《工控組態(tài)技術(shù)及應(yīng)用-組態(tài)王》課件模塊四

模塊四模擬量組態(tài)工程

項(xiàng)目一單容液位定值控制系統(tǒng)(泓格7000系列智能模塊)

項(xiàng)目二溫度控制系統(tǒng)

項(xiàng)目三百特儀表液位控制系統(tǒng)

項(xiàng)目四風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)

項(xiàng)目五液位串級(jí)控制系統(tǒng)

項(xiàng)目六西門子S7-300PLC液位控制系統(tǒng)

項(xiàng)目一單容液位定值控制系統(tǒng)

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.知識(shí)目標(biāo)

(1)掌握單容液位定值控制系統(tǒng)的控制要求。

(2)掌握單容液位定值控制系統(tǒng)的硬件接線。

(3)掌握單容液位定值控制系統(tǒng)的通信方式。

(4)掌握單容液位定值控制系統(tǒng)的控制原理。

(5)掌握單容液位定值控制系統(tǒng)PID控制的設(shè)計(jì)方法。

(6)掌握單容液位定值控制系統(tǒng)腳本程序的設(shè)計(jì)方法。

(7)掌握單容液位定值控制系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計(jì)方法。

2.能力目標(biāo)

(1)初步具備簡(jiǎn)單工程的分析能力。

(2)初步具備簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的構(gòu)建能力。

(3)增強(qiáng)獨(dú)立分析、綜合開發(fā)研究、解決具體問題的能力。

(4)初步具備對(duì)PID閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。

(5)初步具備單容液位定值控制系統(tǒng)的分析能力。

(6)初步具備單容液位定值控制系統(tǒng)的組態(tài)能力。

(7)初步具備單容液位定值控制系統(tǒng)的統(tǒng)調(diào)能力。二、要求學(xué)生必備的知識(shí)與技能

1.必備知識(shí)

(1)檢測(cè)儀表及調(diào)節(jié)儀表的基本知識(shí)。

(2)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的組成。

(3)計(jì)算機(jī)控制基本知識(shí)。

(4)泓格7017模擬量輸入模塊基本知識(shí)。

(5)泓格7024模擬量輸出模塊基本知識(shí)。

(6)計(jì)算機(jī)輸入通道基本知識(shí)。

(7)計(jì)算機(jī)輸出通道基本知識(shí)。

(8)?PID控制原理。

(9)計(jì)算機(jī)直接數(shù)字控制系統(tǒng)的基本知識(shí)。

(10)閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本知識(shí)。

(11)組態(tài)技術(shù)基本知識(shí)。

2.必備技能

(1)熟練的計(jì)算機(jī)操作技能。

(2)變送器的調(diào)校技能。

(3)控制器的調(diào)校技能。

(4)泓格7017模擬量輸入模塊的接線能力。

(5)泓格7024模擬量輸出模塊的接線能力。

(6)計(jì)算機(jī)直接數(shù)字控制系統(tǒng)的組建能力。三、相關(guān)知識(shí)講解

1.泓格7000智能模塊的功能

泓格ICP系列智能采集模塊通過串口通訊協(xié)議(RS-232、RS-485等)或其他通訊協(xié)議與PC機(jī)相連，并與外界現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)直接相連或與由傳感器轉(zhuǎn)換過的外界信號(hào)相連，由PC機(jī)中的程序控制，可實(shí)現(xiàn)采集現(xiàn)場(chǎng)的模擬信號(hào)、處理采集到的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)、輸出模擬控制信號(hào)、輸入/輸出開關(guān)量等功能。

2.泓格7017模擬量輸入模塊簡(jiǎn)介

泓格ICP7017模塊是利用RS-485與上位機(jī)進(jìn)行通訊的8通道模擬量輸入采集模塊；輸入信號(hào)有電壓輸入和電流輸入兩種類型；輸入范圍：－150～150mV、－500～500mV、－1～

1V、－5～5V、－10～10V、－20～20mA。具體接線端子如圖4-1-1所示。圖4-1-1泓格ICP7017模擬量輸入模塊引腳圖如果輸入信號(hào)是電流信號(hào)，則先通過250Ω的標(biāo)準(zhǔn)電阻將其轉(zhuǎn)換成1～5V的電壓信號(hào)，具體接線方式如圖4-1-2所示。圖4-1-2泓格ICP7017接線圖

