PLC溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)【圖紙丟失、只有論文】

買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 摘  要  傳統(tǒng)的加熱爐電氣控制系統(tǒng)普遍采用繼電器控制技術(shù) ,由于采用固定接線的硬件實(shí)現(xiàn)邏輯控制 ,使控制系統(tǒng)的體積增大 ,耗電多 ,效率不高且易出故障 ,不能保證正常的工業(yè)生產(chǎn)。  隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展 ,傳統(tǒng)繼電器控制技術(shù)必然被基于計(jì)算機(jī)技術(shù)而產(chǎn)生的 制技術(shù)所取代。  而 身優(yōu)異的性能使基于種溫度控制系統(tǒng)對(duì)改造傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)有相當(dāng)?shù)囊饬x。  在以 熱爐為基礎(chǔ)的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)中， 經(jīng) 算后得到的信號(hào)控制輸出電壓的大小，從而調(diào)節(jié)加熱器加熱，實(shí)現(xiàn)溫度自動(dòng)控制的目的。文章介紹了基于  關(guān)鍵詞： 溫度控制   節(jié)器   溫度傳感器  買文檔就 送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 目錄  1 溫度控制對(duì)象 1 能特點(diǎn)與技術(shù)參數(shù)   1 制手段   1 2 方案設(shè)計(jì)   1 場(chǎng)總線概述 1 7 4 3  7 6 7 7 度控制算法 9 4  制程序的設(shè)計(jì)   14 制程序的組成   14 度采集程序設(shè)計(jì)   14 字濾波程序設(shè)計(jì)   15 17 5 態(tài)   18 量組態(tài)   18 面組態(tài)   18 量連接   19 6 程序調(diào)試   21 21 21 7 數(shù)的整定   22 定方法   22 定結(jié)果及分析   23 8 技術(shù)小結(jié)   24 參考文獻(xiàn)   25 附錄   26 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 溫度控制對(duì)象  溫度控制對(duì)象，在工業(yè)控制過(guò)程中，是相當(dāng)重要的控制對(duì)象，因?yàn)闇囟戎苯拥挠绊懙搅巳紵?、化學(xué)反應(yīng)、發(fā)酵、烘烤、蒸餾、濃度， 結(jié)晶以及空氣流動(dòng)等物理的和化學(xué)的變化過(guò)程。溫度控制的不好很有可能引起嚴(yán)重的安全事故，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量等一系列的問(wèn)題。 溫度控制是許多設(shè)備的重要的構(gòu)成部分，它的功能是將溫度控制在所需要的溫度范圍內(nèi)，以利于進(jìn)行工件的加工與處理。不論是在生活中還是在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，溫度的變化對(duì)生活、生產(chǎn)的某些細(xì)節(jié)環(huán)節(jié)都會(huì)造成不同程度的影響，所以適時(shí)地對(duì)溫度進(jìn)行控制具有重要的意義。  能特點(diǎn)與技術(shù)參數(shù)  實(shí)踐證明溫度對(duì)象的特點(diǎn)是 :時(shí)間常數(shù)大，滯后現(xiàn)象嚴(yán)重，反應(yīng)在控制系統(tǒng)上，就是被控溫度的變化滯后于調(diào)節(jié)器的輸出。我們知道熱量的傳遞 是需要一定時(shí)間的，溫度上升的快慢與其熱容量的大小有關(guān)，通常溫度的上升與下降和時(shí)間的關(guān)系是一個(gè)指數(shù)曲線關(guān)系。而產(chǎn)生滯后則與熱量的傳遞過(guò)程有關(guān)，再者測(cè)溫元件也有一定的慣性，這些都會(huì)產(chǎn)生滯后現(xiàn)象。  本次設(shè)計(jì)選用的是 2 型溫度控制器，該溫度控制器同樣的具有滯后大和慣性大的特點(diǎn)。該加熱器用的是 0V 的電壓加熱，  制手段  通過(guò)以上的分析，系統(tǒng)的總的滯后時(shí)間比較大，升溫的滯后時(shí)間相對(duì)降溫來(lái)說(shuō)是比較小的。因此，在 使系統(tǒng)的品質(zhì)變好，除了加入適當(dāng)?shù)姆e分以消除靜態(tài)誤差外，還應(yīng)該加強(qiáng)比例作用 使調(diào)節(jié)更加靈敏，減小調(diào)節(jié)時(shí)間，同時(shí)還應(yīng)該加入適當(dāng)?shù)奈⒎肿饔?，使系統(tǒng)的超調(diào)量減小。  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 2 方案設(shè)計(jì)  主要是通過(guò)實(shí)驗(yàn)的需要選擇硬件。