【正文】 調(diào)節(jié)器作用方式的確定： 首先確定調(diào)節(jié)閥，出于生產(chǎn)工藝安全考慮，可控硅輸出電壓應(yīng)選用氣開式，這樣保證當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障使調(diào)節(jié)閥損壞而處于 全關(guān)狀態(tài)，防止燃料進(jìn)入加熱爐，確保設(shè)備安全，調(diào)節(jié)閥的 Kv 0 。在本控制系統(tǒng)中，我們將鍋爐出口水溫度作為主參數(shù)，爐膛溫度為副參數(shù)。主調(diào)節(jié)器起定值控制作用，副調(diào)節(jié)器起隨動控制作用，這是選擇規(guī)律 的基本出發(fā)點。Ｔ d 偏小時，超調(diào)量也較大，調(diào)節(jié)時間也較長。 （ 2） 積分控制Ｔ i 對系統(tǒng)性能的影響： 積分作用使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，Ｔ i ?。ǚe分作用強(qiáng)）會使系統(tǒng)不穩(wěn)定，但能消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高系統(tǒng)的控制精度。Ｋ c 可以選負(fù)數(shù)，這主要是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器以控制對象的特性決定的。Ｋ c 太大時，系統(tǒng)會趨于不穩(wěn)定。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為： ]dtd e ( t )Tde ( t ) d tTi1K c [ e ( t )u ( t ) t0? ??? （ 1）比例系數(shù) KC 對系統(tǒng)性能的影響： 比例系數(shù)加大，使系統(tǒng)的動作靈敏，速度加快，穩(wěn)態(tài)誤差減小。具體流程在第四章程序編寫的時候具體論述。 17 3參數(shù)整定與系統(tǒng)分析 在本控制系統(tǒng)中， TT1(出口溫度傳感器 )將檢測到的出口水溫度信號轉(zhuǎn)化為電流信號送入 EM235 模塊的 A 路， TT2(爐膛溫度傳感器 )將檢測到的出口水溫度信號轉(zhuǎn)化為電流信號送入 EM235 模塊的 B 路。本實驗要求鍋爐內(nèi)膽的水溫穩(wěn)定至給定量，將鉑電阻 TT1 檢測到的鍋爐內(nèi)膽溫度信號作為反饋信號，在與給定量比較后的差值通過調(diào)節(jié)器控制三相調(diào)壓模塊的輸出電壓（即三相電加熱管的端電壓），以達(dá)到控制鍋爐內(nèi)膽水溫的目的。 在實驗中可點擊窗口中的 “趨勢 ”下拉菜單中 的 “綜合趨勢 ”，可查看相應(yīng)的實驗曲線。 9）采用 PI 控制規(guī)律，重復(fù)上述實驗，觀察在不同的 PID 參數(shù)值下，系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線。 圖 8 內(nèi)膽水溫的響應(yīng)過程曲線 7）適量改變控制器的 PID 參數(shù)，重復(fù)步驟 6，觀察計算機(jī)記錄不同參數(shù)時系統(tǒng)的響應(yīng)曲線。 6）待鍋爐內(nèi)膽水溫穩(wěn)定于給定值時，將調(diào)節(jié)器切換到 “自動 ”狀態(tài)，待水溫穩(wěn)定后，突增（或突減）設(shè)定值的大小，使其有一個正（或負(fù)）階躍增量的變化（即階躍干擾， 此增量不宜過大，一般為設(shè)定值的 5％～ 15%為16 宜），鍋爐內(nèi)膽的水溫便離開原平衡狀態(tài)，經(jīng)過一段調(diào)節(jié)時間后，水溫穩(wěn)定至新的設(shè)定值。 4）合上三相電源空氣開關(guān)，三相電加熱管通電加熱，適當(dāng)增加 /減少輸出量，使鍋爐內(nèi)膽的水溫穩(wěn)定于設(shè)定值。 2）在實驗主界面中選擇本實驗項即 “鍋爐內(nèi)膽水溫 PID 控制實驗 ”，系統(tǒng)進(jìn)入正常的測試狀態(tài)，呈現(xiàn)的實驗界面如圖 所示。 