基于西门子S7-200 PLC的温度控制系统设计毕业论文 程序
基于西门子S7-200 PLC的温度控制系统设计毕业论文
摘要:基于西门子S7-200 PLC的温度控制系统设计毕业论文本文摘自单片机开发平
第一章前言 1.1 课题研究背景温度是工业生产中常见的工艺 ...
基于西门子S7-200 PLC的温度控制系统设计毕业论文
本文摘自单片机开发平第一章前言
1.1 课题研究背景
温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关。在科学研究和生产实践的诸多领域中温度控制占有着极为重要的地位特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足轻重的作用。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。例如冶金、机械、食品、化工等各类工业生产中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等；燃料有煤气、天然气、油、电等[1]。温度控制系统的工艺过程复杂多变，具有不确定性，因此对系统要求更为先进的控制技术和控制理论。
可编程控制器（PLC）可编程控制器是一种工业控制计算机，是继续计算机、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。它具有抗干扰能力强，价格便宜，可靠性强，编程简朴，易学易用等特点，在工业领域中深受工程操作人员的喜欢，因此PLC已在工业控制的各个领域中被广泛地使用[2]。
目前在控制领域中，虽然逐步采用了电子计算机这个先进技术工具，特别是石油化工企业普遍采用了分散控制系统（DCS）。但就其控制策略而言，占统治地位的仍旧是常规的PID
控制。PID结构简朴、稳定性好、工作可靠、使用中不必弄清系统的数学模型[3]。PID的使用已经有60多年了，有人称赞它是控制领域的常青树。
组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。在组态概念出现之前，要实现某一任务，都是通过编写程序来实现的。编写程序不但工作量大、周期长，而且轻易犯错误，不能保证工期。组态软件的出现，解决了这个问题。对于过去需要几个月的工作，通过组态几天就可以完成.组态王是海内一家较有影响力的组态软件开发公司开发的，组态王具有流程画面，过程数据记录，趋势曲线，报警窗口，生产报表等功能，已经在多个领域被应用[4]。
1.2 温度控制系统的发展状况
温度控制系统在工业生产中获得了广泛的应用，在工农业生产、国防、科研以及日常生活等领域占有重要的地位。温度控制系统是人类供热、取暖的主要设备的驱动来源，它的出现迄今已有两百余年的历史。期间，从低级到高级，从简单到复杂，随着生产力的发展和对温度控制精度要求的不断提高，温度控制系统的控制技术得到迅速发展。当前比较流行的温度控制系统有基于单片机的温度控制系统，基于PLC 的温度控制系统，基于工控机（IPC）的温度控制系统，集散型温度控制系统（DCS），现场总线控制系统（FCS）等。
单片机的发展历史虽不长，但它凭着体积小，成本低，功能强盛和可靠性高等特点，已经在许多领域得到了广泛的应用。单片机已经由开始的4位机发展到32位机，其性能进一步得到改善[5]。基于单片机的温度控制系统运行稳定，工作精度高。但相对其他温度系统而言，单片机响应速度慢、中断源少，不利于在复杂的，高要求的系统中使用。
PLC是一种数字控制专用电子计算机，它使用了可编程序存储器储存指令，执行诸如逻辑、
顺序、计时、计数与演算等功能，并通过模仿和数字输入、输出等组件，控制各种机械或工作程序。PLC可靠性高、抗干扰能力强、编程简单，易于被工程人员把握和使用，目前在工业领域上被广泛应用[6]。相对于 IPC，DCS，FSC等
?摘要:系统而言，PLC是具有成本上的优势。因此，PLC占领着很大的市场份额，其前景也很有前途。工控机（IPC）即工业用个人计算机。IPC的性能可靠、软件丰富、价格低廉，应用日趋广泛。它能够适应多种工业恶劣环境，抗 ...
?系统而言，PLC是具有成本上的优势。因此，PLC占领着很大的市场份额，其前景也很有前途。
工控机（IPC）即工业用个人计算机。IPC的性能可靠、软件丰富、价格低廉，应用日趋广泛。它能够适应多种工业恶劣环境，抗振动、抗高温、防灰尘，防电磁辐射。过去工业锅炉大多用人工结合常规仪表监控，一般较难达到满意的结果，原因是工业锅炉的燃烧系统是一个多变量输入的复杂系统。影响燃烧的因素十分复杂，较准确的数学模型不易建立，以经典的PID为基础的常规仪表控制，已很难达到最佳状态。而计算机提供了诸如数字滤波，积分分离PID，选择性PID。参数自整定等各种灵活算法，以及“模糊判定”功能，是常规仪表和人力难以实现或无法实现的[7]。在工业锅炉温度检测控制系统中采用控机工可大大改善了对锅炉的监控品质，提高了平均热效率[7]。但假如单独采用工控机作为控制系统，又有易干扰和可靠性差的缺点。
集散型温度控制系统（DCS）是一种功能上分散，治理上集中上集中的新型控制系统。与常规仪表相比具有丰富的监控、协调治理功能等特点。DCS的要害是通信。也可以说数据公路是分散控制系统DCS的脊柱。由于它的任务是为系统所有部件之间提供通信网络，因此，数据公路自身的设计就决定了总体的灵活性和安全性。基本DCS的温度控制系统提供了生产的自动化水平和管理水平，能减少操作人员的劳动强度，有助于提高系统的效率[8]。但DCS在设备配置上要求网络、控制器、电源甚至模件等都为冗余结构，支持无扰切换和带电插拔，由于设计上的高要求，导致DCS成本太高。
现场总线控制系统（FCS）综合了数字通信技术、计算机技术、自动控制技术、网络技术和智能仪表等多种技术手段的系统。其优势在于网络化、分散化控制。基于总线控制系统（FCS）的温度控制系统具有高精度，高智能，便于管理等特点，FCS系统由于信息处理现场化，能直接执行传感、控制、报警和计算功能。而且它可以对现场装置(含变送器、执行器等)进行远程诊断、维护和组态，这是其他系统无法达到的[9]。但是，FCS还没有完全成熟，它才刚刚进入实用化的现阶段，另一方面，另一方面，目前现场总线的国际标准共有12种之多，这给FSC的广泛应用添加了很大的阻力。
各种温度系统都有自己的优缺点，用户需要根据实际需要选择系统配置，当然，在实际运用中，为了达到更好的控制系统，可以采取多个系统的集成，做到互补长短。
温度控制系统在海内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍旧不高，同日本、美国、德国等先进国家相比有着较大差距。成熟产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主。它只能适应一般温度系统控制，难于控制滞后、复杂、时变温度系统控制。而适应于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表，国内技术还不十分成熟，形成商品化并在仪表控制参数的自整定方面，国外已有较多的成熟产品。但由于国外技术保密及我国开发工作的滞后，还没有开发出性能可靠的自整定软件。控制参数大多靠人工经验及现场调试确定。国外温度控制系统发展迅速，并在智能化、自适应、参数自整定等方面取得成果。日本、美国、德国、瑞典等技术领先，都生产出了一批商品化的、性能优异的温度控制器及仪器仪表，并在各行业广泛应用。目前，国外温度控制系统及仪表正朝着高精度、智能化、小型化等方面快速发展[10]。
1.3本文的研究内容
本论文主要是利用PLC S7-200 采用PID控制技术做一个温度控制系统，?摘要:要求稳定误差不超过正负1℃，并且用组态软件实现在线监控。详细有以下几方面的内容：第一章，对PLC系统应用的背景进行了阐述，并介绍当前温度控制系统的发展状况。第二章，简单概述了PLC的基本概念以及组成。 ...
