【正文】 ，當溫度升高到達高限時，強制打開電磁閥 XV102，加入冷水，但是冷水不能超過 高限液位 ；如果溫度到達高限且水位到達 高限 液位，則立即關(guān)閉加熱器。 圖 水溫未到達開始加熱 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 當鍋爐內(nèi)水溫達到設(shè)定值，而液位未達到高限，則打開電磁閥向鍋爐內(nèi)注水。 圖 水位到達高限時停止加熱并停止加水 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 當鍋爐內(nèi)水溫未達到設(shè)定值，且液位未超過高限液位時，斷開電磁閥，并加熱。 設(shè)定溫度高限，開加熱器，當鍋爐內(nèi)水達到高限，看是否能關(guān)閉電磁閥 XV102 和加熱器。顯示出組態(tài)王運行系統(tǒng)畫面，即可看到矩形框和文本在動態(tài)變化。在組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)中選擇“文件 \切換到 View”菜單命令，進入組態(tài)王運行系統(tǒng)。在 HWCONFIG窗口中，選擇 save and pile，選擇 PLCDownLoad，或者 Ctrl+L 快捷鍵。把 ADAM CPU8214 開關(guān)撥到 ST，再轉(zhuǎn)到 RN 位置。在 A3000CS上，將電磁流量計（ FT102）連到控制器 AI0 輸入端，鍋爐液位（ LT103）連到控制器 AI1輸入端，電動調(diào)節(jié)閥（ XV102）連到控制器 AO0 端。鍋爐有個高限開關(guān)和低限開關(guān)，當鍋爐內(nèi)水位達到高位時，則停止注水同時也停止加熱，當鍋爐內(nèi)水位不到低限時，則往鍋爐內(nèi)注水。其中一條支路包含有水泵、電動調(diào)節(jié)閥、三個水箱、電磁流量計。傳感器和執(zhí)行器系統(tǒng)包括 5個溫度、 3個液位、 1個壓力， 1個電磁流量計， 1個渦輪流量計， 1個電動調(diào)節(jié)閥，兩個電磁閥， 2個液位開關(guān)。 圖 監(jiān)控主界面 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 5 運行和調(diào)試 調(diào)試設(shè)備的選擇 根 據(jù)上述過程檢測和自動控制項目，利用實驗室現(xiàn)有設(shè)備北京華晟公司的 A3000控制系統(tǒng)來完成本設(shè)計的運行和調(diào)試。此時組態(tài)軟件的前期工作已經(jīng)完成。繼續(xù)創(chuàng)建其他的動畫連接，需要創(chuàng)建的動畫連接見圖 。其余屬性目前不用更改。雙擊圖形對象 —— 即矩形，可彈出“動畫連接”對話框，如 圖 。需要定義的 數(shù)據(jù)詞典見 表 所示 。數(shù)據(jù)庫中變量的集合形象地稱為“數(shù)據(jù)詞典”，數(shù)據(jù)詞典記錄了所有用戶可使用的數(shù)據(jù)變量的詳細信息 。在管理開發(fā)系統(tǒng)運行時，它含有全部數(shù)據(jù)變量的當前值。在定義數(shù)據(jù)庫變量時，只要把 I/O 變量連結(jié)到這臺設(shè)備上 ，它就可以和組態(tài)王交換數(shù)據(jù)了。 選擇“仿真 PLC”的“串行”項，單擊“ 下一步”，彈出“設(shè)備配置向?qū)А?，? 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 外部設(shè)備取一個名稱，輸入 S7300，單擊“下一步”，彈出“設(shè)備配置向?qū)А?，為設(shè)備選擇連接串口，假設(shè)為 COM1，單擊“下一步”，彈出“設(shè)備配置向?qū)А?，填寫設(shè)備地址，假設(shè)為 ，單擊“下一步”，彈出“設(shè)備配置向?qū)А?，設(shè)置通信故障恢復(fù)參數(shù) (一般情況下使用系統(tǒng)默認設(shè)置即可 )，單擊“下一步”，彈出“設(shè)備配置向?qū)А?，請檢查各項設(shè)置是否正確，確認無誤后，單擊“完成”。仿真 PLC 連接在計算機的 COM1 口。本步驟使用仿真 PLC 和組態(tài)王通信。只有在定義了外部設(shè)備之后，組態(tài)王才能通過 I/O 變量和它們交換數(shù)據(jù)。 