本系統(tǒng)主要涉及兩路信號，一路是現(xiàn)場測量信號鍋爐內(nèi)膽溫度，另外一路是控制移項調(diào)壓模塊輸出的控制信號。在流程圖的溫度測量值上點擊左鍵，彈出 PID 窗口，進(jìn)行相應(yīng)參數(shù)的 設(shè)置； 由于熱電偶溫度升得快降得慢所以靜態(tài)控制跟動態(tài)控制的效果是不一樣的，動態(tài)控制比靜態(tài)控制的升溫過程稍慢，降溫過程稍快。將控制屏上的直流 24V 電源（ +、－）端對應(yīng)接到FM 模塊電源輸入（ +、－）端。 7．保存文件 將剛才繪制的鍋爐內(nèi)膽水溫定值控制系統(tǒng)流程圖保存，圖形文件名為 GLND，圖形組態(tài)完畢。 6．設(shè)置在線修改交互特性 單擊電動 閥調(diào)節(jié)開度的文字特性 XXX . X％，右擊鼠標(biāo)選擇動態(tài)特性。 5．設(shè)置 Tip 顯示交互特性 單擊鍋爐內(nèi)膽溫度的文字特性 XXX . X℃ ，右擊鼠標(biāo)選擇交互特性。 4．設(shè)置推出窗口交互特性 單擊鍋爐內(nèi)膽溫度的文字特性 XXX . X℃ ，右擊鼠標(biāo)選擇交互特性。 3．設(shè)置增減交互特性 1）單擊電動調(diào)節(jié)閥控制的增減值特性 “+”，右擊鼠標(biāo)選擇交互特性，設(shè)置增減值特性：在 “增減值 ”標(biāo)簽中選擇 “有增減值特性 ”，點名為 AO0，項名為 AV，域號為 0，增量為 ，其他默認(rèn)選擇。 2）單擊電動閥調(diào)節(jié)開度的文字特性 XXX . X％，右擊鼠標(biāo)選擇動態(tài)特性。 圖 鍋爐內(nèi)膽水溫定值控制 2． 設(shè)置文字動態(tài)特性 1）單擊鍋爐內(nèi)膽溫度的文字特性 XXX . X℃ ，右擊鼠標(biāo)選擇動態(tài)特性。通訊成功。點擊運(yùn)行鍵進(jìn)入監(jiān)控畫面。無錯誤。 圖 CP5611 （ 3）點擊 Diagnostics 對 MPI、硬件組態(tài)診斷如下圖所示。 （ 2）進(jìn)入 STEP 7 軟件界面，點擊 options 中的 Set PG/PC Interface，選擇CP5611(MPI)active，然后選擇 Diagnostics 進(jìn)行測試，出現(xiàn) OK，在進(jìn)行下載。歷史曲線也是這樣的效果。 歷史曲線的屬性同樣如此設(shè)置。然后再添加曲線，命名為 “變頻器支路流量測量值 ”，在線變量選擇為 pv2，顏色為藍(lán)色；然后再添加曲線，命名為 “變頻器支路流量給定值 ”，在線變量選擇為 sp1，顏色為紅色。在 WINCC 在線趨勢控件的屬性中進(jìn)行編輯，在數(shù)據(jù)源中選擇在線變量，選擇公共 X 軸和公共 Y 軸以及可調(diào)整大小。 如圖所示： 圖 實時曲線 C動作腳本程序設(shè)置 歷史曲線按鈕設(shè)置相同，只需要將 “ssqx”改為 “l(fā)sqx”。 這條語句的意思是當(dāng)點擊鼠標(biāo)左鍵時， “ssqx”置為 0。點擊確定。在編輯動作中中插入下列腳本程序： SetTagBit(ssqx,1)。由于檢測量為電動閥支路流量 PIW272，變頻器支路流量 PIW274，為外圍設(shè)備，故此本設(shè)計的兩個 PID， PVPER_ON 應(yīng)為 1 狀態(tài)。由于本設(shè)計要求，電動閥的 PID “Main_on”保持默認(rèn)值 1。 單擊 “開啟 ”后，由于管道的動畫效果設(shè)置，管道會閃爍。 //ReturnType: BOOL SetTagBit(pvper_on_1,1)。添加腳本程序如下： SetTagBit(kaiqi,1)。 用同樣的方法設(shè)定 Kp、 Ti、 Td 的輸入輸出域，在輸出值中選擇變量 p、 i、d，它們的地址分別為 、 、 。同樣方法設(shè)置變頻器支路測量值 pv2,變量地址 。 3輸入輸出域的設(shè)置 對副測量值進(jìn)行設(shè)定，在對象選項板中選擇智能對象，然后新建一個輸入輸出域，在輸出值中選擇動態(tài)對話框，在表達(dá)式 /公式中選擇變量 pv1，數(shù)據(jù)類型選擇為直接。