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?要求稳定误差不超过正负1℃，并且用组态软件实现在线监控。详细有以下几方面的内容：
第一章，对PLC系统应用的背景进行了阐述，并介绍当前温度控制系统的发展状况。
第二章，简单概述了PLC的基本概念以及组成。
第三章，介绍了控制系统设计所采用的硬件连接、使用方法以及编程软件的简单介绍。
第四章，介绍了本论文中用到的一些算法技巧和思想，包括PWM、PID控制、PID在PLC中的使用方法以及PID的参数整定方法。
第五章，介绍了设计程序的设计思想和程序，包括助记符语言表和梯形图。
第六章，介绍了组态画面的设计方法。
第七章，进行系统设计，检验控制系统控制质量。
第八章对全文进行总结。
第二章可编程控制器的概述
2.1 可编程控制器的产生
可编程控制器是一种工业控制计算机，英文全称：Programmable Controller，为了和个人计算机(PC)区分，一般称其为PLC。可编程控制器(PLC)是继续计算机、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。其性能优越，已被广泛地应用于工业控制的各个领域。20世纪60年代，计算机技术开始应用于工业控制领域，但由于价格高、输入输出电路不匹配、编程难度大，未能在工业领域中获得推广。
1968年，美国的汽车制造公司通用汽车公司(GM)提出了研制一种新型控制器的要求，并从用户角度提出新一代控制器应具备十大条件，立刻引起了开发热潮。1969年，美国数字设备公司(DEC)研制出了世界上第一台可编程序控制器，并应用于通用汽车公司的生产线上。可编程控制器自问世以来，发展极为迅速。1971年日本开始生产可编程控制器，而欧洲是1973开始的。如今，世界各国的一些闻名的电气工厂几乎都在生产可编程控制器[11]。可编程控制器从诞生到现在经历了四次更新换代，见表1-1。
表 1-1 可编程控制器功能表
代次器件功能
第一代 1位处理器逻辑控制功能
第二代 8位处理器及存储器产品系列化
第三代高性能8位微处理器及位片式微处理器处理速度提高，向多功能及联网通信发展第四代 16位、32位微处理器及高性能位片式微处理器逻辑、运动、数据处理、联网功能的多功能
2.2 可编程控制器的基本组成
PLC从组成形式上一般分为整体式和模块式两种。整体式PLC一般由CPU板、I/O板、显示面板、内存和电源组成。模块式PLC一般由CPU模块、I /O模块、内存模块、电源模块、底版或机架组成。本论文实物采用的是模块式的PLC，不管哪种PLC，都是属于总线式的开发结构，其构成如图2-1所示 [12]。
1) CPU（中央处理器）
和一般的微机一样，CPU是微机PLC的核心，主要由运算器、控制器、寄存器以及实现他们之间联系的地址总线、数据总线和控制总线构成。CPU在很大程度上决定了PLC的整体性能，如整个系统的控制规模、工作速度和内存容量。
CPU控制着PLC工作，通过读取、解释指令，指导PLC有条不紊的工作。
2) 存储器
存储器（内存）主要用语存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成部分。PLC中的存储器一般包括系统程序存储器和用户程序存储器两部分。系统程序一般由厂家编写的，用户不能修改；而用户程序是随PLC的控制对象而定的，由用户根据对象生产工艺的控制要求而编制的应用程序。
3) 输入输出模块
输入模块和输出模块通常称为I/O模块或I/O单元。PLC提供了各种工作电平、连接形式和驱动能力的I/O模块，有各种功能的I/O模块供拥护选用。按 I/O点数确定模块的规格和数量，I/O模块可多可少，但其最大数受PLC所能管理的配置能力，即底版的限制。?摘要: PLC还提供了各种各样的非凡的I/O模块，如热电阻、热电偶、高速计算器、位置控制、以太网、现场总线、温度控制、中断控制、声音输出、打印机等专用型或智能型模块，用以满意各种非凡功能的控制要求。智能接口 ...
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PLC还提供了各种各样的非凡的I/O模块，如热电阻、热电偶、高速计算器、位置控制、以太网、现场总线、温度控制、中断控制、声音输出、打印机等专用型或智能型模块，用以满意各种非凡功能的控制要求。智能接口模块是一独立的计算机系统，它有自己的CPU、系统程序、存储器及与PLC系统总线相连接的接口。
4)编程装置
编程器作用是将用户编写的程序下载至PLC的用户程序存储器，并利用编程器检查、修改和调试用户程序，监视用户程序的执行过程，显示PLC状态、内部器件及系统的参数等。常见的编程器有简易手持编程器、智能图形编程器和基于PC的专用编程软件。目前PLC制造厂家大都开发了计算机辅助PLC编程支持软件，当个人计算机安装了PLC编程支持软件后，可用作图形编程器，进行用户程序的编辑、修改，并通过个人计算机和PLC之间的通信接口实现用户程序的双向传送、监控PLC运行状态等。
5）电源
PLC的电源将外部供应的交流电转换成供CPU、存储器等所需的直流电，是整个PLC的能源供应中央。PLC大都采用高质量的工作稳定性好、抗干扰能力强的开关稳压电源，许多PLC 电源还可向外部提供直流24V稳压电源，用于向输入接口上的接入电气元件供电，从而简化外围配置。
第三章硬件配置和软件环境
3.1实验配置
3.1.1 西门子S7-200
S7-200系列PLC可提供4种不同的基本单元和6种型号的扩展单元。其系统构成包括基本
单元、扩展单元、编程器、存储卡、写入器、文本显示器等。本论文采用的是CUP224。它具有24个输入点和16个输出点。S7-200系列的基本单元如表3-1所示[13]。
3.1.2 传感器
热电偶是一种感温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号。常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、答应误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。本论文才用的是K型热电阻[14]。
3.1.3 EM 231模仿量输入模块
传感器检测到温度转换成0～41mv的电压信号，系统需要配置模拟量输入模块把电压信号转换成数字信号再送入PLC中进行处理。在这里，我们选用了西门子EM231 4TC模拟量输入模块。
EM231热电偶模块提供一个方便的，隔离的接口，用于七种热电偶类型：J、K、E、N、S、T 和R型，它也答应连接微小的模拟量信号(±80mV范围)，所有连到模块上的热电偶必须是相同类型，且最好使用带屏蔽的热电偶传感器。
EM231模块需要用户通过DIP开关进行选择的有：热电偶的类型、断线检查、测量单位、冷端补偿和开路故障方向，用户可以很方便地通过位于模块下部的组态DIP开关进行以上选择，如图3-2所示。本设计采用的是K型热电偶，结合其他的需要，我们设置DIP开关为00100000。
对于EM231 4TC模块，SW1～SW3用于选择热电偶类型，见表3-3 。SW4没有使用，SW5用于选择断线检测方向，SW6用于选择是否进行断线检测，SW7用于选择测量单位，SW8用于选择是否进行冷端补偿，见表3-4[15]。
为了使DIP开关设置起作用，用户需要给PLC的电源断电再通电。
3.2 STEP 7 Micro/WIN32软件介绍
STEP 7-MWIN32编程软件是基于Windows的应用软件，是西门子公司专门为SIMTIC S7-200系列PLC设计开发的。该软件功能强盛，界面友好，并有方便的联机功能。用户可以利用该软件开发程序，也可以实现监控用户程序的执行状态，该软件是SIMATIC S7-200拥护不可缺少的
开发工具
3.2.1安装STEP 7-MWIN32 V
