【正文】 位為min，必須是正數(shù)VD128 單位為min，必須是正數(shù)VD124 單位為s，必須是正數(shù)VD120 比例常數(shù)，可正可負(fù)VD116 ~VD112 ~VD108 ~VD104 說明VD100 PID指令回路表地址 一個周期內(nèi)非加熱時間存放地址4） PID指令回路表如表54所示。 當(dāng)前實際溫度存放地址VW34 系統(tǒng)運行時間秒存放地址VD20 用戶設(shè)定微分常數(shù)D存放地址VD12 用戶設(shè)定比例常數(shù)P存放地址VD4 內(nèi)存地址分配地址 固態(tài)繼電器 溫度狀態(tài)指示燈（危險） 溫度狀態(tài)指示燈（正常 停止燈 運行燈 保護(hù)按鈕 開關(guān)按鈕 啟動按扭 名稱2) I/O點地址分配如表52所示。在加熱時間內(nèi)使得繼電器接通，那加熱爐就可處于加熱狀態(tài)，反之則停 止加熱[21]。K型傳感器負(fù)責(zé)檢測加熱爐中的溫度，把溫度信號轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的電壓信號，經(jīng)過PLC模數(shù)轉(zhuǎn)換后進(jìn)行 PID調(diào)節(jié)。根據(jù)反復(fù)的試湊，調(diào)出比較好的結(jié)果是P=120. I= D=。然后減小積分時間，加大積分作用，并相應(yīng)調(diào)整比例系數(shù)，反復(fù)試湊至得到較滿意的響應(yīng)，確定比例和積分的參數(shù)。 將比例控制作用由小變到大，觀察各次響應(yīng)，直至得到反應(yīng)快、超調(diào)小的響應(yīng)曲線。 1）整定比例控制 3~10 滯后較大 積分時間（分鐘） 規(guī)律的選擇經(jīng)驗法又叫現(xiàn)場湊試法，它不需要進(jìn)行事先的計算和實驗，而是根據(jù)運行經(jīng)驗，利用一組經(jīng)驗參數(shù)，根據(jù)反應(yīng)曲線的效果不斷地改變參數(shù)，對于溫度控制系統(tǒng)，工程上已經(jīng)有大量的經(jīng)驗，其規(guī)律如表412所示。一般可以通過理論計算來確定，但誤差太大。程序如下：ROUND這一過程是實數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化過程。 回路輸出變量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換本設(shè)計中，利用回路的輸出值來設(shè)定下一個周期內(nèi)的加熱時間。另外一種實現(xiàn)方法就是，在歸一化的時候，值域大小可以縮小10倍，那么，填寫目標(biāo)溫度的 時候就可以把實際值直接寫進(jìn)去[19]。 ——值域大小，為最大允許值減去最小允許值。 ——未標(biāo)準(zhǔn)化的實數(shù)值。~。 AIW0, AC1DTR其轉(zhuǎn)換程序如下:MOVW使用指令DTR就可以了。 傳感器輸入的電壓信號經(jīng)過EM231轉(zhuǎn)換后，是一個整數(shù)值，他的值大小是實際溫度的把A/D模擬量單元輸出的整數(shù)值的10倍。在本文中，經(jīng)過測量的溫度 信號被轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)信號溫度值才是過程變量，所以，這兩個數(shù)不在同一個數(shù)量值，需要他們作比較，那就必須先作一下數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換?；芈份斎胼敵鲎兞康臄?shù)值轉(zhuǎn)換方法 本文中，設(shè)定的溫度是給定值SP，需要控制的變量是爐子的溫度。 ~1) 過程變量前值（PVn1） 實數(shù) 單位為min，必須是正數(shù)28 微分時間（Td） 實數(shù) 單位為s，必須是正數(shù)20 采樣時間（Ts） 實數(shù) ~12 輸出值（Mn） 實數(shù) ~4 過程變量（PVn） 數(shù)據(jù)類型 PID指令回路表偏移地址PID回路在PLC中的地 址分配情況如表48所示。指令的兩個操作數(shù)TBL和LOOP，TBL是回路表的起始地址，本文采用的是VB100，因 為一個PID回路占用了32個字節(jié)，所以VD100到VD132都被占用了。 PID指令表格式 PID回路指令名稱見表47。 PID在PLC中的回路指令現(xiàn)在很多PLC已經(jīng)具備了PID功能，STEP 7 Micro/WIN就是其中之一有的是專用模塊，有些是指令形式。故可利用PLC中的PID指令實現(xiàn)位置式PID控制算法量[18]。 稱為微分項；上式中，積分項 是包括第一個采樣周期到當(dāng)前采樣周期的所有誤差的累積值[17]。 稱為比例項； 離散化形式其離散化的規(guī)律如表45所示：表 45PID調(diào)節(jié)器的傳輸函數(shù)為： ——積分系數(shù)I。 ——比例系數(shù)P。 ()上式中, 如圖41所示，PID控制器可調(diào)節(jié)回路輸出，使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。 PID控制算法避免較大的誤差出現(xiàn)，微分控制不能消除余差。在微分控制(D)中，控制器的輸出與輸入誤差信號的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。在積分控制(I)中，控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關(guān)系。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關(guān)系。