自動控制系統(tǒng)案例分析案例四恒壓供水控制

1、第第4 4章章 綜合控制綜合控制 案例五：恒壓供水控制案例五：恒壓供水控制 基礎知識基礎知識 一、一、S7200S7200的中斷的中斷 內外中斷源共內外中斷源共3434個，分為三大類：個，分為三大類：通信中斷通信中斷、輸入輸入/ / 輸出中斷輸出中斷和和時基中斷時基中斷。 定時中斷定時中斷常用于模擬量的定時采樣、轉換、常用于模擬量的定時采樣、轉換、PID控制?？刂?。 2個定時中斷（個定時中斷（1-255ms）：）： 定時中斷定時中斷0 中斷號中斷號10 定時時間特殊存儲器定時時間特殊存儲器SMB34 定時中斷定時中斷1 中斷號中斷號11 定時時間特殊存儲器定時時間特殊存儲器SMB35 4 4條

2、中斷指令條中斷指令 全局性中斷允許全局性中斷允許ENIENI（禁止（禁止DISIDISI）指令：全局地允）指令：全局地允 許（禁止）所有被連接的中斷事件。許（禁止）所有被連接的中斷事件。 1 1、允許中斷允許中斷 ENI ENI（Enable InterruptEnable Interrupt） 2 2、禁止中斷禁止中斷 DISI DISI（Disable InterruptDisable Interrupt） 3 3、中斷連接指令中斷連接指令 ATCHATCH（Attach InterruptAttach Interrupt）：將）：將 中斷事件中斷事件EVNTEVNT與中斷服務程序號與中斷

3、服務程序號INTINT相關聯(lián)，并使相關聯(lián)，并使 能該中斷事件。能該中斷事件。 4 4、中斷分離指令中斷分離指令DTCHDTCH（Detach InterruptDetach Interrupt）：將）：將 中斷事件中斷事件EVNTEVNT與中斷服務程序號與中斷服務程序號INTINT相關聯(lián)切斷，相關聯(lián)切斷， 并禁止該中斷事件。并禁止該中斷事件。 4 4條中斷指令條中斷指令 INT-INT-中斷程序號中斷程序號 INT_0 - INT_127(INT_0 - INT_127(最多可有最多可有128128 個中斷程序個中斷程序) ) EVNT-EVNT-中斷事件號中斷事件號 中斷號中斷號0-330-

4、33 CPU221CPU221和和222222可以為：可以為：0 0到到1212，1919到到2323和和2727和和3333； CPU224CPU224可以為：可以為：0 0到到2323和和2727和和3333；CPU226CPU226和和CPU226XMCPU226XM 可以為：可以為：0 0到到3333 例：例： PIDPID指令算法：標準位置式指令算法：標準位置式 二、二、S7200S7200的的PIDPID指令指令 PID控制器的輸出控制器的輸出M(t)與輸入與輸入e(t)的關系式為：的關系式為： 0 0 /)( 1 )( 1 )()(Mdttde T dtte T teKtM D

5、t I C M(t)一控制器的輸出量，一控制器的輸出量，M0為輸出的初始值；為輸出的初始值； e(t) =sp(t) pv(t) 一誤差信號；一誤差信號； KC 一比例系數(shù)；一比例系數(shù)； TI一積分時間常數(shù)；一積分時間常數(shù)； TD一微分時間常數(shù)。一微分時間常數(shù)。 設采樣周期為設采樣周期為Ts，進行離散化，同時各信號也離散化，得，進行離散化，同時各信號也離散化，得 Xnn-SDCnnISCnnCn M-PVPVTTKPVSPTTKPVSPKM)()/()()/()( 1 0 0 / )( 1 )( 1 )()(Mdttde T dtte T teKtM D t I C PIDPID回路表回路表

6、地址偏移量參數(shù)變量類型描述 0過程變量當前值PVnIN過程變量，0.01.0 4給定值SPnIN給定值，0.0 1.0 8輸出值MnIN/OUT輸出值，0.0 1.0 12增益KCIN比例常數(shù)，可正可負 16采樣時間TSIN采樣時間，單位s，正數(shù) 20積分時間TIIN積分時間，單位min，正數(shù) 24微分時間TDIN微分時間，單位min，正數(shù) 28積分項前值MXIN/OUT積分前項值，0.0 1.0 32過程變量前值PVn1IN/OUT上一次過程值，0.0 1.0 Xnn-SDCnnISCnnCn M-PVPVTTKPVSPTTKPVSPKM)()/()()/()( 1 PID指令 兩個操作數(shù)：

