过程控制系统的设计.pdf

过程控制系统 1※※温度闭环PID控制※※ 3.1.1 控制目的： 3.1.2 控制内容： 3.1.3 系统构成： 主要介绍一个恒温盒的温度控制，在恒温盒内装有一个电加热元件和一温度传感器，电加热元件的工作状态只有OFF和ON，即不能自行调节现要控制恒温箱的温度恒度，且能在50~150℃范围内可调 1、了解温度的采样方法及其换算公式 2、观察恒温控制系统的PID系统特性 1）、将恒温盒的温度控制在100℃； 2）、精度为 ±0.1℃； 3）、PLC作为控制器 4）、文本显示器TD400C作为人机界面通过人机界面，可设定温度参数 1）、1套STEP7 –Micro/WIN V 4.0 2）、1台CPU224CN PLC 3）、1台EM235 4）、1台温度变送器 5）、1根编程电缆(或者CP5611卡) 6）、1根加热管 温度输出 可编程逻辑控制器 加热单元 人机界面 温度变送器 温度设定 固态继电器 温控系统中， 固态继电器、 温控单元、温 度变送器 温控系统中的 人机界面、PLC、 启/停动按钮 0℃ 50℃ 100℃ 150℃ 200℃ 250℃ 测量范围 控制范围100.0℃ 99.9℃ 100.1℃ 控制精度±0.1℃ 过程控制系统 23.1.4 开机流程 1、开机前准备工作 1)、将S7-200系统平台左上角的空气开关向下拨动，处于断开状态 2)、将空气开关右侧的急停按钮按下 3)、将CPU224XP开关向下拨动，处于断开状态。

4)、检查S7-200系统平台的接线是否正确，使用万用表测量220V电源、24V电源是否有短路情况 5)、将TD400C的连接线与PLC连接 6)、将编程电缆线与PLC连接 7)、将S7-200系统平台的电源接入外部AC220V电源 8)、检查IPC—810B工控计算机的硬件接线是否正确，然后接入AC 220V外部电源 2、开机步骤： 1)、找到工控计算机，使用钥匙顺时针旋转打开工控计算机 2)、按下电源按钮和显示器开机按钮，计算机会自动开机 3)、闭合S7-200系统平台的空气开关 过程控制系统 34)、顺时针旋起急停按钮 5)、将CPU224XP开关处于闭合状态 6)、在工控计算机的桌面上找到 双击打开STEP7 MICROWIN软件 7)、在打开的界面中点击“通讯”，在弹出的对话框中选择“设置PG/PC接口”然后访问路径选择“PC Adapter(MPI)”，然后点击确认 过程控制系统 48)、双击刷新, 等待连接，连接上后选择“CPU224XP”，点击确认，完成工控计算机与PLC的通讯连接 过程控制系统 53.1.5 用指令向导编写PID控制程序 1)、打开指令向导，选定PID。

选中菜单栏的“工具”，单击其子菜单项“指令向导”，弹出如下图所示的界面，选定“PID”选项，单击“下一步”按钮 选择PDI 2)、指定回路号码指定回路号码如下图所示，本例选定回路号码为0，单击“下一步”按钮 指定回路号码 3)、设置回路参数设置回路参数如下图所示，本例将比例参数设定为1，采样时间为1.0秒，积分时间设定10分钟，微分时间设定为0，实际就是不使用微分项“D”，使用PI调节器，最后单击“下一步”按钮 过程控制系统 6设置回路参数 4)、设置回路输入和输出选项设置回路输入和输出选项如下图所示，标定项中选择“单极性”，过程变量中的参数不变，输出类型中选择“数字量”，单击“下一步”按钮 设置回路输入和输出选项 过程控制系统 75)、设置回路报警选项设置回路报警选项如图所示，本例没有设置报警，单击“下一步”按钮 设置回路报警选项 6)、为计算指定存储区为计算指定存储区如图所示， PID指令使用V存储区中的一个36个字节的参数表，存储用于控制回路操作的参数PID计算还要求一个“暂存区”，用于存储临时结果先单击“建议地址”按钮，再单击“下一步”按钮，地址自动分配，当然地址也可以由读者分配。

为计算指定存储区 7)、指定子程序和中断程序指定子程序和中断程序如图所示，本例使用默认子程序名，只要单击“下一步”按钮即可如果项目包含一个激活PID配置，已经建立的中断程序名被设为只读因为项目中的所有配置共享一个公用中断程序，项目中增加的任何新配置不得改变公用中断程序的名称 过程控制系统 8指定子程序和中断程序 8)、生成PID代码生成PID代码如图所示，单击“完成按钮， S7-200 PLC指令向导将为指定的配置生成程序代码和数据块代码由向导建立的子程序和中断程序成为项目的一部分要在程序中使能该配置，每次扫描周期时，使用SMO.O从主程序块调用该子程序 生成PID代码 过程控制系统 99)、编写程序，如下图所示 ORGANIZATION_BLOCK 主程序:OB1 TITLE=程序注释 BEGIN Network 1 // 网络标题 // 自动模式启动 LD I0.3 S M0.1, 1 S M0.0, 1 R M0.2, 2 Network 2 // 清零 LD SM0.1 O I0.2 LPS MOVR 0.0, VD140 AENO R M0.0, 3 LPP R Q0.1, 1 Network 3 // 自动开度处理 LD M0.0 MOVR VD204, VD208 AENO -R VD132, VD208 AENO LPS AR VD208, 0.0 AR= VD208, 10.0 MOVR 100.0, VD140 AENO S Q0.1, 1 Network 4 // 手动开度处理 LD M0.1 AN M0.0 LPS AR>= VD136, 50.0 MOVR 100.0, VD140 AENO S Q0.1, 1 LRD AR> VD136, 0.0 AR 0 And Text4.Text J Then i = 1 Text3.Text = y Text5.Text = Format((Text1.Text - 0.96) / 0.011, "###0.00") If Text2.Text = "运行" Then If Text3.Text > set_WD Then Call out_port(768, 0) Call out_port(770, 0) End If If Text3.Text < set_WD Then Call out_port(768, 1) Call out_port(770, 0) End If End If End Sub 过程控制系统 20 3.2.6 温度监控画面： 组态画面： 运行监控时按开始按钮后的效果： 。