人們在應(yīng)用的過程中積累了許多的經(jīng)驗，PID的研究已經(jīng)到達(dá)一個比較高的程度。在微控制階段，占空比就根據(jù)溫差 不停地變化。程序采用的是粗調(diào)和微控兩段式控制方式。采樣后，根據(jù)溫差的大小進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)化得到一個加熱時間（010秒）作為下一個加熱周期的加熱時間。PWM信號仍然是數(shù)字的，因為在給定的任何時刻，滿幅值的直流供電要么完全有(ON)，要么完全無(OFF) [16]。PWM是一種對模擬信號電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。 圖 39系統(tǒng)塊的設(shè)置如下，需要注意的是，PLC的地址默認(rèn)是2，但本設(shè)計中需要 用到的地址是1，如圖38。 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置系統(tǒng)塊用來設(shè)置S7200 CPU的系統(tǒng)選項和參數(shù)等。 如果想改變編程界面的語言，可在軟件的主界面的工具欄中選擇tools目錄下選擇option選項，在出現(xiàn)的界面中選擇general,然后在右下角就可以選擇中文了。 等軟件安裝好之后再進(jìn)行語言的切換。該軟件功能強(qiáng)大，界面友好，并有方便的聯(lián)機(jī)功能。 STEP 7 Micro/WIN32軟件介紹SW4沒有使用，SW5用于選擇斷線檢測方向，SW6用于選擇是否進(jìn)行斷線檢測，SW7用于選擇測量單位，SW8用于選擇是否進(jìn)行冷端補(bǔ)償，見表34[15]。本設(shè)計采用的是K型熱電偶，結(jié)合其他的需要，我們設(shè)置DIP開關(guān)為00100000。80mV范圍)，所有連到模塊上的熱電偶必須是相同類型，且最好使用帶屏蔽的熱電偶傳感器。在這里，我們選用了西門子EM231 4TC模擬量輸入模塊。本論文才用的是K型熱電阻[14]。非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶在使用范圍或數(shù)量級上均不及標(biāo) 準(zhǔn)化熱電偶，一般也沒有統(tǒng)一的分度表，主要用于某些特殊場合的測量。常用熱電偶可分為標(biāo)準(zhǔn)熱電偶和非標(biāo)準(zhǔn)熱電偶兩大類。S7200系列的基本單元如表31所示[13]。本論文采用的是CUP224。 硬件配置和軟件環(huán)境 西門子S7200S7200系列PLC可提供4種不同的基本單元和6種型號的擴(kuò)展單元。PLC大都采用高質(zhì)量的工作穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng) 的開關(guān)穩(wěn)壓電源，許多PLC電源還可向外部提供直流24V穩(wěn)壓電源，用于向輸入接口上的接入電氣元件供電，從而簡化外圍配置。 5）電源常見的編程器有簡易手持編程器、智能圖形編程器和基于PC的專用編程軟件。智能接口模塊是一獨立的計算機(jī)系統(tǒng)，它有自己的CPU、系統(tǒng)程序、存儲器及與PLC系統(tǒng)總線相連接的接 口。PLC提供了各種工作電平、連接形式和驅(qū)動能力的I/O模塊，有各種功能的I/O模塊供擁護(hù)選用。系統(tǒng)程序一般由廠 家編寫的，用戶不能修改；而用戶程序是隨PLC的控制對象而定的，由用戶根據(jù)對象生產(chǎn)工藝的控制要求而編制的應(yīng)用程序。 存儲器（內(nèi)存）主要用語存儲程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成部分。 存儲器CPU控制著PLC工作，通過讀取、解釋指令，指導(dǎo)PLC有條不紊的工作。 CPU（中央處理器）和一般的微機(jī)一樣，CPU是微機(jī)PLC的核心，主要由運算器、控制器、寄存器以及實現(xiàn)他們之間聯(lián)系的地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線構(gòu)成。本論文實物采用的是模塊式的PLC，不管哪種PLC，都是屬于總線式的開發(fā)結(jié)構(gòu)，其構(gòu)成如圖21所示 [12]。整體式PLC一般由CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存和電源組成。 16位、32位微處理器及高性能位片式微處理器 高性能8位微處理器及位片式微處理器 8位處理器及存儲器 1位處理器 器件 表 11可編程控制器從誕生到現(xiàn)在經(jīng)歷了四次更新?lián)Q代，見表11。1971年日本開始生產(chǎn)可編程控制器，而歐洲是1973開始的。1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司(DEC)研制出了世界上第一臺可編程序控制器，并應(yīng)用于通用汽車公司的生產(chǎn)線上。其性能優(yōu)越，已被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域。第二章 可編程控制器的概述 可編程控制器的產(chǎn)生可編程控制器是一種工業(yè)控制計算機(jī)，英文全稱：Programmable Controller，為了和個人計算機(jī)(PC)區(qū)分，一般稱其為PLC。第七章，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，檢驗控制系統(tǒng)控制質(zhì)量。 第五章，介紹了設(shè)計程序的設(shè)計思想和程序，包括助記符語言表和梯形圖。第三章，介紹了控制系統(tǒng)設(shè)計所采用的硬件連接