PLC换热器温度和流量串级控制Word格式.docx
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设置或添加PCAdaｐter（MPI）:
PROPＥRTY按钮Lｏcal Cｏｎneｃｔiｏn属性页２,19200,其她参数不需要设置、
5、2、3硬件组态与下装
打开工程中的Hａrｄwoｒk,从而进入HW ＣONＦIＧ窗口、在ＨWCONＦIＧ中插入机架,依照实验所用的设备型号组态硬件。
如下表:
表5－1 硬件组态数据
模块
型号
电源
PＳ—30０〉ＰS30７ 2A
CPU
CＰU—300〉CPU３１３C—2ＤＰ〉31３-6CＥ0１—0AB0
模拟量输入输出
SM33４>
334-0ＣＥ０１-0ＡA0
ＳM33４的输入输出地址为:
ＡI地址:
256－263
ＡO地址:
25６－259
5、3编写程序
5、3、1 复制OＢ块与已有函数
首先打开libaｒies中的stａndaｒｄｌibｒary,选择OrgnizatｉｏｎＢlocks、把ＯB1复制粘贴到当前工程中。
表５-2 OＢ1块的功能
中断类型
组织块
默认优先级
备注
主程序扫描
ＯB１
1
周期运行:
开始循环监控时间
输出到模块
从模块输入
执行程序
执行挂起的其她任务
回到开始,重新循环监控时间
5、3、２符号与变量编辑
从资源管理器中选择Ｓ7Progrａm（１）中打开Symbols编辑,编辑全部输入输出相关变量的全局变量,以便使得程序具有特不行的可读性、建立所有需要用到的全局变量,如下图:
图5—3 PIＤ全局变量表
其中ＡI（ＳM33４模拟量输入）,AO（SM3３４模拟量输出）,变量地址都是PIＷ,ＰＯＷ,的格式,这表示这些变量使用的是硬件地址,格式是16进制数。
PIW表示输入,ＰＯＷ表示输出。
有了变量表,在程序中就能够直截了当调用全局变量的Symｂol,来访问该硬件地址、例如在程序中调用AIO,它会自动指向PＩW25６,也就是SM３34模拟量输入通道0的模拟量值。
又比如在程序中写入一个1,它会自动指向Ｑ124、0,也就是ＣＰＵ的DI/DO模块的数字量输出通道０,该通道便会输出开关量1,也就是继电器开关闭合、假如该通道通过继电器切换控制着一个电磁阀,该电磁阀便会启动、
5、3、３ 创建ＰＩD控制块
单击Bloｃｋｓ,进入里面的组织块OＢ１,进入编辑环境、要进行PID单回路控制的编程,需要添加ＰID块,在Ｌibrａriｅs〉stanｄaｒdｌｉbrary〉ＰIＤ conｔｒolblock＞FＢ41COＮＴ＿CIＣOＮT,将其拖到代码区梯形图上即可添加PＩD模块、需要创建PIＤ的背景数据块,PID数据所涉及的所有参数都存放在这个背景数据块中,能够通过在组态软件中控制这些参数、
图5—4 模块图
图5—５ＰID的背景数据块内容
ＰLC的输入输出,手自动切换,参数,控制功能都能通过DB1中的数据进行控制。
实际工程应用中,还需要增加手动自动切换控制。
在手动时,SP跟随ＭV,ＭV等于MＡN（手操作值）,自动时MAN（手操作值）跟随。
图５—6DB２背景数据内容
5、３、４ 创建数值转换功能
４-20ｍＡ信号,被SM33４模拟量输入输出模块采集后,数据范围是5５30—27６４8、因此需要编写一个专门用来进行数值转换的功能（ＦＣ,类似于函数,能够被其她程序调用）,把５530—27６4８的数据转换成PＩＤ控制所需要0-100的数据,并通过组态软件监控0－100的数据,符合人们的日常习惯。
FＣ２0１即为数值转换功能,它有五个输入:
IＮ,IN＿MIN,IN_MAＸ,OUT_MIN,OUT_MＡX与一个输出:
ＯUT
◆IN:
需要进行转换的原始输入变量
◆IＮ＿ＭＩN:
原始变量的下限值
◆IN＿MＡX:
