【正文】 TnjTev 簡寫為 ev(j)，各塊矩形面積為 ??n evT1S )(j j。 對積分部分的近似處理，執(zhí)行 PID 控制功能塊的時間間隔 (PID 控制的采樣周期 )為ST ，第 n 次 PID 運(yùn)算時的時間為 nTS ，因為 PID 程序運(yùn)行時為 ST 常數(shù)，可以將 nTt S? 時PID 控制器的輸入量 )( SnTev 簡寫為 ev(n)，輸出量 )( SnTmv 簡寫為 mv(n)。如果取其中的一項、兩項或三項，可以組成 P、 PI、 PD 或 PID 調(diào)節(jié)器。 圖 6 WinCC 過程畫面的組態(tài) 4 控制程序的設(shè)計 功能塊簡介 FB41“CONT_C”連續(xù)控制器 （ 1） PID 控制器的數(shù)字化 PID 調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)為 s)TsT(KEV (s)MV(s) DIP ??? 11 (3) 模擬量 PID 控制器的輸出表達(dá)式為 Mdtdev(t )Tev(t)dtTev(t)Kmv(t) DIp ??????? ??? ?1 (4) 式 4 中，控制器的輸入量（誤差信號） ev(t)=sp(t)pv(t)； sp(t)為設(shè)定值； pv(t)為過程變量（反饋值）； mv(t)是控制器的輸出信號； PK 為比例系數(shù)； IT 和 DT 分別為積分時間常數(shù)和微分時間常數(shù)； M 是積分部分的初始值。 圖 5 過程值歸檔組態(tài)圖 基于語句表編程的溫度控制程序設(shè)計 6 在 WinCC 中，通過構(gòu)建與實際生產(chǎn)過程相關(guān)聯(lián)的過程畫面，可以實時而形象地反映出當(dāng)前的生產(chǎn)狀態(tài) ，從而可以更加直觀地對產(chǎn)品的生產(chǎn)流程進(jìn)行監(jiān)控和管理，而這一過程中的畫面組態(tài)主要是通過圖形編輯器來實現(xiàn)的 [6]。變量記錄可以降低危險，對錯誤狀態(tài)進(jìn)行早期檢查，從而提高生產(chǎn)力和產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化維護(hù)周期等。本次設(shè)計所建立的變量組（部分變量截圖）如圖 4 所示。變量管理器對 項目所使用的變量和通訊驅(qū)動程序進(jìn)行管理。 WinCC 的變量系統(tǒng)是變量管理器。 WinCC 是按世界范圍內(nèi)使用的系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計的，因此從一開始就適合于世界上各主要制造生產(chǎn)商生產(chǎn)的控制系統(tǒng)，如 AB， Modicon， GE 等，并且通訊驅(qū)動程序的種類還在不斷地增加。 在本次設(shè)計中的參數(shù)設(shè)置： CPU接口類型為 MPI，地址為 2，傳輸率為 ；SM33 模塊測量類型為 4DMU，測量范圍為 420mA；硬件組態(tài)如圖 3 所示。實際上 STEP 7 的功能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過了編程軟件的范疇。 （ 1）加熱回路電流 I 估算 由于鍋爐為功率為 ，為純阻性負(fù)載，所以功率因數(shù) cosφ 為 1，所以加熱回路電流 I為 PI 7562202000cos ??? (2) （ 2）導(dǎo)線的選用 表 3 銅導(dǎo)線載流量與截面積之間的關(guān)系表 導(dǎo)線截面積（ 2mm ） 1 4 6 10 16 25 載流是截面倍數(shù) 9 8 7 6 5 4 載流量（ A） 9 14 23 32 42 60 80 100 220V電功率（ W） 380V電功率（ W） 由表 3 銅導(dǎo)線載流量與截面積之間的關(guān)系可知道，加熱回路導(dǎo)線選用 BVV2*1 (載流量為 A )銅芯聚氯已烯絕緣聚氯已烯護(hù)套兩芯每芯截面積為 1 2mm ；則鍋爐水溫控制系統(tǒng)的制回路接線圖如圖 2 所示。 被控對象（水溫）A/D轉(zhuǎn)換（SM31）sp(n)ev(n)mv(n) mv(t)c(t)pv(t)pv(n)PLC執(zhí)行機(jī)構(gòu)（繼電器/接觸器）D/A轉(zhuǎn)換（SM32）控制器（CU314）測量元件（熱電偶/智能儀表） 圖 1 鍋爐水溫控制系統(tǒng)的框圖 加熱主 回路的設(shè)計 加熱主回路的設(shè)計主要是在控制系統(tǒng)硬件已經(jīng)確定的基礎(chǔ)上，對加熱回路線徑進(jìn)行選用。 控制電路設(shè)計 控制回路設(shè)計 本課題實現(xiàn)的是對模擬工業(yè)對象電加熱鍋爐水溫的控制。本次設(shè)計的控制系統(tǒng)選用的有以下兩種 SM 模塊：數(shù)字量輸出模 塊 SM322， 16 點輸出，點 訂貨號： 6ES7 3221BH010AA0。信號模塊主要有數(shù)字量輸入模塊SM321 和數(shù)字量輸出模塊 SM322，模擬量輸入模塊 SM331 和模擬量輸出模塊 SM332。 （ 1）中央處理單元 (CPU) CPU模塊為 CPU314，訂貨號為 6ES73141AE040AB0。 S7300 PLC SIMATIC S7300 是模塊化小型 PLC 系統(tǒng)，大范圍的 各種功能模塊可以非常好地滿足和適應(yīng)自動控制任務(wù)，各種單獨(dú)的模塊之間也可進(jìn)行廣泛組合以用于擴(kuò)展。輸入上線顯示值 dIH=，用于定義線性輸入信號上限刻度，與 dIL 配合使用。小數(shù)點位置 dIP=1，線性輸入時，定義的小數(shù)點位置，表示溫度顯示分錢率為 ℃ 。輸出周期 Ctl=3，采用 SSR、可控硅、電流輸出時的建議設(shè)置。本課題中被用作變送器，它把接收熱電偶 020mV 的電勢信號轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電流信號送給SM33 模擬量輸入模塊。它具有線性度好，熱電動勢較大，靈敏度較高，穩(wěn)定性和均勻性較好， J 型熱電偶的參數(shù)如表 1 所示。 第 5 章介紹了溫度對象數(shù)學(xué)模型以及對 控制規(guī)律 進(jìn)行測試和總結(jié)。 基于語句表編程的溫度控制程序設(shè)計 2 第 3 章介紹了項目軟件 SIMATIC STEP 7 和 SIMATIC WinCC 及其組態(tài)。本課題共分五章，內(nèi)容組織如下： 第 1 章主要介紹了課題研究的背景和意義。結(jié)果表明改進(jìn)后的 PID 的控制有效的克服了傳統(tǒng) PID 控制器在溫控過程中因溫控慣性和積分飽和而出現(xiàn)的滯后與超調(diào)現(xiàn)象。本課題介紹了控制系統(tǒng)的主要硬件以及控制電路的設(shè)計，介紹了 FB41 “CONT_C”連續(xù)控制模塊、 FB43 “PULSEGEN” 脈沖輸出模塊的工作原理，以及實現(xiàn)基于語句表編程的溫控程序的編寫。