3.泓格7024模擬量輸出模塊簡(jiǎn)介

泓格ICP7024是利用RS-485與上位機(jī)進(jìn)行通訊的4通道模擬量輸出模塊，可輸出4路電壓信號(hào)或4路電流信號(hào)；電流輸

出信號(hào)范圍：0～20mA、4～20mA；電壓輸出信號(hào)范圍：

－10～10V、0～10V、－5～5V、0～5V。具體接線端子如圖4-1-3所示。輸出信號(hào)的接線方式如圖4-1-4所示。圖4-1-3泓格ICP7024模擬量輸出模塊引腳圖

圖4-1-4ICP7024接線方式

4.?7000Utility軟件的使用說(shuō)明

7000Utility軟件主要為泓格模塊提供以下功能:

(1)檢測(cè)與主機(jī)相連的泓格7000模塊。

(2)設(shè)置泓格7000的相關(guān)配置。

(3)對(duì)泓格7000各個(gè)模塊執(zhí)行數(shù)據(jù)輸入或數(shù)據(jù)輸出。

(4)保存檢測(cè)到的泓格模塊的信息(文件格式為*.map)。四、理實(shí)一體化教學(xué)任務(wù)

理實(shí)一體化教學(xué)任務(wù)見表4-1-1。五、理實(shí)一體化教學(xué)步驟

1.單容液位定值控制系統(tǒng)工藝流程

單容液位定值控制系統(tǒng)工藝流程圖如圖4-1-5所示。

圖中的單容液位定值控制系統(tǒng)是一個(gè)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)，上水箱是被控對(duì)象，液位是被控變量，在沒有干擾的情況下，液位穩(wěn)定的條件是進(jìn)水流量等于出水流量，在出水閥開度一定時(shí)，要使水箱里的液位穩(wěn)定，必須改變進(jìn)水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度，這樣才能使液位穩(wěn)定。圖4-1-5單容液位定值控制系統(tǒng)工藝流程圖

2.控制要求

用泓格7017智能模塊、泓格7024智能模塊、PID控制軟設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)單容液位的定值控制，并用組態(tài)王軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)各種參數(shù)的顯示、存儲(chǔ)與控制功能。

3.實(shí)訓(xùn)設(shè)備基本配置及接線

1)實(shí)訓(xùn)設(shè)備基本配置

液位對(duì)象(有液位變送器和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥) 一套；

泓格7017模擬量輸入模塊一塊；

泓格7024模擬量輸出模塊 一塊；

RS485/RS232轉(zhuǎn)換接頭及傳輸線 一根；

計(jì)算機(jī)(盡量保證每人一機(jī)) 多臺(tái)。

2)單容液位定值控制系統(tǒng)接線

單容液位定值控制系統(tǒng)接線圖如圖4-1-6所示，如果沒有液位對(duì)象，可用信號(hào)發(fā)生器和電流表代替液位變送器和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。圖4-1-6單容液位定值控制系統(tǒng)接線圖

4.控制系統(tǒng)的組成及控制原理

1)控制系統(tǒng)的組成

單容液位定值控制系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)直接數(shù)字控制系統(tǒng)，其組成如圖4-1-7所示。

控制系統(tǒng)由液位對(duì)象、液位變送器、A/D轉(zhuǎn)換、控制器、D/A轉(zhuǎn)換、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥等組成，其中計(jì)算機(jī)完成控制器的作用。圖4-1-7計(jì)算機(jī)直接數(shù)字控制系統(tǒng)的組成

2)控制系統(tǒng)的控制原理

液位信號(hào)經(jīng)液位變送器的轉(zhuǎn)換，將其按量程范圍轉(zhuǎn)換為4～20mA的電流信號(hào)，經(jīng)250Ω的標(biāo)準(zhǔn)電阻轉(zhuǎn)換為1～5V的電壓信號(hào)，然后送到模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊泓格7017的01通道，將1～5V的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換器RS-485到RS-232的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能夠接收的信號(hào)并傳送到計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)按人們預(yù)先規(guī)定的控制程序，對(duì)被測(cè)量對(duì)象進(jìn)行分析、判斷、處理，按預(yù)定的控制算法(如PID控制)進(jìn)行運(yùn)算，從而傳送出一個(gè)控制信號(hào)；經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換器RS-232到RS-485的轉(zhuǎn)換，然后傳送到數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊7024的01通道，轉(zhuǎn)換為4～

20mA的電流信號(hào)再傳送到調(diào)節(jié)閥，從而控制水箱進(jìn)水流量的大小。

5.單容液位定值控制系統(tǒng)的組態(tài)