然后將選擇的硬件組成控制系統(tǒng)，根據(jù)任務(wù)的要求選擇西門子的  加熱爐等硬件，硬件選擇完成后，跟據(jù)所選擇的硬件選擇合適的軟件進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，只有擁有完整的硬件和軟件的系統(tǒng)才能所需要的功能。下面就仔細(xì)的介紹在設(shè)計(jì)中運(yùn)用到的硬件和軟件。  場(chǎng)總線概述  目前世界上存在著大約四十余種現(xiàn)場(chǎng)總線，如法國(guó)的 國(guó)的 國(guó)西門子公司  威的 司的 丹麥 司的 司的 及 、 際標(biāo)準(zhǔn)組織 F： 國(guó)的 等。這些現(xiàn)場(chǎng)總線大都用于過(guò)程自動(dòng)化、醫(yī)藥領(lǐng)域、加工制造、交通運(yùn)輸、國(guó)防、航天、農(nóng)業(yè)和樓宇等領(lǐng)域，大概不到十種的總線占有 80左右的市場(chǎng)。 下面仔細(xì)的介紹九種比較常用的現(xiàn)場(chǎng)總線。  金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線  這是以美國(guó) 門子、英維斯等 80家公司制定的 50余家公司制定的 議于 1994 年 9 月合并的。該總線在過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域 得到了廣泛的應(yīng)用，具有良好的發(fā)展前景。  基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 開(kāi)放化系統(tǒng)互聯(lián) 簡(jiǎn)化模型（ 1， 2， 7層），即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層，另外增加了用戶層。 2兩種通信速率，前者傳輸速率為 ，通信距離可達(dá) 1900m，可支持總線供電和本質(zhì)安全防爆環(huán)境。后者傳輸速率為 1和 ，通信距離為 75000m，支持雙絞線、光纜和無(wú)線發(fā)射，協(xié)議符號(hào)  線  它由美國(guó) 司推出，并由 司共同倡導(dǎo)。它采用 型的全部 7 層通訊協(xié)議，采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)變量把網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化為參數(shù)設(shè)置。支持雙絞線、同軸電纜、光纜和紅外線等多種通信介質(zhì)，通訊速率從 300s 至 s 不等，直接通信距離可達(dá) 2700m（ 78s），被譽(yù)為通用控制網(wǎng)絡(luò)。 術(shù)采用的 經(jīng)元）的芯片中，并得以實(shí)現(xiàn)。采用 品，被廣泛應(yīng)用在樓宇自動(dòng)化、家庭自動(dòng)化、保安系統(tǒng)、辦公設(shè)備、交通運(yùn)輸、工業(yè)過(guò)程控制等行業(yè)。  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 線  歐洲標(biāo)準(zhǔn)（ 現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。由 列組成。 于分散外設(shè)間高速數(shù)據(jù)傳輸，適用于加工自動(dòng)化領(lǐng)域。 用于紡織、樓宇自動(dòng)化、可編程控制器、低壓開(kāi)關(guān)等。 從 2標(biāo)準(zhǔn)。 從系統(tǒng)、純 主站系統(tǒng)、多主多從混合系統(tǒng)等幾種傳輸方式。 傳輸速率為 s 至 12s，最大傳輸距離在 s 下為 1200m，在1200m，可采用中繼器延長(zhǎng)至 10輸介質(zhì)為雙絞線或者光纜，最多可掛接 127個(gè)站點(diǎn)。  線  最早由德國(guó) 司推出，它廣泛用于離散控制領(lǐng)域，其總線規(guī)范已被 到了 理層和數(shù)據(jù)鏈路層。 輸時(shí)間短，具有自動(dòng)關(guān)閉功能，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。 采用了非破壞性總線仲裁技術(shù)，通過(guò)設(shè)置優(yōu)先級(jí)來(lái)避免沖突，通訊距離最遠(yuǎn)可達(dá)10s，通訊速率最高可達(dá) 40M /1s，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)實(shí)際可達(dá) 110個(gè)。目前已有多家公司開(kāi)發(fā)了符合  線  縮寫(xiě)，最早由 特點(diǎn)是在現(xiàn)有模擬信號(hào)傳輸線上實(shí)現(xiàn)數(shù) 字信號(hào)通信，屬于模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的過(guò)渡產(chǎn)品。