【正文】 范圍（ ） 0~10 4~20 作用方式 電關(guān)式 電開式 使用環(huán)境溫度 ( o C) 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥： 20~70 o C 伺服放大器： 0~50 o C 使用環(huán)境濕度 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥： ≤ 95% 伺服放大器： ≤ 85% 電源電壓 220V 50Hz 380V 50Hz 24AC/DC 3） . 硅調(diào)壓器選擇：本設(shè)計(jì)采用的是 PAC01A 型調(diào)壓器參數(shù)如下： ● 4～ 20mA輸入 : 接收阻抗 500Ω～ ；調(diào)壓分辨力： % 。 （ 5）型號(hào)多樣，用途廣泛。 （ 3）動(dòng)作快遞， 功率微小，外形輕巧。 1). 電磁閥選擇 電磁閥的主要特點(diǎn) ： （ 1）外漏堵絕，內(nèi)漏易控，使用安全。 PLC I/O 接線圖的設(shè)計(jì) 元器件的選擇 相應(yīng)的元器件選擇：根據(jù)所給的溫度范圍 35 OC～ 55 OC。因此微分作用的引入將 有助于減小超調(diào)，克服振蕩，使系統(tǒng)驅(qū)于穩(wěn)定，對(duì)高階系統(tǒng)非常有利，它加快了系統(tǒng)跟蹤的速度。為了達(dá)到這一目的，可以在 PI 調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上加入微分環(huán)節(jié)，這樣就得到式公式所示的 PID 調(diào)節(jié)器。 實(shí)際的控制系統(tǒng)除了希望消除靜態(tài)誤差外，還要求加快調(diào)節(jié)過(guò)程。公式的第二項(xiàng)表明，增 大積分常數(shù) TI 將會(huì)減慢消除靜態(tài)誤差的過(guò)程，但可減少超調(diào)量，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，即使不加上適當(dāng)?shù)目刂瞥Ａ?U0，也能消除系統(tǒng)輸出的靜差誤差。 積分環(huán)節(jié)的作用是把偏差的累積作為輸出?？刂谱饔玫膹?qiáng)、弱取決于比例系數(shù) Kp， Kp 越大，控制越強(qiáng) ,但過(guò)大的 Kp 會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)振蕩 ,破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 在模擬 PID 控制器中比例調(diào)節(jié)器的作用是對(duì)于偏差作出瞬間快速反應(yīng)。圖中 r(t)是給定值，y(t)為系統(tǒng)的實(shí)際輸出值，給定值與實(shí)際輸出值構(gòu)成控制偏差e(t)=r(t)－ y(t)作為 PID控制器的輸入， u(t)為 PID控制器的輸出，也是被 控對(duì)象的輸入。模擬 PID 調(diào)節(jié)器是一種線性調(diào)節(jié)器，其框圖如下圖所示。它的 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不一定需要系統(tǒng)的確切數(shù)學(xué)模型，參數(shù)易于調(diào)整，在長(zhǎng)期應(yīng)用中已積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。 PID 控制利用相對(duì)于控制誤差（目標(biāo)值與控制量之差）的比例（ Proportional）、積分（ Integral）和微分（ Derivative）三種動(dòng)作來(lái)決定控制對(duì)象系統(tǒng)的操作量。 由上述對(duì) SIMATIC S7200 PLC 功能介紹及設(shè)計(jì)的需要第一，二種方案選擇 EM231 四路模擬量輸入模塊；第三種方案選擇 EM231四路模擬量輸入模塊及 EM232 兩路模擬量輸出模塊作為擴(kuò) 展模塊。選用電池模塊能延長(zhǎng)存貯時(shí)間到 200 天（ 10 年壽命）。 ● 電池模塊 用于長(zhǎng)時(shí)間數(shù)據(jù)后備。 ● 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 例如為信息加注時(shí)間標(biāo)記，記錄機(jī)器運(yùn)行時(shí)間或?qū)^(guò)程進(jìn)行時(shí)間控制?？