【正文】 數設置在界面上填寫PID運算里的各個參數值，這些參數也是PID控制運算里最核心的部分，這些值的大小直接影響著系統(tǒng)的運行情況。圖44 PID選擇回路在這里選擇配置哪個回路注意如果系統(tǒng)里有好幾個PID時一定要記住回路數要不同。在使用PID調節(jié)器的時候首先要對其有深刻的理解和認識并熟練的掌握運用方法，當前的PLC內部都有PID指令向導，而且還具有PID自整定參數的功能，這就為我們減輕了很大的工作量。這樣通過溫度傳感器，S7200和溫度調節(jié)閥組成了一個控制溫度的閉環(huán)控制系統(tǒng)，由此來控制溫度恒定，流程圖如圖43所示。首先在換熱器的出水口安裝一個溫度傳感器，變送器將采集到的溫度值轉換為420mA的電流值，并將其傳送給 S7200 PLC的模擬量擴展模塊EM235的輸入通道AIW0?？梢酝ㄟ^對PID內部的比例、積分和微分這些參數的設置來優(yōu)化系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使系統(tǒng)實現有效，精確的控制。本系統(tǒng)主要是要控制小區(qū)供暖的溫度值，溫度控制是一個慣性比較大的控制系統(tǒng)，而且還具有很大的偏差。在手動按鈕按下的時候，就可以通過組態(tài)界面上的滑塊給VD80一個值，將這個值送給PLC并通過數值轉換，再從PLC的模擬量通道AQW0輸出一個420mA的電流信號來直接控制閥門的開度。這樣系統(tǒng)就可以在PID發(fā)生故障或不想使用PID控制器的自動調節(jié)情況下也可以進行手動控制來調節(jié)閥門的開度從而來保證溫度值的恒定。手動控制方式系統(tǒng)主要是利用上位機的組態(tài)軟件直接控制閥門的開度，來調整換熱器出水口的溫度值，讓系統(tǒng)在監(jiān)控中心里根據溫度傳感器的溫度值強制調節(jié)溫度調節(jié)閥的開度大小。當換熱器出水口的溫度值低于設定值時就可以利用PID控制器自動調節(jié)一次供水的閥門開度來提高溫度值，也可以通過手動調節(jié)閥門的大小來直接調大閥門的開度；當換熱器出口的溫度值偏高時也可以用自動和手動的方式進行調節(jié)使一次供水側的溫度調節(jié)閥的閥門開度減小，來降低出水口的溫度值。本系統(tǒng)在溫度控制部分主要是控制換熱器出水口的溫度恒定，以滿足居民室內的供暖溫度需求。（4）微分時間微分時間在PID的控制器里反映的是被控對象的變化趨勢，它的作用主要是阻礙被控量的變化，而且具有一定的預測性。（3）積分時間在PID控制器里，積分時間不僅和當前的誤差相關，還與以前的誤差有關系，只要系統(tǒng)存在誤差，系統(tǒng)的輸出就會隨著積分的作用產生一定的變化。（2）比例增益在PID里的比例部分是與誤差同步的，與積分相比它對系統(tǒng)的變化反映比較快，在產生誤差時能很快的做出反映，使誤差量朝著減小的方向很快的變化。但是采樣周期太小，采樣頻率也高，這樣會影響PLC內部CPU的。 PID的參數在PID運算中有四個參數、和，它們之間既相互獨立，又互相影響，會對系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成影響[7]。為了減少使用PID控制器的難度，在S7200的程序指令中現在已經有PID的指令向導，這就為我們的設計和運用提供了很大的方便，在使用PID時我們只需要先打開工具里的PID向導建立一個PID，但是在建立時一定要注意PID的回路編號和回路給定的地址范圍不能重復。在使用PID 時可以將上式離散化，第n次采樣的輸出為 （43）式中，是第n次采樣的誤差值，是第n1次采樣的誤差值，、和分別是PID回路的增益，積分項的系數和微分項的系數。