其通信模型采用物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層三層，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)主從應(yīng)答方式和多點(diǎn)廣播方式。由于它采用模擬數(shù)字信號(hào)混和，難以開(kāi)發(fā)通用的通信接口芯片。 利用總線供電，可滿足本質(zhì)安全防爆的要求，并可用于由手持編程器與管理系統(tǒng)主機(jī)作為主設(shè)備的雙主設(shè)備系統(tǒng)。  線   制與通信鏈路系統(tǒng)）的縮寫(xiě)，在 1996 年 11 月，由三菱電機(jī)為主導(dǎo)的多家公司推出，其增長(zhǎng)勢(shì)頭迅猛，在亞 洲占有較大份額。在其系統(tǒng)中，可以將控制和信息數(shù)據(jù)同是以 10s 高速傳送至現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)，具有性能卓越、使用簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛、節(jié)省成本等優(yōu)點(diǎn)。其不僅解決了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)配線復(fù)雜的問(wèn)題，同時(shí)具有優(yōu)異的抗噪性能和兼容性。 時(shí)也可覆蓋較高層次的控制層和較低層次的傳感層。 2005年 7月  線  北美部分與 并為 后， 歐洲部分仍保持獨(dú)立，總部 設(shè)在法國(guó)。其在歐洲市場(chǎng)占有重要地位，特別是在法國(guó)占有率大約為 60%。買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 特點(diǎn)是具有單一的總線結(jié)構(gòu)來(lái)適用不同的應(yīng)用領(lǐng)域的需求，而且沒(méi)有任何網(wǎng)關(guān)或網(wǎng)橋，用軟件的辦法來(lái)解決高速和低速的銜接。  以實(shí)現(xiàn)“透明聯(lián)接”，并對(duì)  行了技術(shù)拓展，如速率等。在與 在世界前列。  線  2000年 2 月成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 1， 2， 7 層），即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層，具有強(qiáng)大的可靠性、可診斷性和易維護(hù)性。其采用集總幀型的數(shù)據(jù)環(huán)通信，具有低速度、高效率的特點(diǎn)，并嚴(yán)格保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐叫院椭芷谛裕辉摽偩€的實(shí)時(shí)性、抗干擾性和可維護(hù)性也非常出色。 泛地應(yīng)用到汽車、煙草、倉(cāng)儲(chǔ)、造紙、包裝、食品等工業(yè)，成為國(guó)際現(xiàn)場(chǎng)總線的領(lǐng)先者。  線  有著開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。 有的直接互聯(lián)性不僅改善了設(shè)備間的通信而且提供了相當(dāng)重要的設(shè)備級(jí)陣地功能。 于 術(shù)，傳輸率為 125s 至500s,每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最大節(jié)點(diǎn)為 64 個(gè)，其通信模式為：生產(chǎn)者 /客戶（ 采用多信道廣播信息發(fā)送方式。位于 絡(luò)上的設(shè)備可以自由連接或斷開(kāi)，不影響網(wǎng)上的其他設(shè)備，而且其設(shè)備的安裝布線成本也較低。 線的組織結(jié)構(gòu)是 放式設(shè)備網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商協(xié)會(huì)，簡(jiǎn)稱“ 。 1 線  本次設(shè)計(jì)使用的是西門子的  點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口）  是一種專為 77而，其它  7控制器（例如  操作員面板均可與 7 一種主站 過(guò)該協(xié)議主站設(shè)備可向從站設(shè)備發(fā)送請(qǐng)求。從站設(shè)備并不啟動(dòng)消息，而是一直等到主站設(shè)備發(fā)送請(qǐng)求或輪詢響應(yīng)。通 訊將通過(guò)常用的 站設(shè)備包括：帶有  摸面板、文本顯示或操作員面板），從站設(shè)備包括： 如 可以通過(guò)編程將  準(zhǔn)（ 并支持以下總線拓?fù)洌嚎偩€型星型使用 以建立最多包括 32 個(gè)主站的多主站網(wǎng)絡(luò)：可以與任何從站進(jìn)行通訊的主站數(shù)量不受限制?？梢詾橹髡痉峙鋸恼??？梢允褂?繼器擴(kuò)展可以 將調(diào)制解調(diào)器連接至 以為 主買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 站 絡(luò)、多主站 絡(luò)、復(fù)雜 絡(luò)、帶有   絡(luò)。  