圖 組態(tài)界面 定義 IO 設(shè)備 組態(tài)王把那些需要與之交換數(shù)據(jù)的設(shè)備或程序都作為外部設(shè)備。在工具箱中選中“文本” ,此時鼠標變成“ I”形狀，在畫面上單擊鼠標左鍵，輸入“ ”文字。在彈出的“ 過渡色類型”窗口點擊第二行第四個過渡色類型；在“調(diào)色板”窗口中點擊 “填充色”按鈕，從下面的色塊中選取紅色作為填充色，然后點擊 “背景色”按鈕，從下面的色塊中選取黑色作為背景色。在工具箱中選中“圓角矩形” ,拖動鼠標在畫面上畫矩形，如上圖所示。如果有多個畫面要顯示那么點擊命令語言，在顯示時那個選項卡里面輸入ClosePicture[“” ]引號里面輸入畫面的名稱，則系統(tǒng)運行時就不會打開。 定義新 畫面 進入新建的組態(tài)王工程，選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項“文件 \畫面”，在工程瀏覽 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 器右側(cè)用鼠標左鍵雙擊“新建”圖標。 系統(tǒng)監(jiān)控軟件界面設(shè)計 建立新程序的一般過程是 :設(shè)計圖形界面（定義畫面 ） ，定義 I/O設(shè)備，構(gòu)造數(shù)據(jù)庫（定義變量），建立動畫連接，運行和調(diào)試。 組態(tài)王 Microsoft Win2021/(補丁 6)/Win XP簡體中文版統(tǒng)作為其操作平 臺，充分利用了 Windows圖形功能完備，界面一致性好，易學(xué)易用的特點。而且，它能充分利用Windows的圖形編輯功能，方便地構(gòu)成監(jiān)控畫面，并以動畫方式顯示控制設(shè)備的狀態(tài)，具有報警窗口、實時趨勢曲線等，可便利的生成各種報表。通過對監(jiān)控系統(tǒng)要求及實現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)王對監(jiān)控系統(tǒng)進行設(shè)計。其中監(jiān)控層對下連接控制層，對上連接管理層，它不但實現(xiàn)對現(xiàn)場的實時監(jiān)測與控制，且在自動控制系統(tǒng)中完成上傳下達、組態(tài)開 發(fā)的重要作用。 組態(tài)王的特點 它具有適應(yīng)性強、開放性好、易于擴展、經(jīng)濟、開發(fā)周期短等優(yōu)點。 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 4 連鎖控制系統(tǒng)界面 設(shè)計 組態(tài)王軟件介紹 我國的組態(tài)軟件的開發(fā)雖起步較晚，但經(jīng)過科技工作者的努力，在許多方面現(xiàn)已趕上或接近國外的先進監(jiān) 控組態(tài)軟件的水平。 下面是 連 鎖控制的 梯形圖 ： 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 用到的 CONT_C輸入 /輸出 參數(shù) 分別 如表 表 2所示 。系統(tǒng)提醒你是否建立 INSTANCE DATA BLOCK，回答 YES，就可以創(chuàng)建一個 PID的背景數(shù)據(jù)。 系統(tǒng)自動選擇了 PID功能塊，在“？？？”中輸入 DB1，也就是這個 FB的數(shù)據(jù)塊名。 打開 OB1，就可以開始編寫程序了。 操作值 ： 利用 LMNLIMIT功能可以將操作值限定在所選的值范圍內(nèi)，輸入值引起的輸出超過界限時會在信號位上表現(xiàn)出來，功能 LMN_NORM根據(jù)下面的公式標準化 。這樣就可以分別構(gòu)造 P、 PI、 PD以及 PID控制器，純比例控制器或純微分控制也是可以的。如果 DEADB_W = 0，則死區(qū)就不起作用。 過程變量分支 ： 過程變量可以從外設(shè)直接輸入到 PV_PER或以浮點 PVIN形式輸入，功能 CRP_IN將從外設(shè)來的值 PVPER轉(zhuǎn)化成范圍在 100%～ 100%之間的浮點形式，根據(jù)下面的法則進行轉(zhuǎn)換： CRP_IN = PV_PER*100/27648 功能 PV_NORM根據(jù)下面的法則標準化輸出 CRP_IN PV_NORM的輸出 = ( CRP_IN的輸出 ) * PV_FAC + PV_OFF PV_FAC和 PV_OFF的默認值分別為 1和 0 誤差信號 ： 誤差是給定點和過程變量之間的差值。 