4.0
在开始安装的时候是选择语言界面，对于版本4.0来说，这时候没有选择中文的，但可以先选择其他语言，见图3-5。等软件安装好之后再进行语言的切换。
在安装的最后，会出现一个界面，按照硬件的配置，我们需要用232通信电缆，采用PPI
的通信方式，所以要选择PPI/PC Cable(PPI)，这个时候在弹出来的窗口中选择端口地址，通信模式，一般选择默认就可以了，见图3-6。
假如想改变编程界面的语言，可在软件的主界面的工具栏中选择tools目录下选择option 选项，在出现的界面中选择general然后在右下角就可以选择中文了。见图3-7所示。
3.2.2 系统参数设置
系统块用来设置S7-200 CPU的系统选项和参数等。系统块更改后需要下载到CPU中，新的设置才能生效。系统块的设置如下，需要注重的是，PLC的地址默认是2，但本设计中需要用到的地址是1，如图3-8。通信端口的设置，同样的，我们用到的地址是1，如图3-9所示。图 3-9 通信端口设置
第四章控制算法描述
4.1 PWM技术
脉宽调制（PWM）是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在测量、通信、功率控制与变换的许多领域中。
PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个详细模拟信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(ON)，要么完全无(OFF) [16]。
本论文中采样周期和加热周期都是10秒。采样后，根据温差的大小进行PID调节，转化得到一个加热时间（0-10秒）作为下一个加热周期的加热时间。例如温差大，加热时间就大，温差小，那么加热时间就小。程序采用的是粗调和微控两段式控制方式。在粗控调阶段，占空比恒为一。在微控制阶段，占空比就根据温差不停地变化。
4.2 PID控制程序设计
模拟量闭环控制较好的方法之一是PID控制，PID在工业领域的应用已经有60多年，现在依然广泛地被应用。人们在应用的过程中积累了许多的经验，PID的研究已经到达一个比较高的程度。
比例控制(P)是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。其特点是具有快速反应，控制及时，但不能消除余差。
在积分控制(I)中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。积分控制可以消除余差，但具有滞后特点，不能快速对误差进行有效的控制。
在微分控制(D)中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。微分控制具有超前作用，它能猜测误差变化的趋势。避免较大的误差出现，微分控制不能消除余差。
PID控制，P、I、D各有自己的长处和缺点，它们一起使用的时候又和互相制约，但只有合理地选取PID值，就可以获得较高的控制质量[17]。
4.2.1 PID控制算法
如图4-1所示，PID控制器可调节回路输出，使系统达到稳定状态。偏差e和输入量r、输出量c的关系:
(4.2)
控制器的输出为:
(4.3)
上式中——PID回路的输出;
——比例系数P;
——积分系数I;
——微分系数D;
PID调节器的传输函数为：
(4.4)
数字计算机处理这个函数关系式，必须将连续函数离散化，对偏差周期采样后，计算机输出值。其离散化的规律如表4-5所示：
表 4-5 模拟与离散形式
模拟形式离散化形式
所以PID输出经过离散化后，它的输出方程为
??吉杰博客
??楼主发表于 2009-05-26 21:06:12
引用 1 楼
?摘要: 式4.8中，称为比例项；称为积分项；称为微分项；上式中，积分项是包括第一个采样周期到当前采样周期的所有误差的累积值[17]。计算中 ...
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式4.8中，
称为比例项；
称为积分项；
称为微分项；
上式中，积分项是包括第一个采样周期到当前采样周期的所有误差的累积值[17]。计算中，没有必要保留所有的采样周期的误差项，只需要保留积分项前值，计算机的处理就是按照这种思想。故可利用PLC中的PID指令实现位置式PID控制算法量[18]。
4.2.2 PID在PLC中的回路指令
现在很多PLC已经具备了PID功能，STEP 7 Micro/WIN就是其中之一有的是专用模块，有些是指令形式。西门子S7-200系列PLC中使用的是PID回路指令。见表4-7。
表4-7 PID回路指令
名称 PID运算
指令格式 PID
指令表格式 PID TBL，LOOP
梯形图
使用方法：当EN端口执行条件存在时候，就可进行PID运算。指令的两个操作数TBL和LOOP，TBL是回路表的起始地址，本文采用的是VB100，因为一个PID回路占用了32个字节，所以VD100到VD132都被占用了。LOOP是回路号，可以是0~7，不可以重复使用。PID回路在PLC中的地址分配情况如表4-8所示。
表4-8 PID指令回路表
偏移地址名称数据类型说明
0 过程变量（PVn）实数必须在0.0~1.0之间
4 给定值（SPn）实数必须在0.0~1.0之间
8 输出值（Mn）实数必须在0.0~1.0之间
12 增益（Kc）实数比例常数，可正可负
16 采样时间（Ts）实数单位为s，必须是正数
20 采样时间（Ti）实数单位为min，必须是正数
24 微分时间（Td）实数单位为min，必须是正数
28 积分项前值（MX）实数必须在0.0~1.0之间
32 过程变量前值（PVn-1）实数必须在0.0~1.0之间
1) 回路输入输出变量的数值转换方法
本文中，设定的温度是给定值SP，需要控制的变量是炉子的温度。但它不完全是过程变量PV，过程变量PV和PID回路输出有关。在本文中，经过测量的温度信号被转化为标准信号温度值才是过程变量，所以，这两个数不在同一个数量值，需要他们作比较，那就必须先作一下数据转换。温度输入变量的数10倍据转化。传感器输入的电压信号经过EM231转换后，是一个整数值，他的值大小是实际温度的把A/D模拟量单元输出的整数值的10倍。但PID 指令执行的数据必须是实数型，所以需要把整数转化成实数。使用指令DTR就可以了。如本设计中，是从AIW0读入温度被传感器转换后的数字量。其转换程序如下:
MOVW AIW0 AC1
DTR AC1 AC1
MOVR AC1 VD100
2) 实数的归一化处理
因为PID中除了采样时间和PID的三个参数外，其他几个参数都要求输入或输出值0.0~1.0之间，所以，在执行PID指令之前，必须把PV和SP的值作归一化处理。使它们的值都在0.0~1.0之间。归一化的公式如4.9:
（4.9）
式中——标准化的实数值；
——未标准化的实数值;
——补偿值或偏置，单极性为0.0，双极性为0.5;
——值域大小，为最大允许值减去最小允许值，单极性为32000.双极性为6400。
本文中采用的是单极性，故转换公式为:
（4.10）
因为温度经过检测和转换后，得到的值是实际温度的10倍，所以为了SP值和PV值在同一个数量值，我们输入SP值的时候应该是填写一个是实际温度10倍的数，即想要设定目标控制温度为100℃时，需要输入一个1000。另外一种实现方法就是，在归一化的时候，值域大小可以缩小10倍，那么，填写目标温度的时候就可以把实际值直接写进去[19]。
3) 回路输出变量的数据转换
?楼主发表于 2009-05-26 21:06:12
引用 1 楼
?摘要: 本设计中，利用回路的输出值来设定下一个周期内的加热时间。回路的输出值是在0.0~1.0之间，是一个标准化了的实数，在输出变量传送给D/A模拟量单元之前，必须把回路输出变量转换成相应的整数。这一过程是实数值 ...