7度控制系統(tǒng)的硬件組成  溫度控制系統(tǒng)的主要硬件組成：帶有 有 件的計(jì)算機(jī)、 據(jù)線、 加熱爐。下面是本次系統(tǒng)的硬件組成圖， 成了加熱爐驅(qū)動(dòng)模塊和加熱爐變送器。 這樣使硬件系統(tǒng)的組成更簡(jiǎn)單、更容易。該系統(tǒng)是通過(guò)簡(jiǎn)單的閉環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。由 制的加熱爐溫度控制系統(tǒng)構(gòu)成如圖 統(tǒng)工作過(guò)程：一是給定值（ 0100 ）通過(guò)鍵盤輸入 機(jī)，再由 機(jī)傳遞給數(shù)字量輸出模塊，控制固態(tài)繼電器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，從而控制電阻爐的加熱情況；二是通過(guò)溫度檢測(cè)裝置熱電偶檢測(cè)到的變換為電流信號(hào)的爐溫值通過(guò)模擬量輸入模塊讀入 機(jī)，由 機(jī)內(nèi)部數(shù)字量輸出模塊進(jìn)行下一度的控制。其中  7選型  列  司新推出的一種小型 以緊湊的結(jié)構(gòu)、良好的擴(kuò)展性、強(qiáng)大的指令功能、低廉的價(jià)格，已經(jīng)成為當(dāng)代各種小型控制工程的理想控制器。 7以十分方便地組成不同規(guī)模的控制器。其控制規(guī)?？梢詮膸c(diǎn)上到幾百點(diǎn)。以方便地組成 絡(luò)和微機(jī) 絡(luò)，從而完成規(guī)模更大的工程。 機(jī)  計(jì)算機(jī)  節(jié)  執(zhí)行機(jī)構(gòu)  溫度檢測(cè)裝置  圖 電阻爐溫度控制系統(tǒng)圖    實(shí)際溫度  電阻爐  上位機(jī)  7加熱爐  圖  統(tǒng)硬件圖  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 編程、調(diào)試、監(jiān)控，使得 編程更加方便、快捷?？梢哉f(shuō)， 以完美地滿足各種小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的要求。 四種 性能差異很大。這些性能直接影響到 控制規(guī)模和  目前 種。檔次最低的是 數(shù)字量輸入點(diǎn)數(shù)有 6 點(diǎn)，數(shù)字量輸出點(diǎn)數(shù)有 4 點(diǎn)，是控制規(guī)模最小的 次最高的應(yīng)屬 成了 24 點(diǎn)輸入 16 點(diǎn)輸出，共有 40 個(gè)數(shù)字量 I/O?？蛇B接七個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至 248 點(diǎn)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)或35路模擬量 I/O。本次設(shè)計(jì)選用的是  開(kāi)關(guān)量 I/,就要進(jìn)行 I/I/。 通常開(kāi)關(guān)量I/種類型 :輸入模塊 ,輸出模塊以及輸入 /輸出模塊 。 為了保證 在輸入模塊中都采用提高可靠性的技術(shù)措施 。 如光電隔離 ,輸入保護(hù) (浪涌吸收器 ,旁路二極管 ,限流電阻 ),高頻濾波 ,輸入數(shù)據(jù)緩沖器等 。 由于 制的對(duì)象有多種 ,因此輸出模塊也應(yīng)根據(jù)負(fù)載進(jìn)行選擇 ,有直流輸出塊 ,交流輸出模塊和交直流輸出模塊 。 按照輸出開(kāi)關(guān)器件種類不同又分為 3種 ： 繼電器輸出型 ,晶體管輸出型和雙向晶閘管輸出型 。 這三種輸出方式中 ,從輸出響應(yīng)速度來(lái)看 ， 晶體管輸出型最快 ， 繼電器輸出型最差 ， 晶閘管輸出型居中 ； 若從與外部電路安全隔離角度看 ,繼電器輸出型最好 。 在實(shí)際使用時(shí) ， 亦應(yīng)仔細(xì)查看開(kāi)關(guān)量  I/O 模塊的技術(shù)特性 ， 按照實(shí)際情況進(jìn)行選擇 。在 極性模擬量的輸入 /輸出信號(hào)的數(shù)值范圍是 0極性模擬信號(hào)的數(shù)值范圍是 320002。  熱爐的選型  本次實(shí)驗(yàn)選用的加熱爐為 。這種加熱爐集成有驅(qū)動(dòng)模塊和溫度變送器使用簡(jiǎn)單，只需將輸入端和輸出端分別接到 輸出模塊和輸入模塊就可以了。免去了硬件設(shè)計(jì)的麻煩。  具有慣性大，滯后大的特點(diǎn)，在實(shí)際控制過(guò)程的過(guò)程中會(huì)比較麻煩，而且該加熱爐是靠周邊環(huán)境自然降溫，所以降溫過(guò)程比較長(zhǎng)。不過(guò)通過(guò)改良 節(jié)的參數(shù)，能勉強(qiáng)控制好加熱爐的溫度，使得穩(wěn)態(tài)誤差和動(dòng)態(tài)誤差都能達(dá)到任務(wù)的要求。  