【正文】 的微分部分接近于 0，所以不應(yīng)使采樣時(shí)間太小。 因?yàn)楸鞠到y(tǒng)是溫度控制系統(tǒng)，溫度具有延遲特性的慣性環(huán)節(jié)，所以采樣時(shí)間不能太短，一般是 15s～ 20s，本系統(tǒng)采樣 17s 經(jīng)過上述的分析，該溫度控制系統(tǒng)就已經(jīng)基本確定了，在系統(tǒng)投運(yùn)之前還 要進(jìn)行控制器的參數(shù)整定。 理論計(jì)算整定法是在已知被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)選取的質(zhì)量指標(biāo)，經(jīng)過理論的計(jì)算（微分方程、根軌跡、頻率法等），求得最佳的整定參數(shù)。 對(duì)于工程整定法，工程人員無需知道對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，無需具備理論計(jì)算所學(xué)的理論知識(shí)，就可以在控制系統(tǒng)中直接進(jìn)行整定，因而簡(jiǎn)單、實(shí)用，在實(shí)際工程中被廣泛的應(yīng)用常用的工程整定法有經(jīng)驗(yàn)整定法、臨界比例度法、衰減曲線法、自整定法等。整定步驟為 “先比例，再積分，最后微分”。 （ 2）整定 積分環(huán)節(jié) 若在比例控制下穩(wěn)態(tài)誤差不能滿足要求，需加入積分控制。然后減小積分時(shí)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)。先置微分時(shí)間 TD=0，逐漸加大 TD，同時(shí)相應(yīng)地改變比例系數(shù)和積分時(shí)間，反復(fù)試湊至獲得滿意的控制效果和 PID控制參數(shù)。 PLC 程序設(shè)計(jì)的方法 PLC 程序設(shè)計(jì)常用的方法：主要有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、繼電器控制電路轉(zhuǎn)換為梯形圖法、順序控制設(shè)計(jì)法、邏輯設(shè)計(jì)法等。這種方法沒有規(guī)律可遵循，設(shè)計(jì)所用的時(shí)間和設(shè)計(jì)質(zhì)量與設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)有很大的關(guān)系，故稱為經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。 ：根據(jù)功能流程圖，以步為核心，從起始步開始一步一步地設(shè)計(jì)下去，直至完成。 4. 邏輯設(shè)計(jì)法：通過中間量把輸入和輸出聯(lián)系起來。 編程軟件 STEP7Micro/WIN 概述 STEP7Micro/WIN 編程軟件是基于 Windows 的應(yīng)用軟件，由西門子公司專為S7200系列可編程控制器設(shè)計(jì)開發(fā)，它功能強(qiáng)大，主要為用戶開發(fā)控制程序使用，同時(shí)也可以實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。瀏覽條給出了多組按鈕，用于訪問 STEP7Micro/WIN 的不同編程特性。程序編輯器包括程序邏輯和局部變量表，可在其中分配臨時(shí)局部變量的符號(hào)名。 圖 41 STEP7Micro/WIN項(xiàng)目窗口 本項(xiàng)目中我們利用 STEP7Micro/WIN SP5編程軟件，其界面如圖 41所示。 計(jì)算機(jī)與 PLC的通信 在 STEP7Micro/WIN 中雙擊指令樹中的“通信”圖標(biāo)，或執(zhí)行菜單命令的“查看” /“組件” /“通信”，將出現(xiàn)“通信”對(duì)話框 ,見圖 42。雙擊“通信”對(duì)話框中“雙擊刷新”旁邊的藍(lán)色箭頭組成的圖標(biāo)，編程軟件將會(huì)自動(dòng)搜索連接在網(wǎng)絡(luò)上的 S7200，并用圖標(biāo)顯示搜索到的 S7200。 TT2(爐膛水溫傳感器 )將采集到的爐膛水溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，電流信號(hào)在通過 AIW2進(jìn)入 PLC，作為副回路的反饋值，經(jīng)過副控制器（ PID1）的P運(yùn)算產(chǎn)生輸出的信號(hào) ,由 AQW0輸出，輸出的 420mA 電流信 號(hào)控制可控硅的導(dǎo)通角，從而控制電熱絲的電壓，完成對(duì)溫度的控制。 PID 運(yùn)算結(jié)束之后，需要把回路輸出（ 之間的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)數(shù)）轉(zhuǎn)換為可以送給模擬量輸出模塊的整數(shù)。 HighAlarm和 LowAlarm 分別是超過上限和下限的報(bào)警信號(hào)輸出， ModuleErr 是模擬量模塊的故障輸出信號(hào)。 