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本设计中，利用回路的输出值来设定下一个周期内的加热时间。回路的输出值是在0.0~1.0之间，是一个标准化了的实数，在输出变量传送给D/A模拟量单元之前，必须把回路输出变量转换成相应的整数。这一过程是实数值标准化过程。
（4.11）
S7-200不提供直接将实数一步转化成整数的指令，必须先将实数转化成双整数，再将双整数转化成整数。程序如下：
ROUND AC1 AC1
DTI AC1 VW34
4.2.3 PID参数整定
PID参数整定方法就是确定调节器的比例系数P、积分时间Ti和和微分时间Td，改善系统的静态和动态特性，使系统的过渡过程达到最为满足的质量指标要求。一般可以通过理论
计算来确定，但误差太大。目前，应用最多的还是工程整定法：如经验法、衰减曲线法、临界比例带法和反应曲线法。
经验法又叫现场凑试法，它不需要进行事先的计算和实验，而是根据运行经验，利用一组经验参数，根据反应曲线的效果不断地改变参数，对于温度控制系统，工程上已经有大量的经验，其规律如表4-12所示。
表 4-12温度控制器参数经验数据
被控变量规律的选择比例度积分时间（分钟）微分时间（分钟）
温度滞后较大 20~60 3~10 0.5~3
实验凑试法的整定步骤为"先比例，再积分，最后微分"。
1）整定比例控制
将比例控制作用由小变到大，观察各次响应，直至得到反应快、超调小的响应曲线。
2）整定积分环节
先将步骤1）中选择的比例系数减小为原来的50～80％，再将积分时间置一个较大值，观测响应曲线。然后减小积分时间，加大积分作用，并相应调整比例系数，反复试凑至得到较满意的响应，确定比例和积分的参数。
3）整定微分环节环节
先置微分时间TD=0，逐渐加大TD，同时相应地改变比例系数和积分时间，反复试凑至获得满意的控制效果和PID控制参数[20]。
根据反复的试凑，调出比较好的结果是P=120. I=3.0 D=1.0。
第五章程序设计
5.1方案设计思路
PLC采用的是的S7-200，CPU是224系列，采用了5个灯来显示过程的状态，分别是运行灯，停止灯，温度正常灯，温度过高（警示灯）灯，和加热灯，可以通过5个灯的开关状况判定加热炉内的大概情况。K型传感器负责检测加热炉中的温度，把温度信号转化成对应的电压信号，经过PLC模数转换后进行 PID调节。根据PID输出值来控制下一个周期内（10s）内的加热时间和非加热时间。在加热时间内使得继电器接通，那加热炉就可处于加热状态，反之则停止加热[21]。
1) 硬件连线如图5-1所示。
2) I/O点地址分配如表5-2所示。
地址名称功能
I0.1 启动按扭按下开关，设备开始运行
I0.2 开关按钮按下开关，设备停止运行
I0.3 保护按钮按下开关，终止加热
Q0.0 运行灯灯亮表示设备处于运行状态
Q0.1 停止灯灯亮表示设备处于停止状态
Q0.3 温度状态指示灯（正常灯亮表示炉温在正常范围内
Q0.4 温度状态指示灯（危险）灯两表示炉温过高，处于危险状态
Q0.5 固态继电器灯亮表示加热炉正处于加热阶段
3）程序地址分配如表5-3所示。
表 5-3 内存地址分配
地址说明
VD0 用户设定比例常数P存放地址
VD4 用户设定积分常数I存放地址
VD8 用户设定微分常数D存放地址
VD12 目标设定温度存放地址
VD16 系统运行时间秒存放地址
VD20 系统运行时间分钟存放地址
?摘要: VD30 当前实际温度存放地址 VW34 一个周期内加热时间存放地址 VW36 一个周期内非加热时间存放地址 4） PID指令回路表如表5-4所示。表 5-4 PID指令回路表地址名称 ...
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VD30 当前实际温度存放地址
VW34 一个周期内加热时间存放地址
VW36 一个周期内非加热时间存放地址
4） PID指令回路表如表5-4所示。
表 5-4 PID指令回路表
地址名称说明
VD100 过程变量（PVn）必须在0.0~1.0之间
VD104 给定值（SPn）必须在0.0~1.0之间
VD108 输出值（Mn）必须在0.0~1.0之间
VD112 增益（Kc）比例常数，可正可负
VD116 采样时间（Ts）单位为s，必须是正数
VD120 采样时间（Ti）单位为min，必须是正数
VD124 微分时间（Td）单位为min，必须是正数
VD128 积分项前值（MX）必须在0.0~1.0之间
VD132 过程变量前值（PVn-1）必须在0.0~1.0之间
5.2 程序流程图
程序流程图如图5-5所示，1个主程序，3个子程序。
5.3助记符语言表
主程序
LD SM0.0 // SM0.0常ON
LPS // 将SM0.0压栈
AR= VD30 105.0 // 如果温度大于105℃
S Q0.4 1 // 使Q0.4保持ON
R Q0.3 1 // 使Q0.3保持OFF
LD SM0.0
LPS
A I0.1 // 按下启动按扭，启动系统
AN I0.3 // I0.3为保护关开，一般情况下保持ON S M0.1 1
R M0.2 1
LPP
A I0.2 // 按下关闭按扭，停止运行
AN I0.3
R M0.1 1
S M0.2 1
LD SM0.0
AN I0.3
LPS
A M0.1
S M0.0 1
R Q0.1 1 // 使停止指示灯（Q0.1）OFF
S Q0.0 1 // 使运行指示灯（Q0.0）ON
LPP
A M0.2
S Q0.1 1 // 使停止指示灯（Q0.1）ON
R M0.0 1
R Q0.0 1 // 使停止指示灯（Q0.0）OFF
LD M0.0
CALL SBR0 // 调用子程序0
LD M0.0
CALL SBR1 // 调用子程序1
LD M0.0
LPS
AN M0.3
TON T50 100
LPP
A T50
= M0.3 //每10S使中间继电器M0.3为ON
LD M0.3
CALL SBR2 //每10S调用一次子程序2
LD M0.0
AN I0.3
LPS
AN T52 //T51炉子一个周期内的加热时间
TON T51 VW34 //T51炉子一个周期内的非加热时间
LRD
AN T51
= Q0.5 //使继电器（Q0.5）接通，炉子加热
LPP
A T51
TON T52 VW36
子程序0
LD M0.0
LPS
AR= VD30 84.0 //如果温度大于84℃
S I0.5 1 //使I0.5常ON
R I0.4 1 //使I0.4常OFF
LD M0.0 //常ON继电器
AN M0.6
A I0.4 //如果I0.4为ON，则执行以下程序MOVR 300.0 VD0 //输入P值300到VD0
MOVR 999999.0 VD4 //输入I值999999.0到VD4 MOVR 0.0 VD8 //输入D值0.0到VD8
MOVR 100.0
西门子200PLC ModBus与7台神港温控器通讯实现温度数据采集与集中控制
西门子200PLC与7台 神港温控器ModBus通讯实现温度采集与集中控制 ——江湖小色 首先说点废话。随着智能温控仪表的普及以及工业现场总线集中控制技术的不断完善，以温控器为代表的智能仪表和PLC等上位机的通讯在工业控制过程实施中越来越多的被使，其中以ModBus的应用最为普遍。过去我曾经发表过一篇《西门子200PLC和omron 温控器modbus通讯》的文章，后来收到很多朋友的邮件请教ModBus的相关问题，但是由于工作比较忙的原因，不能逐一的回复各位网友的疑问，最近稍微比较清闲，正好刚做了一个类似的项目，重新编写了循环读取及错误处理程序，相比《西门子200PLC和omron温控器modbus通讯》中的实验程序更具有实用性，所以决定再写这篇文章，希望对各位朋友有所帮助。顺便谈谈做ModBus通讯需要注意的一些事情。 关于如何实用ModBus库及程序这里就不多说了，《西门子200PLC和omron温控器modbus通讯》中有详细讲过，你可以通过这个链接看到这篇文章。 https://www.360docs.net/doc/3618583856.html,/view/1e666e0876*******edb11ad.html 直接讲程序了： 有点小麻烦，PDF打印机出了点问题，看来只能复制STL代码了。 1.初始化： LD Always_On:SM0.0 = L60.0 LD Always_On:SM0.0 = L63.7 LD L60.0 CALL MBUS_CTRL_P1:SBR3, L63.7, 19200, 2, 1000, M13.5, VB2110 注意：黄色显示部分。初始化指令中的比特率、校验位、要和你所要通讯的仪表的一致。初始化程序写好后编译是会报错的，因为你还没有分配库存储区。 2.循环扫描一： LD Always_On:SM0.0 LPS A M17.0 LPS AB= VB2111, 0 R M17.1, 1 S M17.2, 1 R M17.0, 1 LPP AB<> VB2111, 0 R M17.1, 1 LRD A M17.3 LPS AB= VB2112, 0 R M17.2, 1 S M17.4, 1
温度控制器的工作原理