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 3  7度控制系統(tǒng)的軟件配置  本次設(shè)計(jì)使用的軟件  及 PC 過(guò)寫(xiě) 過(guò) 組態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)控制過(guò)程的控制和監(jiān)視。 間通過(guò) 時(shí)的監(jiān)控加熱爐的工作狀態(tài)。  介紹  西門子公司專為 7列可編程序控制器研制開(kāi)發(fā)的編程軟件，它是基于 應(yīng)用軟件，功能強(qiáng)大，既可 用于開(kāi)發(fā)用戶程序，又可實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。  程軟件的基本功能是協(xié)助用戶完成應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)，其主要實(shí)現(xiàn)以下功能 ：  1）在脫機(jī)（離線）方式下創(chuàng)建用戶程序，修改和編輯原有的用戶程序。在脫機(jī)方式時(shí)，計(jì)算機(jī)與 開(kāi)連接，此時(shí)能完成大部分的基本功能，如編程、編譯、調(diào)試和系統(tǒng)組態(tài)等，但所有的程序和參數(shù)都只能存放在計(jì)算機(jī)的磁盤上。  2）在聯(lián)機(jī)（在線）方式下可以對(duì)與計(jì)算機(jī)建立通信關(guān)系的 上載、下載用戶程序和組態(tài)數(shù)據(jù)等。  3）在編輯程序的過(guò)程中進(jìn)行 語(yǔ)法檢查，可以避免一些語(yǔ)法錯(cuò)誤和數(shù)據(jù)類型方面的錯(cuò)誤。經(jīng)語(yǔ)法檢查后，梯形圖中錯(cuò)誤處的下方自動(dòng)加紅色波浪線，語(yǔ)句表的錯(cuò)誤行前自動(dòng)畫(huà)上紅色叉，且在錯(cuò)誤處加上紅色波浪線。  4）對(duì)用戶程序進(jìn)行文檔管理，加密處理等。  5）設(shè)置 數(shù)和運(yùn)行監(jiān)控等。  介紹  西門子公司的 窗控制中心 )的簡(jiǎn)稱。  它集成了 態(tài)、腳本 (言和 先進(jìn)技術(shù)，為用戶提供了 P)環(huán)境下使 用各種通用軟件的功能。 承了西門子公司的全集成自動(dòng)化 (品的技術(shù)先進(jìn)和無(wú)縫集成的特點(diǎn)。 行于個(gè)人計(jì)算機(jī)環(huán)境，可以與多種自動(dòng)化設(shè)備及控制軟件集成，具有豐富的設(shè)置項(xiàng)目、可視窗口和菜單選項(xiàng)，使用方式靈活，功能齊全。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(huà)面、監(jiān)視畫(huà)面、控制畫(huà)面、報(bào)警畫(huà)面、實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線、歷史趨勢(shì)曲線和打印報(bào)表等。它為操作者提供了圖文并茂、形象直觀的操作環(huán)境，不僅縮短了軟件設(shè)計(jì)周期，而且提高了工作效率。 另一個(gè)特點(diǎn)在于其整體開(kāi)放性，它可以方 便地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(shí)際需要。用戶也可將 為系統(tǒng)擴(kuò)展的基礎(chǔ)，通過(guò)開(kāi)放式接口，開(kāi)發(fā)其自身需要的應(yīng)用系統(tǒng)。  C 介紹  西門子最新推出的 件是專用于   買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 務(wù)器）軟件，它向 戶端提供數(shù)據(jù)信息，可以與任何標(biāo)準(zhǔn)的 戶端）通訊。 件自帶 戶可以方便的檢測(cè)其項(xiàng)目的通訊及配置的正確性。  供了工業(yè)環(huán)境中信 息交換的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)軟件接口，數(shù)據(jù)用戶不用再為不同廠家的數(shù)據(jù)源開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)或服務(wù)程序。 于進(jìn)程控制的 一種開(kāi)放式系統(tǒng)接口標(biāo)準(zhǔn)，可允許在自動(dòng)化 /場(chǎng)設(shè)備和基于 如  間進(jìn)行簡(jiǎn)單的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)交換。  定義工業(yè)環(huán)境中各種不同應(yīng)用程序的信息交換，它工作于應(yīng)用程序的下方。您可以在 上監(jiān)控、調(diào)用和處理可編程控制器的數(shù)據(jù)和事件。 以用于連接西門子，或者第三方的支持 。  7過(guò) 接 7過(guò) 纜）連接  過(guò)西門子通訊處理器（ 和  過(guò) 上安裝的調(diào)制解調(diào)器（ 接 的 過(guò)以太網(wǎng)連接   述 訊口，也可以是  過(guò)     過(guò)相關(guān)的   過(guò)  太網(wǎng)）、 部的或外部的，使用 動(dòng)器）。