【正文】 工程下載通過PC/PPI通信電纜連接觸摸PPI/RS422/RS485接口與PC機串口。點擊下載按鈕下載工程。 S7200CN 程序控制西門子的SIMATIC S7系列是市場上流行的具有代表性的可編程序控制器，它包括S7200、S7300、S74000三大類，其中S7200是小型可編程序控制器，可以應用于各種小型自動化系統(tǒng)，具有緊湊的設計，良好的擴展性，安全可靠的通讀，界面友好的編程軟件，高速的處理能車，強大的指令集。輸入電路的電源可由外部供給，有的也可由PLC內(nèi)部提供。CPU通過數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線與存儲單元、輸入輸出接口電路相連接。用戶程序和數(shù)據(jù)事先存入存儲器中，當PLC處于運行方式時，CPU按循環(huán)掃描方式執(zhí)行用戶程序。 系統(tǒng)存儲器用來存放由PLC生產(chǎn)廠家編寫的系統(tǒng)程序，系統(tǒng)程序固化在ROM內(nèi)，用戶不能直接更改，它使PLC具有基本的功能，能夠完成PLC設計者規(guī)定的各項工作。用戶程序存儲器用來存放用戶針對具體控制任務用規(guī)定的PLC編程語言編寫的各種用戶程序， 可編程序控制器的輸入信號類型可以是開關量、模擬量和數(shù)字量。 4. 輸出單元可編程序控制器的輸出信號類型可以是開關量、模擬量和數(shù)字量。 現(xiàn)代PLC一個顯著的特點就是具有通訊功能，目前主流的PLC一般都具有RS485（或RS232）通訊接口，以便連接編程設備、監(jiān)視器、打印機等外圍設備，或連接諸如變頻器、溫控儀等簡單控制設備進行簡單的主從式通訊，實現(xiàn)“人一機”或“機—機’’之間的對話。CPU22X每個擴展模塊的組態(tài)地址編號取決于各模塊的類型和該模塊在I/O鏈中所處的位置。常用的PLC包含4種接口，分別是開關量輸入口DI、開關量輸出口DO、模擬量輸入口AI、模擬量輸出口AO。在PLC應用系統(tǒng)設計中，當需要大量的輸入輸出端口時，通常采用的方法是數(shù)據(jù)線插入擴展槽將每個模塊都設計出一定數(shù)量的開關量I/O和模擬量I/O口，這樣做的好處是可以把每個模塊都設計成一樣的結構，當在和具體的PLC系統(tǒng)聯(lián)機調(diào)試的時候，那么只需要根據(jù)實際PLC的I/O口數(shù)量選擇相應接口模塊的數(shù)量，該文將設計一個具有24個DI、16個DO、4個AI、4個AO的PLC自檢測及測試系統(tǒng)。其中PWM可以作為D/A使用，則每個模塊都可以設計若干開關量I/O口和模擬量I/O口，而無需外部擴展A/D和D/A轉(zhuǎn)換芯片，將大大簡化硬件設計工作。每一次掃描所用的時間稱為掃描周期或工作周期。PLC就是這樣周而復始地重復上述循環(huán)掃描的。PLC上電后對系統(tǒng)進行一次初始化，包括硬件初始化和軟件初始化，停電保持范圍設定及其他初始化處理等。如CPU、電池電壓、程序存儲器、I／O和通訊等是否異?；虺鲥e，如檢查出異常時，CPU面板上的LED及異常繼電器會接通，在特殊寄存器中會存入出錯代碼。 PLC自診斷處理完成以后進入通訊服務過程。 4. 程序掃描PLC在上電處理、自診斷和通訊服務完成以后，如果工作選擇開關在RUN位置，則進人程序掃描工作階段。 可以看出掃描周期直接影響控制信號的實時性和正確性，為了確?？刂颇苷_實時地進行，在每個掃描周期中，通訊任務的作業(yè)時間必須被控制在一定范圍內(nèi)。通常用PLC執(zhí)行l(wèi) KB指令所需時間來說明其掃描速度，一般為零點幾ms到上百ms。而對于一些需要高速處理的信號，則需要特殊的軟、硬件措施來處理。分析上述掃描過程，如果對遠程I/O、特殊模塊和其他通訊服務暫不考慮，這樣掃描過程就只剩下“輸入采樣”、“程序執(zhí)行”和“輸出刷新”三個階段了。同時也可以使用STEP 7Micro/WIN16 ，但是它只支持對S721x同樣具有的功能進行編程。如果使用PG/PC的串口編程，則需要使用PC/PPI電纜。在這種情況下。 有兩種不同型號的 PC/PPI 電纜： （1）帶有RS232口的隔離型 PC/PPI 電纜，用5個DIP開關設置波特率和其它配置項 （見下圖）。 圖13 帶有RS232口的DIP開關當數(shù)據(jù)從RS232傳送到RS485口時，PC/PPI 電纜是發(fā)送模式。當檢測到RS232的發(fā)送線有字符時，電纜立即從接收模式轉(zhuǎn)換到發(fā)送模式。