温度控制器的工作原理 据了解，很多厂家在使用温度控制器的过程中，往往碰到惯性温度误差的问题，苦于无法解决，依靠手工调压来控制温度。创新，采用了PID模糊控制技术，较好地解决了惯性温度误差的问题。传统的温度控制器，是利用热电偶线在温度化变化的情况下，产生变化的电流作为控制信号，对电器元件作定点的开关控制器。电脑控制温度控制器：采用PID模糊控制技术*用先进的数码技术通过Pvar、Ivar、Dvar（比例、积分、微分）三方面的结合调整形成一个模糊控制来解决惯性温度误差问题。 传统的温度控制器的电热元件一般以电热棒、发热圈为主，两者里面都用发热丝制成。发热丝通过电流加热时，通常达到1000℃以上，所以发热棒、发热圈内部温度都很高。一般进行温度控制的电器机械，其控制温度多在0-400℃之间，所以，传统的温度控制器进行温度控制期间，当被加热器件温度升高至设定温度时，温度控制器会发出信号停止加热。但这时发热棒或发热圈的内部温度会高于400℃，发热棒、发热圈还将会对被加热的器件进行加热，即使温度控制器发出信号停止加热，被加热器件的温度还往往继续上升几度，然后才开始下降。当下降到设定温度的下限时，温度控制器又开始发出加热的信号，开始加热，但发热丝要把温度传递到被加热器件需要一定的时候，这就要视乎发热丝与被加热器件之间的介质情况而定。通常开始重新加热时，温度继续下降几度。所以，传统的定点开关控制温度会有正负误差几度的现象，但这不是温度控制器本身的问题，而是整个热系统的结构性问题，使温度控制器控温产生一种惯性温度误差。 要解决温度控制器这个问题，采用PID模糊控制技术，是明智的选择。PID模糊控制，是针对以上的情况而制定的、新的温度控制方案，用先进的数码技术通过Pvar、Ivar、Dvar三方面的结合调整，形成一个模糊控制，来解决惯性温度误差问题。然而，在很多情况下，由于传统的温度控制器温控方式存在较大的惯性温度误差，往往在要求精确的温控时，很多人会放弃自动控制而采用调压器来代替温度控制器。当然，在电压稳定工作的速度不变、外界气温不变和空气流动速度不变的情况下，这样做是完全可以的，但要清楚地知道，以上的环境因素是不断改变的，同时，用调压器来代替温度控制器时，必须在很大程度上靠人力调节，随着工作环境的变化而用人手调好所需温度的度数，然后靠相对稳定的电压来通电加热，勉强运作，但这决不是自动控温。当需要控温的关键很多时，就会手忙脚乱。这样，调压器就派不上用场，因为靠人手不能同时调节那么多需要温控的关键，只有采用PID模糊控制技术，才能解决这个问题，使操作得心应手，运行畅顺。例如烫金机，其温度要求比较稳定，通常在正负2℃以内才能较好运作。高速烫金机烫制同一种产品图案时，随着速度加快，加热速度也要相应提高。这时，传统的温度控制器方式和采用调压器操作就不能胜任，产品的质量就不能保证，因为烫金之前必须要把烫金机的运转速度调节适当，用速度来迁就温度控制器和调压器的弱点。但是，如果采用PID模糊控制的温度控制器，就能解决以上的问题，因为PID中的P，即Pvar功率变量控制，能随着烫金机工作速度加快而加大功率输出的百分量。 有机械式的和电子式的， 机械式的采用两层热膨胀系数不同金属亚在一起，温度改变时，他的弯曲度会发生改变，当弯曲到某个程度是，接通（或断开）回路，使得制冷（或加热）设备工作。
西门子1000MW机组闭环控制简介
1000MW机组闭环控制简介 汤益琛 一、机组协调控制 协调控制的目的可以简单描述为：在维持机、炉能量平衡的前提下快速响应系统负荷需求。我厂1000MW机组的协调控制方式是以锅炉跟随为基础的机炉协调控制方式，即我们常说的锅炉控压力，汽机控负荷，特点是负荷响应快，主汽压力欠稳。 变负荷时的响 应优化 图1 协调控制示意图 1、负荷控制回路 通过查看DCS和DEH控制画面中可以发现，机组负荷指令N与汽轮发电机组最终响应的负荷指令是有区别的，因为协调控制是一种智能控制，是会根据自身特点和能力来灵活响应系统负荷需求的。 锅炉具有大惯性、大迟延的调节特性，压力拉回回路是当锅炉对主汽压力调节不足时，让响应速度快的汽轮机参与稳定主汽压力。即当主汽压力偏差较大时，汽机加负荷，开调门，抑制汽压上涨；反之，则减负荷、关调门。五号机的压力拉回回路的压力偏差动作值范围为0.35～0.8 MPa，六号机为0.15～0.8 MPa。该回路示意图如图2：
图2 压力拉回回路 一次调频优化主要是针对投AGC时，AGC指令与一次调频方向不一致，引起调频效果差而设计。简单说，就是当一次调频响应幅值>0.1MW时，暂停AGC指令响应，并增加1.5MW的一次调频效果。 信号补偿是因为DEH的负荷指令是通过硬接线从DCS模拟量输出的，存在信号衰减。为了还原失真的信号，此处将DEH收到的信号通过跨服务器AP间通讯传回DCS，进行差额补偿。 2、锅炉主控指令 主要由以下几部分组成： （1）、基本指令：单元负荷指令和频率校正叠加作为B-MASTER的基本指令，是机组稳定运行时的锅炉负荷，即汽机发多少，锅炉就烧多少。 （2）变负荷/压力速率：锅炉惯性、迟延大，加负荷若只靠基本指令作用，则变负荷、压力速度过慢，所以为了达到要求的变负荷/压力速率要求，必需增加额外的锅炉负荷。这与汽车提速的道理类似，起步时加大油门实现快速提速，等接近目标速度时逐渐减小油门，减小加速度。负荷和压力设定值产生的动态补偿就是为了实现这一过程，等到稳态时其输出为0. （3）锅炉蓄热补偿：锅炉压力的改变会引起锅炉蓄热的变化，变负荷（包括一次调频）初期都是通过增、耗锅炉蓄热来实现快速响应的。负荷变化幅度越大，压力变化越大，需补偿的锅炉蓄热就越大；一次调频幅度越大，需补偿的蓄热也就越大。六号机一次调频对锅炉蓄热的补偿是通过修正压力偏差实现的，五号机该回路未启用。锅炉蓄热补偿的数值和作用时间都很短，运行人员基本感觉不到它的作用。 （4）压力调节：以上几部分指令实现了稳态或暂态过程中机、炉能量的基本平衡，实现粗调。压力调节则实现了机、炉能量平衡的精细调节，维持了主汽压力的稳定。简单说就是主汽压力低了就加点锅炉出力，反之就减点。
基于西门子S7-200 PLC的温度控制系统设计毕业论文 程序
基于西门子S7-200 PLC的温度控制系统设计毕业论文 摘要:基于西门子S7-200 PLC的温度控制系统设计毕业论文本文摘自单片机开发平 第一章前言 1.1 课题研究背景温度是工业生产中常见的工艺 ... 基于西门子S7-200 PLC的温度控制系统设计毕业论文 本文摘自单片机开发平第一章前言 1.1 课题研究背景 温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关。在科学研究和生产实践的诸多领域中温度控制占有着极为重要的地位特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足轻重的作用。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。例如冶金、机械、食品、化工等各类工业生产中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等；燃料有煤气、天然气、油、电等[1]。温度控制系统的工艺过程复杂多变，具有不确定性，因此对系统要求更为先进的控制技术和控制理论。 可编程控制器（PLC）可编程控制器是一种工业控制计算机，是继续计算机、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。它具有抗干扰能力强，价格便宜，可靠性强，编程简朴，易学易用等特点，在工业领域中深受工程操作人员的喜欢，因此PLC已在工业控制的各个领域中被广泛地使用[2]。 目前在控制领域中，虽然逐步采用了电子计算机这个先进技术工具，特别是石油化工企业普遍采用了分散控制系统（DCS）。但就其控制策略而言，占统治地位的仍旧是常规的PID 控制。PID结构简朴、稳定性好、工作可靠、使用中不必弄清系统的数学模型[3]。PID的使用已经有60多年了，有人称赞它是控制领域的常青树。 组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。在组态概念出现之前，要实现某一任务，都是通过编写程序来实现的。编写程序不但工作量大、周期长，而且轻易犯错误，不能保证工期。组态软件的出现，解决了这个问题。对于过去需要几个月的工作，通过组态几天就可以完成.组态王是海内一家较有影响力的组态软件开发公司开发的，组态王具有流程画面，过程数据记录，趋势曲线，报警窗口，生产报表等功能，已经在多个领域被应用[4]。 1.2 温度控制系统的发展状况 温度控制系统在工业生产中获得了广泛的应用，在工农业生产、国防、科研以及日常生活等领域占有重要的地位。温度控制系统是人类供热、取暖的主要设备的驱动来源，它的出现迄今已有两百余年的历史。期间，从低级到高级，从简单到复杂，随着生产力的发展和对温度控制精度要求的不断提高，温度控制系统的控制技术得到迅速发展。当前比较流行的温度控制系统有基于单片机的温度控制系统，基于PLC 的温度控制系统，基于工控机（IPC）的温度控制系统，集散型温度控制系统（DCS），现场总线控制系统（FCS）等。 单片机的发展历史虽不长，但它凭着体积小，成本低，功能强盛和可靠性高等特点，已经在许多领域得到了广泛的应用。单片机已经由开始的4位机发展到32位机，其性能进一步得到改善[5]。基于单片机的温度控制系统运行稳定，工作精度高。但相对其他温度系统而言，单片机响应速度慢、中断源少，不利于在复杂的，高要求的系统中使用。 PLC是一种数字控制专用电子计算机，它使用了可编程序存储器储存指令，执行诸如逻辑、
西门子 温度控制器 RWD32[1].