1)新建工程

選擇“文件”→“新建工程”，新建單容液位定值控制系統(tǒng)的工程文件。

2)設(shè)備組態(tài)

在組態(tài)王工程瀏覽器中選擇“設(shè)備”標(biāo)簽中的“COM1”，創(chuàng)建如圖4-1-8所示的設(shè)備。圖4-1-8“選擇設(shè)備”窗口

3)單容液位定值控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)詞典組態(tài)

單容液位定值控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)詞典組態(tài)如圖4-1-9所示。創(chuàng)建方法同模塊二中的項(xiàng)目三相關(guān)內(nèi)容。圖4-1-9單容液位定值控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)詞典組態(tài)

4)創(chuàng)建畫面窗口

創(chuàng)建如圖4-1-10所示的畫面窗口，創(chuàng)建方法同模塊二中的項(xiàng)目三。圖4-1-10單容液位定值控制系統(tǒng)畫面窗口

5)用戶窗口組態(tài)

用戶窗口組態(tài)，參考模塊二中的項(xiàng)目四相關(guān)內(nèi)容。

(1)雙擊單容液位定值控制系統(tǒng)畫面窗口，打開動(dòng)畫組態(tài)界面，繪制如圖4-1-11所示的圖形。圖4-1-11單容液位定值控制系統(tǒng)控制界面①條形顯示、數(shù)字顯示、控制器的數(shù)字顯示及設(shè)置按鈕分別與SV、PV、MV建立連接。

②控制器的設(shè)置如圖4-1-12所示。圖4-1-12控制器的設(shè)置

(2)實(shí)時(shí)曲線的組態(tài)，參考模塊二中的項(xiàng)目五相關(guān)內(nèi)容。

①繪制如圖4-1-13所示的圖形。圖4-1-13繪制實(shí)時(shí)曲線②實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線的設(shè)置如圖4-1-14所示。圖4-1-14實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線的設(shè)置

(3)歷史曲線的組態(tài)參考模塊二中的項(xiàng)目五相關(guān)內(nèi)容。

①繪制如圖4-1-15所示的圖形。圖4-1-15歷史曲線的組態(tài)②歷史曲線的設(shè)置如圖4-1-16所示。圖4-1-16歷史曲線的設(shè)置

(4)報(bào)警的組態(tài)參考模塊二中的項(xiàng)目五相關(guān)內(nèi)容。

①打開數(shù)據(jù)詞典，雙擊變量“PV”，選擇“報(bào)警定義”標(biāo)簽頁(yè)，設(shè)置PV的報(bào)警屬性，如圖4-1-17所示。圖4-1-17測(cè)量值報(bào)警屬性設(shè)置②用同樣的方法設(shè)置變量SV、MV。

③在數(shù)據(jù)詞典中,分別設(shè)置變量SV、PV、MV的記錄屬性。

④在報(bào)警畫面中繪制如圖4-1-18所示的報(bào)警圖形。圖4-1-18報(bào)警的組態(tài)⑤報(bào)警窗口的運(yùn)行效果如圖4-1-19所示。圖4-1-19報(bào)警效果圖

(5)報(bào)表的組態(tài)。

①在報(bào)表畫面中繪制如圖4-1-20所示的報(bào)表圖形。圖4-1-20報(bào)表的組態(tài)②將相應(yīng)的單元分別與變量PV、SV、MV建立連接。

③報(bào)表窗口的運(yùn)行效果如圖4-1-21所示。圖4-1-21報(bào)表效果圖

6)命令語(yǔ)言

打開單容液位定值控制系統(tǒng)畫面組態(tài)界面，單擊鼠標(biāo)右鍵選擇“畫面屬性”，單擊“命令語(yǔ)言”按鈕，添加如下的命令語(yǔ)言：

//數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

PV=AI0;

AO0=MV;六、實(shí)操考核

項(xiàng)目考核采用步進(jìn)式考核方式，考核內(nèi)容如表4-1-2所示。七、注意事項(xiàng)

(1)兩個(gè)智能模塊的接線一定要正確。

(2)數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)時(shí)，一定要注意變量的數(shù)據(jù)類型是否正確。