這個時間與電纜上的DIP開關設定的波特率選擇有關。所以要想實現(xiàn)某個功能就可以調(diào)用功能模塊，我們只需要給幾個參數(shù)，然后就直接取輸出就可以了，很方便快捷，這樣下來我們的程序就是由一個一個的功能塊完成了，直觀。工業(yè)控制過程中在用到類似電子線路中使用的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的邏輯功能時，往往會大費周折。我們知道雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有記憶特性，它有兩個穩(wěn)定的工作狀態(tài)0和1，在外加信號觸發(fā)下電路可從一種穩(wěn)定的工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種穩(wěn)定的工作狀態(tài)。4. 傳送指令及應用表14 傳送指令指令說明MOV_B移動字節(jié)MOV_W移動字MOV_DB移動雙字MOV_R移動浮點數(shù)BLKMOV_B成塊移動字節(jié)BLKMOV_W成塊移動字BLKMOV_DB成塊移動雙字可以實現(xiàn)字節(jié)、字、雙字及常數(shù)的傳送；傳送的結果直接放在邏輯運算結果中；傳送結果為“真”時比較判斷輸出位為“1”；傳送結果為“假”時比較判斷輸出位為“0”?？蓪φ麛?shù)、長整數(shù)和實數(shù)進行加、減、乘、除算術運算。“使能”輸出端ENO：“使能”端的狀態(tài)為“1”，且功能指令被正確執(zhí)行后，該輸出端為“1”； ENO端可以作為其他功能指令的“使能” 端或用于驅(qū)動線圈；數(shù)據(jù)輸入端IN：用于指定功能指令的操作數(shù)，操作數(shù)為多個時，分別以IN1，IN2表示；結果輸出端OUT：用于指定功能指令的執(zhí)行結果存儲位置。 PID控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設計的核心內(nèi)容。PID控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來有兩大類：一是理論計算整定法。這種方法所得到的計算數(shù)據(jù)未必可以直接用，還必須通過工程實際進行調(diào)整和修改。PID控制器參數(shù)的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應曲線法和衰減法。但無論采用哪一種方法所得到的控制器參數(shù)，都需要在實際運行中進行最后調(diào)整與完善。PID控制器參數(shù)的整定步驟如下：(1) 首先預選擇一個足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作；(2) 僅加入比例控制環(huán)節(jié)，直到系統(tǒng)對輸入的階躍響應出現(xiàn)臨界振蕩，記下這時的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期；(3) 在一定的控制度下通過公式計算得到PID控制器的參數(shù)。PID參數(shù)的設定：溫度T：P=20~60%，T=180~600s，D=3180s；P=30~70%，T=24~180s；P=20~80%，T=60~300s；P=40~100%，T=6~60s。書上的常用口訣：先是比例后積分，最后再把微分加；曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳；曲線波動周期長，積分時間再加長；動差大來波動慢。理想曲線兩個波，前高后低4比1；P是解決幅值震蕩，P大了會出現(xiàn)幅值震蕩的幅度大，但震蕩頻率小，系統(tǒng)達到穩(wěn)定時間長；I是解決動作響應的速度快慢的，I大了響應速度慢，反之則快；D是消除靜態(tài)誤差的，一般D設置都比較小，而且對系統(tǒng)影響比較小。對于壓力控制系統(tǒng)P在3060%之間；I在3090s之間；D在30以下。這里介紹一種經(jīng)驗法。若認為控制質(zhì)量不滿意，則根據(jù)各整定參數(shù)對控制過程的影響改變調(diào)節(jié)器參數(shù)。當采用PID調(diào)節(jié)器時，有多個整定參數(shù)，反復試湊的次數(shù)增多，不易得到最佳整定參數(shù)。下面以PID調(diào)節(jié)器為例，具體說明經(jīng)驗法的整定步驟：否則，將原比例系數(shù)S1增大一些，再調(diào)整積分系數(shù)S0，力求改善控制過程。