在運用PID時，可以分為PI、P或PD控制器。PID調節(jié)器執(zhí)行機構構被控對象測量元件sp(t)e(t)c(t)M(t)_圖41 PID控制結構圖該閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制原理是：當反饋值PV ( t)小于設定值SP ( t) 時就會產生誤差e ( t) ,將其輸入給PID調節(jié)器進行比例( P) 、積分( I) 、微分(D)的綜合運算,通過上述的綜合運算可以找出一個比較合適的控制信號M ( t) 送給執(zhí)行機構,促使被控對象的過程量PV ( t)在一定的時間范圍內恢復到設定值sp ( t) ，達到自動控制的效果。 PID模擬量的控制結構PID是一種典型的比例、積分和微分的綜合運算控制器，它適合一些慣性比較大的系統(tǒng)[6]。服務器端父設備設置如圖33。(5)關于固定IP通過GPRS網路傳輸數據時，服務器端必須要有固定的IP地址。 客戶端：在本試驗中指連接了GPRS Modem的計算機或設備。軟件：MCGS通用版：通用TCP/IP父設備＋網絡數據同步圖32 撥號設置窗口服務器：通過Modem撥號連接或通過其他方式連接到Internet上，用戶必須具有固定的IP地址。可以在服務器/客戶端模式的狀態(tài)下進行通訊試驗（add by XP）：硬件：服務器：普通pc＋普通Modem，撥號上網。（3）建立撥號連接在本系統(tǒng)里采用的是撥號到專用網絡的方式，所以要新建一個網絡連接方式，可以按照下面的順序進行設置：新建連接—撥號到專用網絡—標準19200調制解調器—電話號碼填： *99***1（4）設置撥號連接網絡屬性打開撥號連接右擊屬性進入網絡，在服務器類型里選擇PPP，連接選擇TCP/IP協(xié)議，設置窗口如圖32所示。（1）在安裝GPRS Modem的過程中首先點擊計算機左下角的開始，找到控制面板按照下面的順序進行屬性設置：控制面板 電話和調制解調器選項 調制解調器 選擇添加不檢測調制解調器 標準19200bps調制解調器 選定安裝到哪個串口（2）設置19200調制解調器將上面的設置完成后，將19200調制解調器安裝到COM2口，就可以按下面的順序對19200調制解調器進行設置：控制面板 電話和調制解調器選項 調制解調器 屬性 常規(guī) 串口2 最高速率（57600） 高級 額外的初始化命令在額外的初始化命令一欄中填寫：AT+CGDCONT=1，IP，CMNET ，設置面板如圖31所示。GPRS數據發(fā)送端DTU與PLC的相連首先要進行DTU的參數設置，將設置好的DTU用RS232的數據線將兩個設備連接起來，GPRS就可以自動的接收PLC采集的各種參數，并將其傳送到監(jiān)控中心的上位機上。（4）stop bit (停止位長度)在串口通信參數配置(serial port setup)菜單狀態(tài)下按下4，然后按提示信息輸入停止位長度即可。（2）data bits (字節(jié)位長度)在串口通信參數配置(serial port setup)菜單狀態(tài)下鍵入2，按提示信息選擇所需字節(jié)長度即可。在DTU參數配置(configurations)里最重要的就是串口通訊參數的配置，在這里可以設置波特率、字節(jié)位長度、校驗類型、停止位長度等。在數據終端參數設置(data terminal unit (DTU) setup)菜單狀態(tài)下鍵入3，可以設置通訊端口號，通訊端口號必須與GPRS數據終端所接入數據中心服務器的通訊端口號相對應，設置本地移動終端通訊端口號，宏電出廠端口號一般為：5001。