原始变量的上限值
◆ＯUT_ＭIN:
转换成的目标变量的下限值
◆ＯUＴ＿MAX:
转换成的目标变量的上限值
◆ＯUT:
输出目标变量
图5—7 FC２０１程序内容
Neｔwｏrｋ1:
MOVE:
将输入变量（左侧）的数值赋给输出变量（右侧）
DI＿R:
双精度整数转换为实数
SUＢ_R:
实数减法运算
Nｅｔworｋ２:
赋值:
TEＭＰINT=IN
假如:
ＴEＭPINT＜IN_ＭＩＮ
则:
TEMPINＴ=ＩＮ＿ＭＩN
Neｔwｏrk３:
TEMPINT>
ＩN_ＭIＮ
TEMＰINＴ=IN_ＭAX
Neｔwoｒk4:
ＯUT=×
（ＯUTMAＸ-OＵTＭIN）+ＯUＴMIN
CMP〉Ｒ是比较指令,SＣAＬEIN作为分母,要求ＳCＡLEIN>
图5-8FＣ２０2程序内容
如此就添加好了FC２01与FC2０2两个功能以供使用。
其中的ＦＢ４１是之前生成的PID系统控制块,DB1是FB４1的背景数据块,OB１是主程序组织块、
5、3、5 单ＰIＤ控制编程
在进行OＢ1的正式编程钱,需要建立一个用户数据存储块,定义一些在编程中用到的变量。
在工作区单击右键,iｎｓertnewobｊect〉ｄataｂloｃｋ,创建DB3
图5-9 DＢ3中定义需要用到的变量
其中temp用于分隔SEＴ＿TURE,SET_ＦＡLSE、这两个符号假如没有外部更改,就总是固定一个TＵＲE与一个FAＬＳE,以便在程序中使用。
程序中不能对函数的参数直截了当赋予值的。
返回工作区,打开OB１,开始编辑主程序、
◆将两路模拟量输入转换为0～100的实数,再赋值给MＹDAＴＡ、AI０（即为ＤB3数据块中的用户自定义变量,也能够表示为DB３、DBＤ0）与ＭYDＡTA、AI1、
◆PIＤ运算程序FB４1ＣＯＮＴ＿C,同时产生DＢ1。
◆将PID运算程序FB４1输出的控制量DＢ1、DBD７２转换为5５3０~２7648的ｗoｒd字,输出给ＡI0、AI1直截了当由组态软件给DB３,从这个地方输出、
图5－10 OB1程序内容
图OＢ35模块图
图ＯB35模块图
图ＦB41模块
５、3、6 FB41与PIＤ控制
FＢ是需要背景数据块ＤB的函数块,数据在执行完函数后还需要保存的、在各种逻辑块中能够调用ＦB。
FB能够用户自己编写,也能够调用西门子公司提供的各种库中的ＦB、
在stａndaｒｄlｉbrarｙ中的FB41,就是一个提供连续PID控制的函数,每个调用都指定其背景数据块,以便有不同的数据。
ＰＩD控制软件包里的功能块包括连续控制功能块CONT＿Ｃ,步进控制功能块ＣＯＮＴ_S以及具有脉冲调制功能的ＰULＳEGEN、FB41就是CONT_C,提供连续模拟控制、
控制模块利用其所提供的全部功能能够实现一个纯软件控制器。
循环扫描计算过程所需的全部数据存储在分配给FB的数据区里,这使得无限次调用FB编程估计。
１）PID控制的概念 :
PＩD控制软件包里的功能块包括连续控制功能块CＯNT_C,步进控制功能块CONT＿S以及具有脉冲调制功能的PULSEGEＮ。
控制模块利用其所提供的全部功能能够实现一个纯软件控制器。
循环扫描计算过程所需的全部数据存储在分配给FB的数据区里,这使得无限次调用ＦB变成估计、功能块ＰＵLSEＧEN一般用来连接CONＴ_Ｃ,以使其能够产生提供给比例执行器的脉冲信号输出。
基本功能:
在功能块组成的控制器中,有一系列您能够通过设置使其有效或无效的子功能、除了实际采纳ＰIＤ算法的控制器外,还包括给定点值处理、过程变量处理以及调整操作值范围等功能。
２）用功能块FB４1“CONT_C"
实现连续控制:
在SIMＡＴIＣS7可编程控制器上,功能块FＢ4１用来控制具有连续输入输出的技术过程、在参数设置过程中,能够通过参数设置来激活或取消激活ＰＩD控制的某些子功能来设计习惯过程需要的控制器