和前述步驟相同，微分時間的整定也需反復調(diào)整，直到控制過程滿意為止。PID參數(shù)是根據(jù)控制對象的慣量來確定的。小慣量如：一個小電機帶一臺水泵進行壓力閉環(huán)控制，一般只用PI控制。7要正確設置PID向?qū)е械膮?shù)，就必須了解這個PID子程序的原理。一般情況下這樣設置：把給定值看成工程量，例如需要控制的范圍（實際工程量的波動范圍）是410公斤的壓力，那么給定值下限就設置為4，給定值上限就設置為10；直接把傳感器的輸出作為反饋值，而事實上4公斤的時候傳感器的輸出值是8000，10公斤的時候傳感器的輸出值是32000，那么反饋值下限就設置為8000，反饋值上限就設置為32000。 當然，設定的方法還有很多，請自己變通——給定值和反饋值都換算成工程量或都換算成數(shù)字量等，都可以，只要保證上面那個等式符合實際工藝，達到預期控制效果就可以了?！　τ跍囟认到y(tǒng)：P（%）2060，I（分）310，D（分）　　對于流量系統(tǒng)：P（%）40100，I（分）　　對于壓力系統(tǒng)：P（%）3070，I（分）　　對于液位系統(tǒng)：P（%）2080，I（分）15　　參數(shù)整定找最佳，從小到大順序查　　先是比例后積分，最后再把微分加　　曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大　　曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳　　曲線偏離回復慢，積分時間往下降　　曲線波動周期長，積分時間再加長　　曲線振蕩頻率快，先把微分降下來　　動差大來波動慢。 確定比例增益P時，首先去掉PID的積分項和微分項，一般是令Ti=0、Td=0（具體見PID的參數(shù)設定說明），使PID為純比例調(diào)節(jié)。比例增益P調(diào)試完成。 記錄此時的Ti，設定PID的積分時間常數(shù)Ti為當前值的150%~180%。積分時間常數(shù)Td一般不用設定，為0即可。P和Ti的方法相同，取不振蕩時的30%。 、帶載聯(lián)調(diào)，再對PID參數(shù)進行微調(diào)，直至滿足要求。按“停止啟動”鍵，使它指向“啟動”即可使系統(tǒng)開始工作；再次按下，使它指向“停止”則可使系統(tǒng)停止工作。若按下“時間設置”鍵，則可進入“時間設置畫面”。右邊的棒圖和數(shù)字顯示的是當前實際溫度。其中設定溫度和報警溫度可以進行設置，設置時系統(tǒng)會提示輸入用戶名（ADMIN）和密碼（815），輸入完成后，要點擊“確定”鍵才會生效。點擊“返回”將返回到主畫面。 時間設置畫面輸入完成后，要點擊“確定”鍵才會生效。 電路圖結論通過這一段的實習、畢業(yè)設計的學習使我在總結四年專業(yè)知識的同時更加鞏固了這些知識。使許多設計思想上從感性認識階段上升到了理性認識階段，培養(yǎng)了專業(yè)業(yè)務能力，鍛煉了實踐工作水平，為畢業(yè)之后的工作打下了一個良好的基礎。通過這次畢業(yè)設計我重新復習了大學期間所學的專業(yè)知識，大大的開拓了知識視野，懂得了怎樣把知識與實踐相結合。同時，我也查閱了大量的專業(yè)書籍，在查閱與學習的過程中使我的專業(yè)知識面得到了拓寬，對自動化領域的前沿知識也有了一定的了解， STEP 7 MicroWIN SP9進行編程，而且能夠讀懂一般的電氣施工圖，培養(yǎng)了對施工現(xiàn)場的運用能力。致謝篇幅所限，不便把各位恩師一一列舉出來，表達我的感激之情，在論文即將付梓之際，思緒萬千，心情久久不能平靜。我不是您最出色的學生，而您卻是我最尊敬的老師。授人以魚不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹立了宏偉的學術目標，領會了基本的思考方式，從論文題目的選定到論文寫作的指導,經(jīng)由您悉心的點撥,再經(jīng)思考后的領悟,常常讓我有“山重水復疑無路,柳暗花明又一村”的啟示感，我相信這才是種學習。【7】易傳祿：《可編程序控制器應用指南》上?？破粘霭嫔鐧C械工業(yè)出版社【10】《可編程序控制器原理及應用》鐘肇新、彭侃編【11】《現(xiàn)代電氣及可編程技術》王永華主編【12】《電氣與可編程序控制器技術》湯以范主編機械工業(yè)出版社2004機械工業(yè)出版社2003S7200可編程序控制器CPU22X系統(tǒng)手冊》 西門子（中國）有限公司44