O3341A031En2 版本 2 安装和调试指导RWD82 RWD32 运用RWD82 RWD32
该通用控制器用于 HVAC 系统的舒适性控制。 可提供二个数字量输出信号用于2级的开/关控制，或作为一个独立的三位控制器。主模拟输入信号可被设定为C0,F0,%或没有特定单位．第二个模拟量输入信号能被用于下列应用程序： ? PI限制功能 ( 绝对值和相对值) ?远程参数设定功能 ?设定点的补偿 ?夏季 / 冬季模式转换 ( 模拟量或数字量的输入)(反转的供热 / 制冷输出) ?串级控制功能 ?制冷 / 去湿的优先级控制 独立的数字输入可提供白天 / 夜间模式转换． RWD32/RWD82 控制器即可安装在开关箱内的标准的DIN导轨上也可用螺丝安装在保护外壳内． 输出方式和辅助功能必须在初始化时进行参数设置，详见维护模式的参数设置流程。 注: 运用的详细资料清单可向当地的供货商索取．如：RWD32的第30号运用号的资料代码为RWD32/30. 菜单显示描述
1000? 温度传感器 (不可更改) (仅对 0-10 Vdc 有效) X1Pt X1为兰吉尔．驷法公司的 Pt 1000? 温度传感器 Pt 1000?: -20…180°C (不可更改) X2 L X2的起始点 (仅对 0-10 Vdc 有效) -100…8000 X2Pt X2为兰吉尔．驷法公司的 Pt 1000? 温度传感器 Pt 1000?: -20…180°C (不可更改) X1 H X1的终止点 (仅对 0-10 Vdc 有效) -100…8000 X1 0-10 X1为 0-10 Vdc 输入信号传感器 0-10 Vdc: -100 (8000) X2 H X2的终止点 (仅对 0-10 Vdc 有效) -100…8000 X2 0-10 X2为 0-10 Vdc 输入信号传感器 0-10 Vdc: -100 (8000) X2VR 可变电阻 0…1000 ? PS 1 – 运用号的选择: LIM ABS 绝对值 LIM rEL 相对值 WIN/SUM diG 通过数字信号输入点进行 冬/夏季工况转换 WIN/SUM AnLG 通过模拟信号输入点进行 冬/夏季工况转换 Act 主动式的传感器(如：0~10VDC)的信号输入 PS 3 辅助功能的参数设置 在#8和#9运用号中无PS3的辅助参数功能． 操作模式 RWD 控制器有以下功能的操作按键： SELECT 选择键被用来进行确认和储存参数设置． 通过上下按键进行参数的查看和调整． 操作超时 在正常模式下调整设定参数时，如在20秒内无任何操作RWD 控制器将自动退出．但是，当处在参数设置的模式时， RWD 控制器将将保持为PS 参数设置模式直至用户结束整个参数设置过程． 注意 仅在特定的程序或编程过程中出现相应的特定参数．如：假设第二个模拟输入未被使用，则X2的值和相应选项均不会出现．
基于西门子PLC的温度PID控制
基于西门子PLC的温度PID控制 摘要：本文主要介绍了如何使用Siemens PLC 编成软件Step 7-5x中的FB41、FB43功能块实现PID控制，并举例说明它们在温度控制中的应用。 关键词：PID控制器，STEP7，温度控制，PLC Abstract：The paper mainly introduces how to use FB41 and FB43 which are function blocks in the Siemens PLC programming software to make PID controller，and one example is used to explain it be used in temperature control 。 Keywords：PID Controller，STEP 7，temperature control，PLC 0、引言 PID控制器问世至今已有近70年历史，控制理论的发展经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段，但在工业控制系统中，绝大多数还是使用PID控制器，因为它结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便。现今，PID控制及其控制器或智能PID 控制器的产品已经很多，他们在工程实际中得到了广泛的应用。西门子公司S7-200、S7-300/400系列PLC都具有PID控制功能，但有很多工程技术人员对怎样使用它们不太了解，有的工程技术甚至自己编写PID控制器而不使用现有的PID控制器。本文主要介绍Step 7-5x中的FB41、FB43功能块，并举例说明它们在温度控制中的应用。 1、PID控制的原理和特点 PID控制即比例、积分、微分控制，当被控对象的结构和参数不能被完全掌握，或得不到精确的数学模型时，应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统的被控对象，或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。PID控制器就是根据设定值与实际值的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的，同时，根据实际情况还可以有PI和PD控制器。 1.1比例（P）控制 比例控制是一种最简单的控制方式，其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。系统一旦出现偏差，比例调节立即作用以减少偏差，但当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。 1.2积分（I）控制 积分控制的作用是使系统消除稳态误差，提高无差度。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例积分(PI)控制器，
SIEMENS S7-300与SHIMADEN SR93温控仪表的通讯
SIEMENS S7-300与SHIMADEN SR93温控仪表的通讯 简要：通过协议转换桥设备，将SR93温控仪表与SIEMENS PROFIBUS-DP网络连接起来，实现SIEMENS PROFIBUS网络对温控仪表的温度信号提取和远程设定。关键词：RS232/RS485、MODBUS、协议转换桥、PROFIBUS、PB-B-MODBUS/485 简要：通过协议转换桥设备，将SR93温控仪表与SIEMENS PROFIBUS-DP网络连接起来，实现SIEMENS PROFIBUS网络对温控仪表的温度信号提取和远程设定。 关键词：RS232/RS485、MODBUS、协议转换桥、PROFIBUS、PB-B-MODBUS/485。 正文 1 目前温度控制系统使用的温控仪表大多提供RS232/RS485通讯接口，支持标准串口通讯协议和MODBUS格式通讯，不提供和不支持SIEMENS PROFIBUS专用网络接口和专用通讯协议，无法和SIEMENS PROFIBUS网络直接进行通讯链接。因此实现温控仪表与SIEMENS PROFIBUS的通讯连接，必须将温控仪表的通讯协议进行转换，转换成SIEMENS PROFIBUS 协议，才能实现温控仪表与SIEMENS PROFIBUS的网络通讯，达到工业网络通讯要求。 2 攀成钢薄板有限公司镀锌生产线热风炉共分四个区，系统要求每个区现场均设温度表对温度进行采样，温度信号通过PROFIBUS与其它站点进行通讯，每区的温度信号必须能够远传至SIEMENS PROFIBUS-DP网络，并能在上位机进行检视和远程设定。 2.1系统设计四个区，每区温度仪表采用SHIMADEN SR93型，该仪表提供RS232/RS485通讯接口，支持MODBUS通讯协议。如何将SHIMADEN SR93 协议内容被PROFIBUS 所认识，必须寻求一种解释设备，将SR93的设备协议内容翻译为PROFIBUS 认识，即可实现达到用户网络要求。PB-B-MODBUS/485是一种协议转换模块，它是将RS485接口的MODBUS通讯协议的设备数据转换为PROFIBUS-DP协议数据的解释设备，供PROFIBUS网络站点访问。因此方案设计确定利用PB-B-MODBUS协议桥将温控仪表与PROFIBUS总线链接起来，达到技术目标需求。 2.2 PB-B-MODBUS协议总线桥 产品特点：〈1〉具有RS232/485接口的MODBUS协议设备可以使用该产品实现与现场总线PROFIBUS的互连。〈2〉不用了解PROFIBUS和MODBUS技术细节，用户只需根据要求完成配置，不需复杂编程，即可实现连接通信。〈3〉依照PROFIBUS通信数据区和MODBUS 通信数据区的映射关系，实现PROFIBUS到MODBUS之间的数据透明通信。 技术指标：[1]PB-B-MM/232/485/V3接口在PROFIBUS侧是一个PROFIBUS-DP从站，在MODBUS一侧是MODBUS主站；接口通过PROFIBUS通信数据区和MODBUS数据区的数据映射实现PROFIBUS和MODBUS的数据透明通信。如图