所有協(xié)議允許同時(shí)有 8 個(gè) 接，一個(gè)  個(gè) 的連接，其中一個(gè)連接預(yù)留給 持  7度控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)  7網(wǎng)絡(luò)連接，只要是通過(guò) 據(jù)傳輸速率在 1.2   115.2 間。  網(wǎng)絡(luò)連接是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接，遵循 通信協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要有 3 種：?jiǎn)沃髡?絡(luò)、多主站 雜 面就將各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的介紹。  主站 絡(luò)  通常，單主站 絡(luò)由以下組件組成：帶有 板），作為從站設(shè)備的一個(gè)或多個(gè) 主站所示。  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 主站 絡(luò)  由多臺(tái)主站計(jì)算機(jī)或者 備組成的網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)構(gòu)。利用這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)我們可以組態(tài)一個(gè)包含多個(gè)主站設(shè)備的 絡(luò)，這些設(shè)備可以作為從站設(shè)備與一個(gè)或多個(gè) 行通訊。每個(gè)主站（編程設(shè)備 /面板）均可以與網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)從站交換數(shù)據(jù)。 雜 絡(luò)  在復(fù)雜 絡(luò)中，還可以對(duì) 等通訊表示通訊伙伴都具有同等權(quán)限，既可以提供服務(wù)，也可以使用服務(wù)。在一個(gè) 網(wǎng)絡(luò)讀取” (“寫(xiě)入網(wǎng)絡(luò)” (令可以訪問(wèn)其它雜網(wǎng)絡(luò)原理如圖 示。  雖然 次根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，我們只需控制一臺(tái) 以我使用了單主站網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。  圖 主站網(wǎng)絡(luò)原理圖  圖 主站 圖 雜網(wǎng)絡(luò)原理圖  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 度控制算法  在工程實(shí)際中，應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡(jiǎn)稱 制，又稱 節(jié)。 制器問(wèn)世至今已有近 80 年歷史，它以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。當(dāng)被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)，控制理論的其它技術(shù)難以采用時(shí)，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來(lái)確定，這時(shí)應(yīng)用 5。即當(dāng)我們不完全了解一個(gè)系統(tǒng)和被控對(duì)象，或不能通過(guò)有效的測(cè)量手段來(lái)獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，最適合用 際中也有  制。 制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、  積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。  比例（ P）控制：比例控制是一種最簡(jiǎn)單 ,最常用的控制方式 4。其控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)成比例關(guān)系。當(dāng)僅有比例控制時(shí)系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差。   積分（ I）控制：在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的積分成正比關(guān)系。對(duì)一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個(gè)控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的  或簡(jiǎn)稱有差系統(tǒng)。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項(xiàng)”。