除了給定點和過程變量分支的功能外， FB自己就可以實現(xiàn)一個完整的具有連續(xù)操作值輸出并且具有手動改變操作值功能的 PID控制器，下面是各子 功能的詳細描述 。 圖 符號變量表 打開 C:\Siemens\Step7\S7libs\Stdlib30，復(fù)制 PID control Blocks中的 FB41，粘貼到 block中。包括 IO 地址，數(shù)據(jù)塊重命名，等等。 6ES7 1384CA000AA0 PME DC24V 6ES7 1384GB500AB0 2AI I 2DMU 地址 I address256259 6ES7 1384JB500AB0 2AI RTD 地址 I address260263 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 編程 為了增強程序的可讀性，需要定義些符號，方便閱讀程序。 選中 DP 線，然后雙擊 ET200S，如圖 所示，插入 ET200S。 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 圖 模塊測量參數(shù)設(shè)置 注意 Diagnosis alarm 為 off， 420 毫安對應(yīng) 027648， 毫安 4864。模擬輸入地址設(shè)定 PEW128 到PEW131，模擬輸出地址設(shè)定 PAW128 到 PAW131。 依次在 SLOT 1,2,3 位置插入其他模塊。 插入 DP MASTER，選中窗口中的 DP線，雙擊右邊 ADAM(CPU821x)，則插入 ADAM8000，如圖 。雙擊 DP，選擇 Property 按鈕。 選中機架第二欄 ， 雙擊 CPU300CPU3152DP， 6ES73152AF01。把ADAM8000, ET200 等 GSD 文件加入。 圖 創(chuàng)建項目 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 硬件組態(tài) 雙擊 Hardware，從而進入 HW CONFIG 窗口。 這里的 S7 Program(1)和 SIMATIC 300 Station 等等都可以重新命名。 創(chuàng)建工程 在 SIMATIC Manager 中新建工程，也可以通過 wizard 向?qū)Ы?。單個 FB塊可以帶不同的即時數(shù)據(jù)塊，多次調(diào)用， FB塊定義為“可再調(diào)用”塊，用戶程序?qū)γ看?FB調(diào)用提供新的參數(shù)。 組織塊 (OB)：提供 CPU操作系統(tǒng)與用戶程序接口， OB1為執(zhí)行用戶程序的接口。其中 FB和 PC作為 OB的子程序。 STEP 7將用戶程序指令存放在“塊”中。系統(tǒng)程序塊是集成在 CPU操作系統(tǒng)中的預(yù)定義的功能和功能塊，不占用用戶存儲空間，并且在整個系統(tǒng)中都具有相同的接口、相同的名稱和相同的編號。模塊化編程就是把程序分成若干程序塊，各程序塊分別含有一些設(shè)備和任務(wù)的程序指令，每個功設(shè)計控制組態(tài)和程序 啟動 step7 并創(chuàng)建一個項 組態(tài)硬件和連接組態(tài)模板 連網(wǎng)各個站 定義符號 生成用戶程序在程序中調(diào)用塊定義局域符號 生成參與數(shù)據(jù) 組態(tài)硬件和連接 下載程序 測試程序并診斷錯誤 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 能區(qū)被分成不同的塊進行編程，這有利于程序的多人同時編程，也利于程序調(diào)試和故障的查找。復(fù)合功能 (如數(shù)學(xué)功能 )可用邏輯框相連直接表達。為使編程更容易，語句表已擴展到包括一些高層語言結(jié)構(gòu) (例如，結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的訪問和塊參數(shù) )。 語句表 (STL)是 STEP7編程語言的文本表達方式。 梯形邏輯 (LAD)是 STEP7編程語言的圖形表達方 式。 圖 程序設(shè)計流程 PLC 程序設(shè)計 SIEMENS S7300系列 PLC編程語言有三種 :語句表編程語言 (STL)、梯形邏輯編程語言 (LAD)和功能塊圖編程語言 (FBD)，其它編程語言作為可選軟件包