西门子RWD62温控器使用说明书
RWD62减温调试说明 一、程序组成： 1． PS1：设置应用号 2． PS2：设置输入单位 3． PS3：设置补偿回路 4． PS4：设置主回路参数 二．调试顺序： PS1 PS2 （PS3） PS4 三．调试步骤： 正确连线后显示下界面： Ｙ１ ＸＩ １０ ? ２３℃ 同时按‘+－’直到PS4出现(4处于闪烁状态) 按下“－”直至PS1出现 按下“SEL”出现如下界面: 10处于闪烁状态.按下“+”或“－”进行程序号的选择并用“SEL”进行备注：程序号的选择与用户要 求和现场情况有关。 一般选择： #10：供热或正比例曲线（无补偿） #40：制冷或反比例曲线（无补偿） 以下程序设置以#10为例。 选定曲线后显示下界面： ＮＥＸＴ ＰＳ 意为进行下一个PS 的设置。 按“+”显示下界面 ＰＳ ２ 按下“SEL”出现如下界面: #10 ＵＮＴ ℃ 按下“SEL” ℃处于闪烁状态,按下“－”选择至如下界面 （注：如是西门子传感器则此项无须设定，如不是则须设定至以下界面） #10 UNT ------------- 按“+”显示下界面： #10 X1 0－１０ 此项无须调整直接跳过 按“+”显示下界面
#10 XIL 0 此界面代表温度下限，按“SEL”0处于闪烁状态，可以按“+”“－”随意调节数值大小。 按“+”显示下界面： #10 XIH 100 此界面代表温度下限，按“SEL”100处于闪烁状态，可以按“+”“－”随意调节数值大小。（例：如果温度变送器的量程为0℃-350℃则下限设为0上限设为350） 按“+”显示下界面： NEXT PS 按“+”显示下界面： PS 4 按下“SEL”显示如下界面： Y1 #10 XP 0.65 按下SEL后用“+”或“-”设定比例带，即控制系统的响应速度。最后用SEL进行选定。 按下“+”后显示如下界面： Y1 #10 TN 256SEC 按下SEL后用“+”或“-”设定积分时间，即控制系统的调整精度(但要注意它对系统稳定性的影响).最后用SEL进行选定。
西门子 温度控制器 RWD32[1].
O3341A031En2 版本 2 安装和调试指导RWD82 RWD32 RWD82 RWD32
运用 Siemens Building Technologies 西门子温度控制器 RWD32..doc.doc O3341A031En1 1-May-01 Page 1 该通用控制器用于 HVAC 系统的舒适性控制。 00 可提供二个数字量输出信号用于2级的开/关控制，或作为一个独立的三位控制器。主模拟输入信号可被设定为C,F,%或没有特定单位． 第二个模拟量输入信号能被用于下列应用程序： ? PI限制功能 ( 绝对值和相对值) ? 远程参数设定功能?设定点的补偿 ?夏季 / 冬季模式转换 ( 模拟量或数字量的输入)(反转的供热 / 制冷输出) ? 串级控制功能 ?制冷 / 去湿的优先级控制 独立的数字输入可提供白天 / 夜间模式转换． RWD32/RWD82 控制器即可安装在开关箱内的标准的DIN导轨上也可用螺丝安 装在保护外壳内．输出方式和辅助功能必须在初始化时进行参数设置，详见维护模式的参数设置流程。
注: 运用的详细资料清单可向当地的供货商索取．如：RWD32的第30号运用号的资料代码为RWD32/30. 菜单显示描述 Page 2 1-May-01 西门子温度控制器 RWD32..doc.doc O3341A031En1 Siemens Building Technologies
Siemens Building Technologies 西门子温度控制器 RWD32..doc.doc O3341A031En1 1-May-01 Page 3 1000? 温度传感器 X1Pt X2Pt X1 0-10 X2 0-10 (不可更改) X1为兰吉尔．驷法公司的Pt Pt 1000?: -20…180°C (不可更改) 1000? 温度传感器 X2为兰吉尔．驷法公司的Pt Pt 1000?: -20…180°C (不可更改) 1000? 温度传感器
西门子S7-200 SMART与欧姆龙 E5CC系列温控器 MODBUS通讯方法
交流学习——西门子PLC
目录 一，硬件设备组成 (3) 二，设备接线 (3) 三，通讯设定 (4) 3.1欧姆龙E5CC温控器端通信 (4) 3.1.1通信项目 (4) 3.1.2通信设定操作 (5) 3.1.3通信设定项目解释 (6) 3.1.4MODBUS通信设定 (6) 3.2西门子S7-200SMART端通信 (7) 3.2.1PLC MODBUS通信设定 (7) 四，PLC程序编写 (8) 4.1MODBUS RTU功能块 (8) 4.2主程序编写 (9) 4.2.1程序编写前注意事项 (9) 4.2.2程序编写 (10) 附件1：欧姆龙温控器变量范围（设定区域）一览 (12) 附件2： (23)
一，硬件设备组成 1.西门子S7-200SMART SR60PLC1台 2.欧姆龙E5CC CX2DSM-804温控器1台 3.热电偶、加热器各1个 4.24V电源1个 5.通信线、导线若干 二，设备接线 图2.11接线图 电源：可以供24VDC电源（不分正负极性）也可以供220VAC电源。接11、12号脚。 通讯：RS-485，B(+)接13，A(-)接14。 传感器输入：这边用的是电流量4-20mA，所以接到是4、5号脚。 控制输出：这边用的是电流输出，所以接的是1、2号脚。
三，通讯设定 3.1欧姆龙E5CC温控器端通信 3.1.1通信项目 E5□C通信规格的设定通过通信设定菜单进行。通信设定项目的设定请通过E5□C的面板操作进行。 通信设定项目的类型与设定内容如下： 图3.1通信设定项目类型表 上表中的阴影部分为默认值。 *协议选择为Modbus时，通信数据位固定为8位；奇偶校验设定为偶数/奇数时，通信终止位固定为1位、无奇偶校验时固定为2位，不显示项目。
S7-200温度控制
硬件配置和软件环境 3.1实验配置 3.1.1 西门子S7-200 S7-200系列PLC可提供4种不同的基本单元和6种型号的扩展单元。其系统构成包括基本单元、扩展单元、编程器、存储卡、写入器、文本显示器等。本论文采用的是CUP224。它具有24个输入点和16个输出点。S7-200系列的基本单元如表3-1所示[13]。 表3-1 S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元 3.1.2 传感器 热电偶是一种感温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号。常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。所调用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的测量。标准化热电偶我国从1988年1月1日起，热电偶和热电阻全部按IEC国际标准生产，并指定S、B、E、K、R、J、T七种标准化热电偶为我国统一设计型热电偶。本论文才用的是K型热电阻[14]。