腳本程序如下： SetTagBit(i_select,0)。添加腳本程序如下： SetTagBit(i_select,1)。 這一步作用是，當(dāng) MAN_ON_1 置為 1 時，水管不閃爍，當(dāng) man_on 置為 0時，水管開始閃爍，表明 PID 運(yùn)行時水管有水通過。Black color 和 Back color 選擇淺藍(lán)色。系統(tǒng) WinCC 監(jiān)控界面如 下一章 所示 1設(shè)置管道動態(tài)效果 選擇所有的水管，在屬性中選擇控件屬性，在 BlinkMode中靜態(tài)選擇 No Flash，右擊動態(tài)中的動態(tài)對話框，在表達(dá)式 /公式中選擇變量 “man_on”，在數(shù)據(jù)類型中選擇布爾型。如表 表 內(nèi)部變量 名稱 說明 參數(shù)類型 lsqx 歷史曲線 二進(jìn)制變量 ssqx 實時曲線 二進(jìn)制變量 kaiqi 開啟按鈕 二進(jìn)制變量 創(chuàng)建過程畫面 在圖形編輯器中組態(tài)畫面如圖所示。ssqx是用來控制實時曲線顯示和隱藏的， llqx是用來控制歷史曲線顯示和隱藏的，7 kaiqi是開始按鈕控制的水管閃爍的。如下圖所示： 圖 WINCC 連接參數(shù)設(shè)置 建立外部變量 5 以變量 d 為例 右擊新建變量命名為 “d”，然后選擇類型為浮點數(shù) 32 位變量，數(shù)據(jù)選擇為DB， DB 號為 42,因為在 STEP 7 中我們建立的 PID 設(shè)為 DB42，最后地址設(shè)置為DB28，點擊確定完成地址屬性設(shè)置。 WinCC 的變量按照功能可分為外部變量、內(nèi)部變量、系統(tǒng)變量和腳本變量四種類型。 變量管理器管理 WinCC 工程中使用的變量和通訊驅(qū)動程序。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 的變量管理是變量管理器。 Wincc監(jiān)控組態(tài)與程序設(shè)計 變量設(shè)置 變量系統(tǒng)是組態(tài)軟件的重要組成部分。如果你想使設(shè)備和機(jī)器最優(yōu)化運(yùn)行， 如果你想最大程度地提高工廠的可用性和生產(chǎn)效率， WinCC 當(dāng)是上乘之選。一方面，是其高水平的創(chuàng)新，它使用戶在早期就認(rèn)識到即將到來的發(fā)展趨勢并予以實現(xiàn)；另一方面，是其基于標(biāo)準(zhǔn)的長期產(chǎn)品策略，可確保用戶的投資利益。其主要任務(wù)是處理變量管理器，其通訊通道用于訪問過程數(shù)據(jù)。 系統(tǒng)控制器：管理各站之間的系統(tǒng)通訊。 WinCC由三大部分組成： 控制中心：控制中心使用戶通過 WinCC應(yīng)用進(jìn)行瀏覽，并且對其數(shù)據(jù)進(jìn)行一些操作。 WinCC 的另一個特點在于它的整體開放性，它可以方便的與各種軟件和用戶程序組合在一起，建立友好的人機(jī)界面，滿足實際需要。用戶在其友好的界面下進(jìn)行組態(tài)、編程和數(shù)據(jù)管理，可形成所需的操作畫面、監(jiān)視畫面、控制畫面、報警畫面、趨勢曲線等。 WinCC 繼承了西門子公司的全集成自動化（ TIA）產(chǎn)品的技術(shù)先進(jìn)性和無縫集成的特點。 WinCC 是 Siemens公司的一種功能強(qiáng)大的工業(yè)控制軟件，是 “真正開放的 ”HMISCADA 軟件。本項目的任務(wù)就是設(shè)計一套方案，使鍋爐內(nèi)膽的水溫保持在設(shè)定值。當(dāng)給鍋2 爐加熱時，應(yīng)使輸出端電壓為 60V 左右，而一 旦超過設(shè)定值，可控硅的輸出電壓為最小。圖 2 為鍋爐內(nèi)膽動態(tài)水溫控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。改變?yōu)檠h(huán)水系統(tǒng)后，有利于熱交換，加快了散熱能力，相比于靜態(tài)溫度控制實驗，在控制的動態(tài)精度、快速性方面有了很大地提高。待系統(tǒng)運(yùn)行后，變頻器－磁力泵再以固定的小流量