PLC 的內(nèi)存地址分配見 表 41 地址 說明 VD250 鍋爐出口水溫度存放地址 VD260 爐膛水溫存放地址 VD270 主控制器 PID 輸出存放地址 VD300 目標(biāo)設(shè)定溫度存放地址 VD304 主控制器 Kc 存放地址 VD308 主控制器 Ti存放地址 VD312 主控制器 Td存放地址 VD320 副調(diào)節(jié)器 Kc 存放地址 表 41 內(nèi)存地址分配 PID 指令表見表 42： 地址 名稱 說明 VD0 主調(diào)節(jié)器過程變量（ PVn） 必須在 ~ 之間 VD4 主調(diào)節(jié)器給定 值（ SPn） 必須在 ~ 之間 VD8 主調(diào)節(jié)器輸出值（ Mn） 必須在 ~ 之間 VD12 主調(diào)節(jié)器增益（ Kc） 比例常數(shù)，可正可負(fù) VD16 主調(diào)節(jié)器采樣時(shí)間（ Ts） 單位為 s，必須是正數(shù) VD20 主調(diào)節(jié)器積分時(shí)間（ Ti） 單位為 min，必須是正數(shù) VD24 主調(diào)節(jié)器微分時(shí)間（ Td） 單位為 min，必須是正數(shù) VD120 副調(diào)節(jié)器過程變量（ PVn） 必須在 ~ 之間 VD124 副調(diào)節(jié)器給定值（ SPn） 必須在 ~ 之間 VD128 副調(diào)節(jié)器輸出值（ Mn） 必須在 ~ 之間 VD132 副調(diào)節(jié)器增益（ Kc） 比例常數(shù)，可正可負(fù) VD136 副調(diào)節(jié)器采樣時(shí)間（ Ts） 單位為 s，必須是正數(shù) VD140 副調(diào)節(jié)器積分時(shí)間（ Ti） 單位為 min，必須是正數(shù) VD144 副調(diào)節(jié)器微分時(shí)間（ Td） 單位為 min，必須是正數(shù) 表 42 PID指令回路表 控制程序如圖 414— 圖 4所示 ： 主程序： 圖 414 控制程序 1 主調(diào)節(jié)器程序： 圖 415 控制程序 2 圖 416 控制程序 3 圖 417 控制程序 4 副調(diào)節(jié)器程序： 圖 418 控制程序 5 圖 419 控制程序 6 圖 420控制程序 7 第五章 組態(tài)畫面的設(shè)計(jì) 本章詳細(xì)的講解一個(gè)組態(tài)系統(tǒng)的建立和設(shè)計(jì)。然后打開剛建立的工程?；绢愋偷淖兞靠梢苑譃椤皟?nèi)存變量”和 I/O 變量?jī)深?。?I/O 變量是兩者之間互相交換數(shù)據(jù)的橋梁， S7200 和組態(tài)王的數(shù)據(jù)交換是雙向的 創(chuàng)建組態(tài)畫面 新建主畫面 如圖 59所示，高溫報(bào)警用來顯示當(dāng)溫度高于 95176。 圖 59 控制系統(tǒng)主畫面 新建 PID 參數(shù)設(shè)定窗口 圖 510 PID參數(shù)設(shè)定窗口 如圖 510 所示， PID 參數(shù)設(shè)定窗口，用來設(shè)定主控制器和副控制器的 PID 參數(shù)值，可與 PID 參數(shù)的整定。實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線隨時(shí)間變化自 動(dòng)卷動(dòng)，可快速反應(yīng)變量的新變化 。 如圖 514所示。 如圖 514 所示 : 圖 514 歷史報(bào)警窗口 實(shí)時(shí)報(bào)警畫面是要彈出來的，所以必須在新建畫面的時(shí)候，把大小調(diào)好，并選擇是 “ 覆蓋式 ” 。\\本站點(diǎn) \$新報(bào)警 =0。如圖 515所示。 啟動(dòng)組態(tài)王 打開組態(tài)王的項(xiàng)目工程管理器，點(diǎn)擊窗口欄中“ WIEW”或者在畫面中點(diǎn)擊右鍵，選擇“切換到 VIEW”，啟動(dòng)組態(tài)王，進(jìn)入主畫面。如果連接不成功，會(huì)出現(xiàn)通信失敗的提示語言，那就要查明原因，否則不能監(jiān)控。 組態(tài)監(jiān)控啟動(dòng)之后，會(huì)自動(dòng)顯示組態(tài)畫面，如圖 61 所示： 圖 61 監(jiān)控主畫面 實(shí)時(shí)曲線觀察 點(diǎn)擊組態(tài)畫面的實(shí)時(shí)曲線按鈕，可以觀察，在自 PID 參數(shù)的作用下，控制效果的情況。點(diǎn)擊主控控制畫面的參數(shù)設(shè)定窗口，可以顯示 PID參數(shù)設(shè)定界面。如圖 67所示： 圖 67 報(bào)表查詢 記錄的數(shù)據(jù)如圖 68所示： 圖 68 數(shù)據(jù)記錄 系統(tǒng)穩(wěn)定性測(cè)試 為了測(cè)試系統(tǒng)的的穩(wěn)定性，我們把溫度設(shè)定為 80176。 當(dāng)實(shí)際溫度超過 85176。 結(jié)束語 本文成功的運(yùn)用了西門子 S7200PLC和組態(tài)王設(shè)計(jì)了一個(gè)人機(jī)監(jiān)控的溫度控制系統(tǒng)。 組態(tài)王操作方便，有利于我們比較直觀的觀看控制曲線和溫度的變化。 當(dāng)然，本控制系統(tǒng)還有很多不足的地方