(3)設(shè)備組態(tài)時(shí)要注意通道的連接是否正確。

(4)歷史曲線組態(tài)時(shí)要注意組對(duì)象、單個(gè)對(duì)象的存盤屬性設(shè)置務(wù)必正確。

(5)各項(xiàng)組態(tài)必須在仿真機(jī)房調(diào)試通過。八、系統(tǒng)調(diào)試

1.單容液位定值控制系統(tǒng)組態(tài)王仿真界面調(diào)試

(1)開環(huán)調(diào)試：將手動(dòng)/自動(dòng)切換按鈕置于手動(dòng)方式，觀察控制系統(tǒng)測(cè)量值和輸出值是否正常顯示，如果顯示不正常，要檢查系統(tǒng)接線及設(shè)備組態(tài)，直到正常顯示為止。

(2)閉環(huán)調(diào)試：將手動(dòng)/自動(dòng)切換按鈕置于自動(dòng)方式，觀察控制系統(tǒng)的控制效果是否達(dá)到控制要求，如果沒有達(dá)到控制要求，則須反復(fù)調(diào)試，直到達(dá)到控制要求為止。

2.調(diào)試過程中常見問題

(1)數(shù)據(jù)不顯示。

解決方法：在設(shè)備組態(tài)中解決通道連接問題。

(2)歷史曲線不顯示。

解決方法：檢查是否設(shè)置了對(duì)象的存盤屬性。

(3)報(bào)警不產(chǎn)生。

解決方法：檢查屬性設(shè)置中的存盤屬性和報(bào)警屬性設(shè)置。

(4)報(bào)表不產(chǎn)生。

解決方法：檢查報(bào)表設(shè)置中的數(shù)據(jù)連接是否正確。九、思考題

(1)計(jì)算機(jī)通過什么方式接收現(xiàn)場(chǎng)的模擬信號(hào)？

(2)計(jì)算機(jī)通過什么方式操縱現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)節(jié)閥？

(3)如何實(shí)現(xiàn)單容液位定值控制系統(tǒng)的開環(huán)控制？

(4)如何實(shí)現(xiàn)單容液位定值控制系統(tǒng)的定值控制？項(xiàng)目二溫度控制系統(tǒng)

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.知識(shí)目標(biāo)

(1)掌握EM235模塊的使用方法。

(2)掌握溫度傳感器的使用方法。

(3)掌握溫度控制系統(tǒng)的控制要求。

(4)掌握溫度控制系統(tǒng)的硬件接線。

(5)掌握溫度控制系統(tǒng)的通信方式。

(6)掌握溫度控制系統(tǒng)的控制原理。

(7)掌握溫度控制系統(tǒng)的PID控制的設(shè)計(jì)方法。

(8)掌握溫度控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)方法。

(9)掌握溫度控制系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計(jì)方法。

2.能力目標(biāo)

(1)初步具備溫度控制系統(tǒng)的分析能力。

(2)初步具備PLC溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。

(3)初步具備溫度控制系統(tǒng)PLC的程序設(shè)計(jì)能力。

(4)初步具備對(duì)PID閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。

(5)初步具備溫度控制系統(tǒng)的組態(tài)能力。

(6)初步具備溫度控制系統(tǒng)PLC程序與組態(tài)的統(tǒng)調(diào)能力。二、要求學(xué)生必備的知識(shí)與技能

1.必備知識(shí)

(1)?PLC應(yīng)用技術(shù)基本知識(shí)。

(2)閉環(huán)控制系統(tǒng)基本知識(shí)。

(3)組態(tài)技術(shù)基本知識(shí)。

(4)溫度傳感器基本知識(shí)。

(5)?PID控制原理。

2.必備技能

(1)熟練的PLC接線操作技能。

(2)熟練的溫度傳感器接線操作技能。

(3)熟練的PLC編程調(diào)試技能。

(4)計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)的組建能力。三、相關(guān)知識(shí)講解

1.?EM235模塊

EM235模塊能直接與Pt100熱電阻相連，供電電源為24VDC。EM235模塊有四路模擬量輸入一路模擬量輸出。輸入、輸出都可以為0～10V電壓或0～20mA電流。圖4-2-1為EM235模塊的輸入、輸出連線示意圖。圖4-2-1EM235的輸入、輸出接線圖用DIP開關(guān)可以設(shè)置EM235模塊，如圖4-2-2所示，開關(guān)1～6用于選擇模擬量輸入范圍和分辨率，所有的輸入設(shè)置成相同的模擬量輸入范圍和格式。開關(guān)1、2、3是衰減設(shè)置，開關(guān)4、5是增益設(shè)置，開關(guān)6為單/雙極性設(shè)置。圖4-2-2EM235DIP開關(guān)設(shè)置外形圖