積分項(xiàng)對(duì)誤差取決于時(shí)間的積分，隨著時(shí)間的增加，積分項(xiàng)會(huì)增大。這樣，即便誤差很小，積分項(xiàng)也會(huì)隨著時(shí)間的增加而加大，它推動(dòng)控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn) 一步減小，直到等于零。因此，比例 +積分 (制器，可以使系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無(wú)穩(wěn)態(tài)誤差。   微分（ D）控制：在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。  自動(dòng)控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后 (件，具有抑制誤差的作用，  其變化總是落后于誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近零時(shí)，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。這就是說(shuō)，在控制器中僅引入  “比例”項(xiàng)往往是不夠的，比例項(xiàng)的作用 僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項(xiàng)”，它能預(yù)測(cè)誤差變化的趨勢(shì)，這樣，具有比例 +微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)值，從而避免了被控量的嚴(yán)重超調(diào)。所以對(duì)有較大慣性或滯后的被控對(duì)象，比例 +微分 (制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)特性。  法的種類  基本算式有：位置型、增量型和速度型三種形式，其中最常用的事增量型式。設(shè) u(n)為本周期 制器的輸出（控制量）， e(n)為本周期的 入偏差信號(hào)， e(上一個(gè)周期的偏差信號(hào)， e(上上個(gè)周期的偏差信號(hào)。 比例增益， 積分時(shí)間 ， 微分時(shí)間，則 本算式的公式如下：  1）位置型 式  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 )1()()()()(0 根據(jù)微分方程和差分方程的對(duì)應(yīng)關(guān)系可知，如果微分方程中的積分運(yùn)算對(duì)應(yīng)差分方程  的累加運(yùn)算，微分方程對(duì)應(yīng)一個(gè)周期的增量變化，則能很容易的推導(dǎo)出表達(dá)式  2）增量型 式  ) 1()()()()(   （  由增量型  )()1()(                                （  3）速度型 式  速度型 調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度變化率、直流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度等）相對(duì)應(yīng)，它是由增量型 得到：  ) 1()()()()(     （ 3 路定義表  從在 始地址為回路表分配八十（ 80個(gè)字節(jié)。表起初的 長(zhǎng)度為 36個(gè)字節(jié)。在增加了 路表現(xiàn)已擴(kuò)展到 80個(gè)字節(jié)。如果使用 諧控制面板，與 路表的全部相互作用將由此控制面板代您完成。如果需要由操作員板提供自動(dòng)調(diào)諧能力，您的程序必須提供操作員和 發(fā)起和監(jiān)視此自動(dòng)調(diào)諧進(jìn)程，以及隨后套用建議的調(diào)諧數(shù)值。  表 路定義表  偏移量  域  格式  類型  說(shuō)明  0 程變量  雙字 實(shí)數(shù)  入  包含進(jìn)程變量，必須在 圍內(nèi)。  4 定值  雙字 實(shí)數(shù)  入  包含設(shè)定值，必須在 圍內(nèi)。  8 出  雙字 實(shí)數(shù)  入 /出  包含計(jì)算輸出，在  12 益  雙字 實(shí)數(shù)  入  包含增益，此為比例常數(shù)，可為正數(shù)或負(fù)數(shù)。  16 樣時(shí)間  雙字 實(shí)數(shù)  入  包含采樣時(shí)間，以秒為單位，必須為正數(shù)。  20 分時(shí)間或復(fù)原  雙字 實(shí)數(shù)  入  包含積分時(shí)間或復(fù)原，以分鐘為單位，必須為正數(shù)。  24 分時(shí)間或速率  雙字 實(shí)數(shù)  入  包含微分時(shí)間或速率，以分鐘為單位，必須為正數(shù)。  買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 28 差  雙字 實(shí)數(shù)  入 /出  包含  間的偏差或積分和數(shù)值。  