表32 DTU參數設置 序號菜單說明1mobile service center (MSC) setup移動業(yè)務中心參數配置2data terminal unit (DTU) setup數據終端參數配置3data service center (DSC) setup數據業(yè)務中心參數配置4serial port setup串口通訊參數配置5special setup特殊參數設置在主菜單下可以對以上的參數進行設置，按下1鍵可以對移動業(yè)務中心的參數進行設置，其中包括對呼叫號碼、用戶名稱、密碼、接入點名稱和用戶SIM卡pin碼設置。表31 H7710的功能特點H7710的特點H7710功能H7710設備參數（1）DTU為用戶提供透明數據傳輸通道直接提供RS232/422/485接口（2）永遠在線，按流量計費（3）組網簡單、迅速、靈活使用方便、靈活、可靠 支持雙頻GPRS或CDMA 1X網絡 支持GSMR和GoTa網絡 數據終端永遠在線透明數據傳輸與協(xié)議支持虛擬數據專用網支持動態(tài)數據中心域名和IP地址TTL/RS232/422/485天線接口：50?/SMA 陰頭 SIM卡：3V ；數據速率：300~115,200bits/s接口端子：(14~24AWG線) 配置接口：RS232(需配H7071專用配置線纜) 最大工作電流：230mA+12VDC工作環(huán)境溫度：30~+70186。 無線DDN數據中心路由器：用戶數據中心的協(xié)議轉換和數據轉發(fā)，可采用寬帶網絡或GPRS/CDMA接入方式與GPRS/CDMA DTU進行數據通信和協(xié)議轉換，并通過以太網接口與數據中心服務器通信。 特別適合中心對多點、點多分散的中小數據量的傳輸。 深圳市宏電技術開發(fā)有限公司開發(fā)的H7000無線DDN系統(tǒng)為用戶提供了高速、永遠在線、透明數據傳輸的虛擬專用數據通信網絡。 GPRS型號選擇 GPRS的型號GPRS數據傳輸業(yè)務與普通的數據業(yè)務不同，對各個行業(yè)的應用有很強的專業(yè)性和特殊性，在不同的行業(yè)運用里為用戶提供不同的數據終端，這就要求結合各行業(yè)運行的不同特點進行硬件、軟件開發(fā)和系統(tǒng)集成。（2）數據中心IP 地址的選擇在本系統(tǒng)里就是選擇的SIM卡與IP地址綁定的模式，在這種模式下監(jiān)控中心可以獲得一個固定的IP地址，數據終端DTU將地址配置后，一上電就可以與監(jiān)控中心建立雙向的數據通道，不用進行域名的解析，數據流量小，使得傳輸速度提高。因為DDN專線可以為系統(tǒng)提供較寬的帶寬，這就為PLC大容量的系統(tǒng)提供了一個平臺。服務器采用公網的接入方式接入Internet，如ADSL撥號或電信專線寬帶上網等，申請公網固定的IP 地址，可以滿足中小容量的數據傳輸應用。GPRS技術從實驗室的研究，在小范圍地區(qū)內試用再到正常的商用，這個過程經過了長時間的完善，改進使其技術具有很強的可靠性；GPRS設備數據監(jiān)控終端DTU傳輸設備能一開機就自動連接到GPRS網絡上，可以使監(jiān)控中心實時在線對現場設備進行數據通訊，它能夠高速傳輸并具有一定的可靠性；GPRS網絡覆蓋面很廣，不存在信號盲區(qū)，并且是按照流量收取費用，收費合理、科學，使企業(yè)的投資減小，提高經濟效益[4]。 GPRS的優(yōu)勢選擇一個合適的傳輸方案是決定系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和經濟性的重要指標。GPRS采用分組交換技術，資源可以被充分的利用。DTU是數據接收和發(fā)送模塊，在網絡中主要完成S7200 PLC與監(jiān)控中心的數據傳輸任務，同時也是與移動GPRS網絡的工作接口。