墒褂梅抡嫫鳎ㄟx件）對(duì)本機(jī)輸入信號(hào)進(jìn)行仿真，用于調(diào)試用戶程序。的 A/B 相增量編碼器 CPU224/224XP/226 6 個(gè)高速計(jì)數(shù)器（ 30KHz），具有 CPU221/222 相同的功能。 ● 中斷輸入 允許以極快的速度對(duì)過(guò)程信號(hào)的上升沿作出響應(yīng)。 ● 本 機(jī)數(shù)字量輸入 /輸出點(diǎn) CPU 221 具有 6 個(gè)輸入點(diǎn)和 4 個(gè)輸出點(diǎn)， CPU 222 具有 8 個(gè)輸入點(diǎn)和 6 個(gè)輸出點(diǎn)， CPU 224 具有 14個(gè)輸入點(diǎn)和 10個(gè)輸出點(diǎn)， CPU 224XP具有 14 個(gè)輸入點(diǎn)和 10 個(gè)輸出點(diǎn)， CPU 226 具有 24 個(gè)輸入點(diǎn)和 16個(gè)輸出點(diǎn)?？捎米髫?fù)載電源。 S7200 系列 PLC 可提供 4 個(gè)不同的基本型號(hào)的 8 種 CPU 供您使用。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。 S7200 系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： ? 極高的可靠性 ? 極豐富的指令集 ? 易于掌握 ? 便捷的操作 ? 豐富的內(nèi)置集成功能 ? 實(shí)時(shí)特性 ? 強(qiáng)勁的通訊能力 ? 豐富的擴(kuò)展模塊 S7200 系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。 S7200 系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。 S7200 系列 PLC 可提供 4 個(gè)不同的基本型號(hào)的 8 種 CPU 供您使用。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。 S7200 系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。 S7200 系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。 重要的是西門子 S7200 本身含有 PID 控制器。 (4)．采用了多主站、多從站的多段 DP 網(wǎng)絡(luò)控制，數(shù)據(jù)交換實(shí)時(shí)準(zhǔn)確。 (2)．實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)歸檔，包括過(guò)程數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)信息等。 本設(shè)計(jì)通過(guò) PID 算法結(jié)合模糊控制、 PWM 控制、 PID 控制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)養(yǎng)護(hù)窯的溫度控制。 第三種方案 : 本系統(tǒng)中控制對(duì)象的 I/O 點(diǎn)數(shù)如下： 總進(jìn)氣閥：開關(guān)輸入 1 個(gè)； 總排氣閥：開關(guān)輸入 1 個(gè)； 一號(hào)風(fēng)機(jī)： 開關(guān)輸入 3 個(gè)； 二號(hào)風(fēng)機(jī)： 開關(guān)輸入 3 個(gè)； 電磁閥：開關(guān)輸出 4 個(gè)； 風(fēng)機(jī)運(yùn)行 : 開關(guān)輸出 2 個(gè)； 熱敏 電阻溫度采集 :模擬量輸入 2 個(gè)； 進(jìn)氣電動(dòng)閥 :模擬量輸出 2 個(gè)； 總計(jì)：模擬輸入 2 個(gè)，模擬量輸出 2 個(gè) ,開關(guān)量輸入輸出共 14個(gè)； I/O 口共 18 個(gè)。 第一 ,二種方案 : 本系統(tǒng)中控制對(duì)象的 I/O 點(diǎn)數(shù)如下： 總進(jìn)氣閥：開 關(guān)輸入 1 個(gè)； 總排氣閥：開關(guān)輸入 1 個(gè)； 一號(hào)風(fēng)機(jī)： 開關(guān)輸入 3 個(gè)； 二號(hào)風(fēng)機(jī)： 開關(guān)輸入 3 個(gè)； 電磁閥：開關(guān)輸出 6 個(gè)； 風(fēng)機(jī)運(yùn)行 : 開關(guān)輸出 2 個(gè)； 熱敏電阻溫度采集 :模擬量輸入 2 個(gè)； 總計(jì)：模擬輸入 2 個(gè)，開關(guān)量輸入輸出共 16 個(gè)； I/O 口共 18個(gè)。 