32 前的進(jìn)程變量  雙字 實(shí)數(shù)  入 /出  包含最后一次執(zhí)行 令存儲(chǔ)的進(jìn)程變量以前的數(shù)值。  路計(jì)算方法  例、積分、微分回路），執(zhí)行 算。 6 個(gè)字節(jié)回路表中的 9 個(gè)參數(shù)。在穩(wěn)定狀態(tài)操作中， 便將錯(cuò)誤（ e）驅(qū)動(dòng)為零。錯(cuò)誤測(cè)量由設(shè)定值（所需的操作點(diǎn)）和進(jìn)程變量（實(shí)際操作點(diǎn)）之間的差別決定。 中將輸出 M(t)表示為比例項(xiàng)、積分項(xiàng)和微分項(xiàng)的函數(shù)：   t in le d  *)(                 （  其中：  M(t)作為時(shí)間函數(shù)的回路輸出   定值和進(jìn)程變量之間的差別）  為了在數(shù)字計(jì)算機(jī)中運(yùn)行該控制函數(shù)，必須將連續(xù)函數(shù)量化為錯(cuò)誤值的定期樣本，并隨后計(jì)算輸出。數(shù)字計(jì)算機(jī)運(yùn)算以下列相應(yīng)的公式為基礎(chǔ)：  )(* 11         （  其中：  樣時(shí)間 路增益  樣時(shí)間 路錯(cuò)誤的前一個(gè)數(shù)值（在采樣時(shí)間 n  分項(xiàng)的比例常數(shù)  在該公式中，積分項(xiàng)被顯示為全部錯(cuò)誤項(xiàng)的函數(shù)，從第一個(gè)樣本至當(dāng)前樣本。微分項(xiàng)是當(dāng)前樣本和前一個(gè)樣本的函數(shù)，而比例項(xiàng)僅是當(dāng)前樣本的函數(shù)。在數(shù)字計(jì)算機(jī)中，既不可能也沒(méi)有必要存儲(chǔ)所有的錯(cuò)誤項(xiàng)樣本。因?yàn)閺牡谝粋€(gè)樣本開(kāi)始，每次對(duì)錯(cuò)誤采樣時(shí)數(shù)字計(jì)算機(jī)都必須計(jì)算輸出值，因此僅需存儲(chǔ)前一個(gè)錯(cuò)誤值和前一個(gè)積分項(xiàng)數(shù)值。由于數(shù)字計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果的重復(fù)性，可在任何采樣時(shí) 間對(duì)公式進(jìn)行簡(jiǎn)化。簡(jiǎn)化后的公式為：  )(* 1        (買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 其中：  樣時(shí)間 路增益  樣時(shí)間 路錯(cuò)誤的前一個(gè)數(shù)值（采樣時(shí)間 n 1）  分項(xiàng)的比例常數(shù)  分項(xiàng)的前一個(gè)數(shù)值（采樣時(shí)間 n 1）  分項(xiàng)的比例常數(shù)  計(jì)算回路輸出值時(shí)， 改后的公式為：  M D                           (其中：  樣時(shí)間 樣時(shí)間 樣時(shí)間 樣時(shí)間 比例項(xiàng) 偏差（ e）的乘積。其中 差（ e）是給定值（ 過(guò)程變量值（ 差，  )(* P V  n                              （  其中：  第     增益   第  第 積分項(xiàng)值     n )(/*                    （  其中： 第   增益   采樣時(shí)間間隔   積分時(shí)間  第 第 程變量的值   第 分項(xiàng)前值）   積分和（ 所有積分項(xiàng)前值之和，在每次計(jì)算出 ，都要用 更新 中 以被調(diào)整或限制， 值）。積分項(xiàng)還包括其他幾個(gè)常數(shù)：增益（ 采樣時(shí)間（ 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 和積分時(shí)間（ 其中采樣時(shí)間是重新計(jì)算輸出的時(shí)間間隔，而積分時(shí)間控制積分項(xiàng)在整個(gè)輸出結(jié)果中影響的大小。  微分項(xiàng)值 用下列算式來(lái)求解微分項(xiàng)：  )()(*/* 11 d n       （  為了避免給定值變化的微分作用而引起的跳變，假定給定值不變 樣可以用過(guò)程變量的變化替代偏差的變化，計(jì)算算式可改進(jìn)為：  )(*/* 1 d n                          （  其中：   第    回路增益     回路采樣時(shí)間     微分時(shí)間    第 第   第 第 為了下一次計(jì)算微分項(xiàng)值，必須保存過(guò)程變量，而不是偏差，在第一采樣時(shí)刻，初始化為  在許多控制系統(tǒng)中，只需要一兩種回路控制類型。例如只需要比例回路或者比例積分回路，通過(guò)設(shè)置常量參數(shù)，可以選擇需要的回路控制類型。  如果不想要積分動(dòng)作（ 算中沒(méi)有“ I”），可以吧積分時(shí)間（復(fù)位）置為無(wú)窮大“ 即使沒(méi)有積分作用，積分項(xiàng)還是不為零，因?yàn)橛?初值