7、 TBL是回路表的起始地址(以VB 表示) LOOP是回路號（0 07 7） 恒壓供水系統(tǒng)恒壓供水系統(tǒng) 案例五：變頻恒壓供水控制案例五：變頻恒壓供水控制 對恒壓供水系統(tǒng)的基本要求：對恒壓供水系統(tǒng)的基本要求： (1) 生活供水時，系統(tǒng)應低恒壓值運行，消防供水時系統(tǒng)應 高恒壓值運行。 (2)實現(xiàn)水泵的變頻起動，壓力變化過程中保證水泵從變頻 到工頻的可靠、安全的切換。 (3) 三臺泵根據恒壓的需要，采取“先啟先?！钡脑瓌t接入 和退出。 (4) 在用水量小的情況下，如果一臺泵連續(xù)變頻運行時間超 過3h，則需切換到下一臺泵，具有“倒泵功能”，避免某 一臺泵工作時間過長。 主電路主電路 代碼代碼名稱名稱地

8、址地址 KM11泵工頻運行接觸器泵工頻運行接觸器Q0.0 KM21泵變頻運行接觸器泵變頻運行接觸器Q0.1 KM32泵工頻運行接觸器泵工頻運行接觸器Q0.2 KM42泵變頻運行接觸器泵變頻運行接觸器Q0.3 KM53泵工頻運行接觸器泵工頻運行接觸器Q0.4 KM63泵變頻運行接觸器泵變頻運行接觸器Q0.5 控控 制制 電電 路路 主機單元主機單元 CPU224 模擬量單元模擬量單元 EM235 輸入信號分配表輸入信號分配表 代碼代碼名稱名稱地址地址 SA手動手動/自動轉換開關自動轉換開關I0.4 SLL水池水位下限信號水池水位下限信號I0.1 SLH水池水位上限信號水池水位上限信號I0.2 U

9、P模擬量輸入模擬量輸入AIW0(MW10) 代碼代碼名稱名稱地址地址 KM1,HL11泵工頻運行接觸器及指示燈泵工頻運行接觸器及指示燈Q0.0 KM2,HL21泵變頻運行接觸器及指示燈泵變頻運行接觸器及指示燈Q0.1 KM3,HL32泵工頻運行接觸器及指示燈泵工頻運行接觸器及指示燈Q0.2 KM4,HL42泵變頻運行接觸器及指示燈泵變頻運行接觸器及指示燈Q0.3 KM5,HL53泵工頻運行接觸器及指示燈泵工頻運行接觸器及指示燈Q0.4 KM6,HL63泵變頻運行接觸器及指示燈泵變頻運行接觸器及指示燈Q0.5 HL7水池進水指示燈水池進水指示燈Q0.6 HL8水池水位下限故障指示燈水池水位下限故

10、障指示燈Q0.7 YV2生活生活/消防供水轉換電磁閥消防供水轉換電磁閥Q1.0 KA變頻器頻率復位控制變頻器頻率復位控制Q1.1 V1模擬量輸出信號模擬量輸出信號AQW0(MW20) 輸出信號分配表輸出信號分配表 程序中使用的元器件及其功能程序中使用的元器件及其功能 器件地址器件地址功能功能器件地址器件地址功能功能 VD100壓力實際值壓力實際值T33/T34/T39工頻工頻/變頻轉換時間控制變頻轉換時間控制 VD104壓力設定值壓力設定值T37/T38工頻泵增泵濾波時間控制工頻泵增泵濾波時間控制 VD108PID計算值計算值M0.0故障結束脈沖信號故障結束脈沖信號 VD112比例系數(shù)比例系數(shù)

11、M0.1泵變頻啟動脈沖泵變頻啟動脈沖 VD116采樣時間采樣時間M0.2泵工頻啟動脈沖泵工頻啟動脈沖 VD120積分時間積分時間M0.3倒泵變頻啟動脈沖倒泵變頻啟動脈沖 VD124微分時間微分時間M0.4復位當前變頻運行泵脈沖復位當前變頻運行泵脈沖 VD204變頻器運行頻率下限值變頻器運行頻率下限值M0.5當前泵工頻運行啟動脈沖當前泵工頻運行啟動脈沖 VD208生活供水頻率上限值生活供水頻率上限值M0.6新泵變頻啟動脈沖新泵變頻啟動脈沖 VD212消防供水頻率上限值消防供水頻率上限值M2.0泵工頻泵工頻/變頻轉換控制器變頻轉換控制器 VD250實際運行頻率值實際運行頻率值M2.1泵工頻泵工頻/變頻轉換控制器變頻轉