所以語句表編程是一個自動化工程師應(yīng)該掌握的一門設(shè)計技術(shù)。一般的參數(shù)整定技術(shù)如臨界比例度和繼電反饋法適合于慣性對象，而不適合積分對象。如果溫度控制系統(tǒng)有控制精度低、超調(diào)量大等缺點，就很難生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品，但是對于積分溫度對象，由于它的積分特點，使得它的控制易出現(xiàn)欠條或超調(diào)，且超調(diào)后難以消除穩(wěn)態(tài)誤差 [1]。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。任何物理變化和化學(xué)反應(yīng)過程都與溫度密切相關(guān)。 output deadzone。 temperature control。采用語句表編程，大大提高了編程效率，和梯形圖編程相比，源程序短，程序執(zhí)行效率高。分別使用 P、 PI、 PD、 PID等規(guī)律進(jìn)行控制測試，在對監(jiān)控曲線對比分析的基礎(chǔ)上，得到加入控制帶和輸出死區(qū)輔助算法的定值控溫 PID調(diào)節(jié)規(guī)律，以及加入變參數(shù)的 拐點控制的程序控溫 PID調(diào)節(jié)規(guī)律。 提供全套畢業(yè)論文，各專業(yè)都有 南陽理工學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 學(xué) 院： 電子與電氣工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 完成日期 2020 年 5 月 南陽理工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于語句表編程的溫度控制程序設(shè)計 Design of Temperature Control Program Based on Instruction List Programming 總 計 ： 31 頁 表 格 ： 4 個 插 圖 ： 27 幅 南陽理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 基于語句表編程的溫度控制程序設(shè)計 Design of Temperature Control Program Based on Instruction List Programming 學(xué) 院： 電子與電氣工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 學(xué)生姓名 ： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師 （職稱）： 評閱教師 ： 完成日期 ： 南陽理工學(xué)院 Nanyang Institute of Technology 基于語句表編程的溫度控制程序設(shè)計 I 基于語句表編程的溫度控制程序設(shè)計 電氣工程及其自動化專業(yè) 謝志強(qiáng) ［ 摘 要 ］ 本課題在 S7300 PLC中用語句表編程調(diào)用 FB41 PID模塊和 FB43 PWM模塊對模擬工業(yè)對象電加熱鍋爐的水溫進(jìn)行控制。設(shè)計過程分別進(jìn)行了定值控溫設(shè)計和對升溫曲線跟蹤的程序控溫設(shè)計。這兩種規(guī)律有效地克服了傳統(tǒng) PID控制器在溫控過程中因溫控慣性和積分飽和而出現(xiàn)的滯后與超調(diào)現(xiàn)象并使系統(tǒng)調(diào)節(jié)時間變短。 ［ 關(guān)鍵詞 ］ 語句表； 溫度控制；控制帶；輸出死區(qū)；鈍角拐點 Design of Temperature Control Program Based on Instruction List Programming Electrical Engineering and Automation Specialty XIE Zhiqiang Abstract: The design use the instruction list programming of Siemens S7300 PLC, calling FB41 PID modules and FB43 PWM modules to control the simulated industrial object about electric heating boiler water temperature. The design process includes the design of constant value temperature control and the heating curve tracking program temperature control. With the control study using the law of P PI PD and PID, and based on the parative analysis of monitoring curves, we can get the rules of constant value control PID regulation which added the controlzone and output deadzone auxiliary algorithm, and program temperature control PID regulation which added the obtuse angle inflection point control of variable parameters. When the traditional PID controller in the process of temperature control, both of these laws effectively overe the lag and overshooting phenomenon arising from the temperature inert and integral saturation. And in heat temperature overshoot, it achieved the obtuse angle control effect of inflection point which is nonovershotting and no less temperature and make the system adjusting time shorter. We can greatly improve the efficiency using the statements list programming. Compared with the the ladder diagram programming, the Instruct