PLC、 I/O 點(diǎn)統(tǒng)計(jì)及擴(kuò)展模塊的選擇 I/O 點(diǎn)統(tǒng)計(jì) 因?yàn)?PLC 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要涉及到 PLC 的選型和軟件編制。 另外， PLC 還具有較完善的自診斷、自測(cè)試功能。 本設(shè)計(jì)采用的是 DZ144 中間繼電器。 ⑹ . 繼電器的介質(zhì)強(qiáng)度：繞組對(duì)磁軛板應(yīng)能耐受交流 50Hz 電壓 500V歷時(shí) 1min 應(yīng)無(wú)擊穿或閃絡(luò)現(xiàn)象。 ⑷ . 在長(zhǎng)期的額定電壓下，線圈的功率消 耗應(yīng)不大于 1W。 型 號(hào) 觸點(diǎn)數(shù) 額定電壓（ V） 電阻（ V ） 動(dòng)合 動(dòng)斷 轉(zhuǎn)換 DZ122 DZ144 DZ160 DZ106 6 6 2 4 6,12 24 48 110 52K 正負(fù) ,185K 正負(fù) 700K 正負(fù) 70 2500K 正負(fù) 225 150 15000K 正負(fù) 2250 ⑵ . 繼電器在 80%之額定電壓下應(yīng)可靠地動(dòng)作。 繼電器具有透明塑料制成的外殼，以便觀察繼電器的動(dòng)作情況。 繼電器采用插入式結(jié)構(gòu)，插座內(nèi)有片狀彈簧以保證可靠的接觸，使用時(shí)將繼電器插入插座上。 當(dāng)線圈斷電時(shí)，磁力消失，而動(dòng)片受接觸系統(tǒng)的壓力而回到原來(lái)位置。 1). 用途 該繼電器使用于各種自動(dòng)化線路中，以擴(kuò)大被控的電路，應(yīng)用這種繼電器的線路，其供電電源為直流電，電壓不超過(guò) 110V。 中 間繼電器的選擇 中間繼電器，實(shí)質(zhì)是一種電壓繼電器，觸頭對(duì)數(shù)多，觸頭容量大（額定電流為 5～ 10A）動(dòng)作靈敏度高。 (3)熱元件額定電流的選擇和整定： 熱元件的額定電流應(yīng)略大于電動(dòng)機(jī)額定電流。 (2)熱繼電器額定電流選擇： 熱繼電器的額定電流應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)額定電流。 (1)類型選擇： 一般情況下，可選用兩相結(jié)構(gòu)的熱繼電器，但當(dāng)三相電壓的均衡性較差，工作環(huán)境惡劣或無(wú)人看管的電動(dòng)機(jī)，宜選用 三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器。 103／ KUN K 為常數(shù)取 1～ ,一般為 ICN— 主觸頭額定電流 (A) PN— 被控制的電動(dòng)機(jī)的額定功率 (KW) UN— 電動(dòng)機(jī)的額定電壓 (v)。如果接觸器是用來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的頻繁啟動(dòng)、正反或反接制動(dòng)等場(chǎng)合，應(yīng)將接觸器的主觸頭額定電流降低使用，一般可降低一個(gè)等級(jí)。 選擇接觸器主觸頭的額定電流： 被選用接觸器主觸頭的額定電流應(yīng)不小于負(fù)載電路的額定電流。交流負(fù)載應(yīng)選用交流接觸器，直流負(fù)載應(yīng)選用直流接觸器，如果控制系統(tǒng)中主要是交流負(fù)載，直流電動(dòng)機(jī)或直流負(fù)載的容量較小，也可都選用交流接觸器來(lái)控制，但觸點(diǎn)的額定電流應(yīng)選得大一些。 ① QF1 的選擇： I30=,UN=380V，脫扣電流 150A，極限通斷能力 COS∮≥ 根據(jù)國(guó)標(biāo)選擇 QF1 為 DW10200/3 ② QF2， QF3 的選擇： I301=I302 = 根據(jù)國(guó)標(biāo)選擇 QF QF3 為 C45ND380/16 ③ QF4 的選擇： I=5A 根據(jù)國(guó)標(biāo)選擇 QF4 為 C45ND220/6 ．接觸器的選擇： 接觸器是用來(lái)接通和切斷電動(dòng)機(jī)或其它負(fù)載主電路的一種控制電器 .