（3）在監(jiān)控中心的上位機部分利用的是通用組態(tài)軟件，此軟件能直觀的對現場設備運行情況進行監(jiān)控，畫面美觀形象，人機界面良好，還有最大的優(yōu)勢就是功能齊全應用起來簡單方便還可以清晰的顯示現場設備的運行情況，生成生報表瀏覽報警信息。PLC可用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，在系統(tǒng)中只留下少量的輸入輸出硬件，使系統(tǒng)由于觸點接觸不實造成的故障減少，另外在編程方面PLC也比單片機和ARM簡單容易理解。GPRS不僅可以提供一種高效率、低成本的無線分組業(yè)務，還適用于間斷的、突發(fā)性、頻繁的、少量的數據傳輸，本系統(tǒng)采用這種無線傳輸方式不僅提高了效率，還在很大程度上為用戶降低了成本[3]。對于現有的傳輸系統(tǒng)不僅需要人工檢查進行大量的維護，還需要投入大量的維修費用，嚴重影響了企業(yè)的經濟效益。（1）大多數換熱站都采用的是超短波來進行傳輸，但是隨著城市的快速發(fā)展，許多的高樓大廈拔地而起阻擋了信號的傳輸，使許多的數據不能正常抄報。監(jiān)控室內的上位機與GPRS 數據接收端連接起來并定時的接收從現場傳來的數據，計算機利用組GPRS接收現場PLC對數據進行采集，并通過MCGS組態(tài)軟件記錄和分析，在計算機的屏幕上清晰的顯示出來；通過PID運算對給定信號和反饋信號進行比較運算，將運算結果作為控制信號通過GPRS的無線通信傳送到現場換熱站的PLC去控制電動調節(jié)閥和變頻器的動作，從而實現對現場設備運行的控制。一個換熱站的控制系統(tǒng)主要是由三部分組成：現場換熱站的S7200 PLC[1]的控制部分、GPRS無線數據傳輸部分、監(jiān)控室控制中心上位機MCGS組態(tài)軟件部分。（3）報警保護部分補水箱處于低液位或高液位換熱站出水口的溫度超過設定值5℃時產生報警本設計主要是要把分步在六個換熱站的管網溫度和壓力等參數上傳到監(jiān)控中心的上位機上，以便工作人員可以通過上位機直觀的看到各個換熱站設備的運行情況并對其進行參數設置，來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。根據換熱器出水口溫度調節(jié)供水網上加裝的電動調節(jié)閥的開度來控制溫度保持在一定的范圍內恒定。目前采用S7200PLC技術與GPRS無線通訊網絡技術相結合對供暖遠程監(jiān)控系統(tǒng)，在對管網的快速、準確監(jiān)控、安全維護、搶修施工等方面具有重要的意義。在一次高溫熱水的主網分支進入換熱站之前，加裝了電動調節(jié)閥和測量一次熱水流量的測量變送器；為了保持二次回路壓力的穩(wěn)定，在二次回路加裝有變頻補水泵以穩(wěn)定二次供暖回路的壓力。一個供熱公司通常控制幾個甚至多個小區(qū)的供暖，供暖作為城市發(fā)展一個重要的基礎設施是經濟與社會發(fā)展的源泉，加強對供暖的信息化建設不僅可以為供熱公司提高經濟效益還對城市建設發(fā)展具有相當重要的意義。熱電廠將熱水通過城市的高溫供熱管道送至分布在城市中的各個居民小區(qū)換熱站中。通過在實驗室將程序進行調試，使其控制精度、運行可靠性基本符合了系統(tǒng)的控制要求。DTU是數據接收和發(fā)送模塊，在網絡中主要完成下位機與上位機的數據傳輸的任務，同時也是與移動GPRS網絡的工作接口。在組態(tài)界面上主要顯示各小區(qū)換熱站的網管溫度、壓力、流量等參數并對其進行控制，保證其安全可靠的運行。在本設計了主要分為三個部分：上位機通用組態(tài)軟件、GPRS無線傳輸、下位機S7200 PLC。 基于GPRS的PLC多點溫度監(jiān)控系統(tǒng)設計摘 要在我國北方地區(qū)主要采用集中供暖的方式，根據小區(qū)供暖對恒壓恒溫的