3.1.3 EM 231模拟量输入模块 传感器检测到温度转换成0～41mv的电压信号，系统需要配置模拟量输入模块把电压信号转换成数字信号再送入PLC中进行处理。在这里，我们选用了西门子EM231 4TC模拟量输入模块。 EM231热电偶模块提供一个方便的，隔离的接口，用于七种热电偶类型：J、K、E、N、S、T和R型，它也允许连接微小的模拟量信号(±80mV范围)，所有连到模块上的热电偶必须是相同类型，且最好使用带屏蔽的热电偶传感器。 EM231模块需要用户通过DIP开关进行选择的有：热电偶的类型、断线检查、测量单位、冷端补偿和开路故障方向，用户可以很方便地通过位于模块下部的组态DIP开关进行以上选择，如图3-2所示。本设计采用的是K型热电偶，结合其他的需要，我们设置DIP开关为00100000。 对于EM231 4TC模块，SW1～SW3用于选择热电偶类型，见表3-3 。SW4没有使用，SW5用于选择断线检测方向，SW6用于选择是否进行断线检测，SW7用于选择测量单位，SW8用于选择是否进行冷端补偿，见表3-4[15]。 为了使DIP开关设置起作用，用户需要给PLC的电源断电再通电。 图3-2 EM231模块DIP开关
基于西门子s7-200的温度控制系统设计
基于西门子s7-200的温度控制系统设计
郑州大学毕业设计（论文） 题目基于西门子S7-200 PLC的温度 控制系统设计 院系 专业 年级 学生姓名 指导教师 2013 年6 月 2 日 2
摘要 温度是各种工业过程最普遍、最重要的参数之一，温度控制的精度对实验结果或工业生产都会产生重要的影响。 传统的温控系统采用温控仪表和继电器式控制柜等进行控制，其主要缺点是结构复杂，体积大，故障率高，通用性差，控制精度低．人机交互困难，自动化程度低．难以满足现代生产加工的需要。随着现代传感技术与控制方法的不断革新和发展，对实时温度控制的精度以及反应快速性的要求越来越高。本文就是基于PLC的温度控制系统设计。 本文主要介绍了PLC相关知识、温度控制系统的硬件设计、软件设计，同时对传感技术、PID算法以及调压技术进行了涉及。在硬件上主要采用西门子S7-200系列CPU224XP，K型热电偶传感器及K型热电偶变送器、柱式电压调压器以及EM235模拟量输入输出扩展模块。热电偶作为温度采集元件，采集的信号经温度变送器转换盒放大后送到EM235处理，随后送入PLC进行PID运算，运算结果控制调压器对加热过程进行调节实现自动化控制。 关键词温度控制PLC PID
Abstract Temperature is one of the most common variety of industrial processes, the most important parameter, the accuracy of temperature control will have an important impact on the results or industrial production. The temperature control system is adopted in traditional temperature control meter and relay control cabinet control, its main disadvantage is the complicated structure, big volume, high failure rate, poor universality, low control accuracy. Human-computer interaction difficulties, low degree of automation. It is difficult to meet the needs of modern production and processing. With the continuous innovation and development of modern sensor technology and control method, the higher of the real-time temperature control precision and response speed are required. This article is based on the PLC temperature control system design. This paper mainly introduced the PLC related knowledge, the temperature control system hardware design, software design, at the same I
西门子PLC温度控制示例
一、控制要求 将被控系统的温度控制在某一范围之间，当温度低于下限或高于上限时，应能自动进行调整，如果调整一定时间后仍不能脱离不正常状态，则采用声光报警，来提醒操作人员注意，排除故障。 系统设置一个启动按钮来启动控制程序，设置绿、红、黄三台指示灯来指示温度状态。当被控系统的温度在要求范围内，则绿灯亮，表示系统运行正常；当被控系统的温度超过上限或低于下限时，经调整且在设定时间内仍不能回到正常范围，则红灯或黄灯亮，并伴有声音报警，表示温度超过上限或低于下限。 该系统充分利用电气智能平台现有设备，引入PLC和变频器于系统中，将硬件模拟和软件仿真有机结合，有效的运用了平台资源。本文通过对该系统的阐述，详细介绍了PLC和变频器在模拟量信号监控中的运用。 二、控制系统原理及框图 该系统共涉及四大部分，包括温度传感器、变送器、PLC温度监控系统和外部温度调节设备。首先，选取监控对象，在其内部（比如孵坊）选取四个采样点，利用四个温度传感器分别采集这四点温度后；通过变送器将采集到的四点温度的采样值转换为模拟量电压信号，从而得到四个采样点所对应的电压值，输入到PLC的四个模拟量输入端口；PLC温度监控系统将这四点温度读入后，取其平均值，作为被控系统的实际温度值，将其与预先设定的正常温度范围上下限相比较，得出系统所处状态，并向外部温度调节设备输出模拟量控制信号；外部温度调节设备根据输出的模拟量的大小来调节温度的上升与下降或保持恒温状态。 本文以0～10V来对应温度0～100℃，设置40～60℃为系统的正常温度范围，对应的模拟量电压为4～6V，也即40℃（4V）为下限，60℃（6V）为上限，调节时间设定为20S。
西门子MAXUMII在线色谱MMI中文图解手册
TrainingManual 西门子MAXUMII在线色谱 MMI中文图解手册 Revision2007-6-10 PI&PA Technical Service Center 页面位置：M-1 页面说明：查看菜单页面。这个菜单提供用户一些简单的浏览页面，功能相对较少。 页面位置：M-1-1 页面说明：选择分析仪页面。这里可查看或远程连接控制网络上的色谱分析仪。操作该功能时请不要重复按任何按键，否则将会造成死机。页面位置：M-1-2 页面说明：查看、确认、清除色谱的报警信息。对于多次发生的报警将无法直接清除，请检查该故障并根据具体情况处理。 页面位置：M-1-3-工艺次序 页面说明：流路次序－工艺次序页面。正常分析时需要激活此页面并运行色谱分析仪。 页面位置：M-1-3-标定次序 页面说明：流路次序－标定次序页面。切换到标定次序页面，再按“设置激活”键可激活当前次序，运行色谱将进行标定动作。 页面位置：M-1-4 页面说明：检测器和实时谱图页面。这里可查看检测器信号值，也可查看实时谱图。 页面位置：M-1-5 页面说明：查看分析结果与色谱图页面。 页面位置：M-1-5-查看谱图 页面说明：查看谱图页面。请利用切换通道、显示谱图、谱图缩放等功能查看谱图信息。 页面位置：M-1-5-查看结果 页面说明：查看分析结果页面。这里可查看每个循环周期的各组份存储值。谱图无故障时存储值将作为最终结果发送到DCS。 页面位置：M-1-6 页面说明：自动确认页面。在无自动确认功能配置的色谱内该功能不可用。 页面位置：M-1-7 页面说明：自动标定页面。在无自动标定功能配置的色谱内该功能不可用。 页面位置：M-2