、余氯 值、臭氧值和 pH值等。 本設計的游泳池水處理工藝流程如圖 。 4． 畫出原理圖，編制程序。C。 遼寧 科技大學 本科生畢業(yè)設計 第 4 頁 2 系統(tǒng)概述 設計要求 1． 循環(huán)水泵的自動過程由兩臺泵互為備用， 8h 自動切換和非正常停泵自動起備用泵。國產(chǎn)化的小型 PC 性能也基本達到同類國外產(chǎn)品的技術指標。近年來，國內(nèi)在 PC 技術 與產(chǎn)品開發(fā)應用方面的發(fā)展也很快。 PC 或 PLC，它是在集成電路、計算機技術基礎上發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制設備 。絮凝劑加投的前提是循環(huán)水泵開啟 ， 若循環(huán)水泵未開啟 ， 絮凝劑加投后 ， 也只 是在局部起作用 ， 不僅浪費資源 ， 更使水質(zhì)變差 。 水質(zhì)檢測都是通過檢測儀器送來的模擬量檢測信息 ， 輸入到模擬量模塊進行處理 ，處理后根據(jù)水質(zhì)標準確定控制量 ， 分別控制各藥劑精確計量泵 ， 加投水處理藥劑。檢測蒸汽進水池的溫度目的是為了與水池溫度相比較 ， 不致兩者溫差過大 ， 以免造成人員短時間內(nèi)不適應或受傷 。恒溫加熱部分由 PLC 可編程序控制器來控制，恒溫及加熱控制主要采用 PID 調(diào)節(jié) ， 輸出控制信號由 PQW2