接觸器具有強(qiáng)大的執(zhí)行機(jī)構(gòu) ,大容量的主觸頭及迅速的熄滅電弧的能力 .當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí) ,能根據(jù)故障檢測(cè)元件所給出的動(dòng)作信號(hào) ,迅速可靠的切斷電源 ,并有低壓釋放功能 .與保護(hù)電器組合可構(gòu)成各種電磁啟動(dòng)器 ,用于電機(jī)的控制及保護(hù)。 ②低壓斷路器的額定電流應(yīng)不小于它所裝的脫扣器的額定電流。負(fù)載的性質(zhì)不同，選用斷路器的額定電流和保護(hù)特性也有差異。 ６）熔斷器的額定電流應(yīng)不小于熔體的額定電流；額定分?jǐn)嗄芰?yīng)大于電路中可能出現(xiàn)的最大短路電流。 ４）在配電系統(tǒng)中，各級(jí)熔斷器應(yīng)相互匹配，一般上一級(jí)熔體的額定電流要比下一級(jí)熔體的額定電流大２～３倍。 ２）選擇熔斷器的規(guī)格時(shí)，應(yīng)首先選定熔體的規(guī)格，然后再根據(jù)熔體去選擇熔斷器的規(guī)格。 2) =179。 (179。 (+) =179。在超高壓輸電情況下，變電所采用單柱式刀閘后，節(jié)約占地面積的效果更為顯著。 戶外刀閘按其絕緣支柱結(jié)構(gòu)的不同可分為單柱式，雙柱式和三柱式。 3)可用來(lái)分、合線路中的小電流，如套管、母線、連接頭、短電纜的充電電流，開關(guān)均壓電容的電容電流，雙母線換接時(shí)的環(huán)流以及電壓互感器的勵(lì)磁電流等。 主電路電氣元件的 選擇 ．低壓隔離開關(guān)選擇： 主要作用是： 1)分閘后，建立可靠的絕緣間隙，將需要檢修的設(shè)備或線路與電源用一個(gè)明顯斷開點(diǎn)隔開，以保證檢修人員和設(shè)備的安全。 由于本設(shè)計(jì)采用的是兩臺(tái) 的電動(dòng)機(jī)，符合直接啟動(dòng)的要求，所以本設(shè)計(jì)采用直接啟動(dòng)的方式啟動(dòng)。 第三章 主電路的設(shè)計(jì) 主電路圖的設(shè)計(jì) 一般說(shuō)來(lái)， 以下的小容量感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，都可以直接啟動(dòng)；對(duì)于 以上的電動(dòng)機(jī)，就要考慮過(guò)大的直接啟動(dòng)電流對(duì)供電系統(tǒng)的影響，一般按下列的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)核定： NHNQ PSII 443 ?? 式中 IQ 為直接啟動(dòng)時(shí)的定子線電流； IN 為電動(dòng)機(jī)的額定 電流； SH為供電電源的總?cè)萘浚?KVA）； PN 為電動(dòng)機(jī)額定功率（ KW）。又如過(guò)大的增益又會(huì)造成控制的震蕩。 選擇 PID 的參數(shù)，以及相互間的配合，可以影響 PID 控 制的穩(wěn)定性。這就是說(shuō)，在控制器中僅引入 “ 比例 ” 項(xiàng)往往是不夠的，比例項(xiàng)的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是 “ 微分項(xiàng) ” ，它能預(yù)測(cè)誤差變化的趨勢(shì)，這樣，具有比例 +微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)值，從而避免了被控量的嚴(yán)重超調(diào)。其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后（ delay）組件，具有抑制誤差的 作用，其變化總是落后于誤差的變化。 （ 3）微分（ D）控制： 在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的微分（即誤差的變 化率）成正比關(guān)系。這樣，即便誤差很小，積分項(xiàng)也會(huì)隨著時(shí)間的增加而加大，它推動(dòng)控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小，直到等于零。為了消除穩(wěn)態(tài) 誤差，在控制器中必須引入“積分項(xiàng)”。 （ 2）積分（ I）控制： 在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的積分成正比關(guān)系。其控制器的輸出與