能够将其作为一个给定点PＩＤ控制器,或者在多环路控制中作为串级、混合或比率控制器、控制器的算法是基于具有模拟输入信号的采样ＰIＤ控制。
假如扩展需要的话能够引入一个脉冲发生器,来产生具有脉宽调制的操作值输出,以提供给带有比例执行器的两级或三级步进控制器。
除了给定点与过程变量分支的功能外,ＦB自己就能够实现一个完整的具有连续操作值输出同时具有手动改变操作值功能的PＩD控制器,下面会找到各子功能的详细描述。
◆给定点分支:
给定点的值以浮点形式在SP_IＮT处输入、
◆过程变量分支:
过程变量能够从外设直截了当输入到PＶ_ＰＥＲ或以浮点PV－ＩN形式输入,功能ＣRP＿IN将从外设来的值PV—ＰER转化成范围在—１0０％～1０0%之间的浮点形式,依照下面的法则进行转换:
CRP_ＩN = PＶ_ＰER*10０/27648
功能ＰV_ＮORM依照下面的法则标准化输出ＣRＰ＿ＩN
PV_NORＭ的输出=（CＲP_IＮ的输出）* PＶ_FAＣ＋PV＿ＯFF
PＶ_FＡＣ与PV_ＯFF的默认值分不为1与０
3）误差信号
误差是给定点与过程变量之间的差值、为了抑制由于控制量量化而引起的小扰动（例如,控制量由于其执行电子管的有限分辨率）,可将死区功能DＥAＤBANＤ运用在误差信号上。
假如ＤEAＤB＿W ＝0,则死区就不起作用。
4）ＰID算法
此处PID算法是位置式的,比例、积分与微分作用并联同时能够分不激活或取消激活。
如此就能够分不构造P、PI、PＤ以及PＩD控制器,纯比例控制器或纯微分控制也是能够的、
５）手动值
能够在手动与自动模式之间切换,在手动模式下,操作值能够由一个手动选择值来设定,积分器在内部设定为
ＬMN（操作值） －ＬMＮ＿P（比例操作值）－ＤＩＳＶ（扰动）,
微分器设定为０同时在内部进行同步,这意味着当转换到自动模式后,可不能引起操作值的突然改变、
６）操作值
利用LMＮＬIMIＴ功能能够将操作值限定在所选的值范围内,输入值引起的输出超过界限时会在信号位上表现出来,功能LＭＮ＿ＮOＲＭ依照下面的公式标准化ＬMNLＩＭIT的输出
LＭN=LＭＮLIMIT的输出×
LＭN＿FAC+LMN＿OFF
LMN＿FAＣ与LMN_OFF的默认值分不为1与0
操作值也能够直截了当输出到外设,功能ＣRP_OＵT将浮点形式的值LＭN依照下面的公式转化成能输出到外设式的值:
ＬＭN＿ＰＥR＝LMN×
100/２７64８
５、4编译下装项目
首先使用PLC与MRES拨动开关进行复位、然后在managｅr窗口选择block,有机选择快捷菜单ＰLC＞ｄowｎload、完成整个程序块的（包括sysｔｅmdaｔa,以及所有ＯB、FＯ、ＤＢ）的下载。
下装前最好清楚ＣＰU,然后重新下载。
5、５调试工程
调试特不重要,首先在完成硬件组态时,进行硬件通道的及监控与修改。
对硬件进行测试,数字量直截了当测试,模拟量把输出接到输入上,从而检测铜须是否正常,硬件是否正常。
接下来就是对程序逻辑进行测试。
通过监控程序中的变量来了解程序的逻辑是否正常。
Stｅp７主要提供了两种调试工程的方式:
程序状态功能与变量表功能、
5、5、１ 用程序状态功能调试程序
下装好程序后,连接PLC,将模式开关拨到RUＮ模式、打开ＯＢ１,单击ｍｏnitｏr
假如通讯正常,则能够看到程序状态,用绿色连续线来表示状态满足,即有“能流”流过:
用蓝色点状细线表示状态不满足,没有能流流过:
用黑色连续表示状态未知、
５、5、２用变量表调试程序
由于程序状态功能只能在屏幕上显示一小块程序,在调试较大的程序时,往往不能同时显示与调试某一部分所需的全部变量［１4］。
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