EM235模塊選擇單/雙極性、增益和衰減的開關(guān)設(shè)置及模塊選擇模擬量輸入范圍和分辨率的開關(guān)設(shè)置，分別如表4-2-1、表4-2-2所示。本系統(tǒng)中DIP開關(guān)設(shè)置如表4-2-3所示。在單極性時(shí)，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)字是0～32?000；在雙極性時(shí)，對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)字是－32?000～32000。在本系統(tǒng)中用的是4～20mA電流，是單極性字，所以對(duì)應(yīng)4mA電流數(shù)據(jù)字是0，20mA電流數(shù)據(jù)字是32000。

2.溫度控制模塊介紹

溫度控制模塊的硬件組成如圖4-2-3所示。圖4-2-3溫度控制模塊的硬件組成

A8052模塊作為一個(gè)小型控制對(duì)象，系統(tǒng)由冷卻風(fēng)扇電機(jī)、調(diào)壓器、加熱模塊、測(cè)溫單元等組成。測(cè)溫單元Pt100檢測(cè)到的信號(hào)經(jīng)溫度變送器轉(zhuǎn)換成4～20mA的電流；經(jīng)信號(hào)單元轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)傳送給A8052的加熱模塊，以改變加熱器的加熱速度；通過改變風(fēng)扇調(diào)節(jié)旋鈕改變加熱器的散熱速度。四、理實(shí)一體化教學(xué)任務(wù)

理實(shí)一體化教學(xué)任務(wù)見表4-2-4。五、理實(shí)一體化教學(xué)步驟

1.溫度控制系統(tǒng)控制要求

設(shè)計(jì)一個(gè)溫度控制系統(tǒng)，具體要求如下：

(1)用Pt100熱電阻、調(diào)壓器、風(fēng)扇、西門子S7-200PLC、EM235模擬量處理模塊等構(gòu)成溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)。

(2)用組態(tài)王軟件來(lái)監(jiān)控溫度控制系統(tǒng)。

(3)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度控制系統(tǒng)的定值調(diào)節(jié)。

2.溫度控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的基本配置及控制接線圖

1)實(shí)訓(xùn)設(shè)備基本配置

Pt100熱電阻 一個(gè)；

溫度變送器 一個(gè)；

風(fēng)扇 一個(gè)；

EM235模擬量處理模塊 一塊；

RS232轉(zhuǎn)換接頭及傳輸線 一根；

計(jì)算機(jī)(盡量保證每人一機(jī)) 多臺(tái)；

西門子S7-200PLC 一臺(tái)。

2)溫度控制系統(tǒng)接線圖

溫度控制系統(tǒng)接線圖如圖4-2-4所示。圖4-2-4溫度控制系統(tǒng)接線圖

3.溫度控制系統(tǒng)I/O分配

溫度控制系統(tǒng)I/O分配見表4-2-5。

4.溫度控制系統(tǒng)的組成及控制原理

在PLC程序中設(shè)計(jì)100ms的中斷程序來(lái)讀取溫度的當(dāng)前值，并經(jīng)過標(biāo)度變換將其轉(zhuǎn)換成0～1之間的實(shí)數(shù)傳送到PID模塊，與設(shè)定值進(jìn)行比較后對(duì)偏差進(jìn)行PID運(yùn)算，將運(yùn)算結(jié)果轉(zhuǎn)換成PLC的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字輸出信號(hào)，經(jīng)模擬量處理模塊再轉(zhuǎn)換成4～20mA的輸出信號(hào)傳送到調(diào)壓器，從而改變加熱管的加熱速度；在冷卻風(fēng)扇的作用下，使溫度對(duì)象的溫度穩(wěn)定在設(shè)定值上。

5.溫度控制系統(tǒng)PLC控制程序

1)主程序

網(wǎng)絡(luò)1：初始化PID參數(shù)，指定采樣周期為0.1s，中斷時(shí)間為100ms。初始化程序圖如圖4-2-5所示。圖4-2-5初始化程序圖

2)中斷服務(wù)程序

(1)網(wǎng)絡(luò)1：將溫度檢測(cè)元件熱電阻檢測(cè)到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為0～1之間的數(shù)再傳送到PID-PV。

數(shù)據(jù)采集程序如圖4-2-6所示。圖4-2-6數(shù)據(jù)采集程序圖

(2)網(wǎng)絡(luò)2：實(shí)現(xiàn)手動(dòng)/自動(dòng)切換。手動(dòng)/自動(dòng)切換程序圖如圖4-2-7所示。圖4-2-7手動(dòng)/自動(dòng)切換程序圖

(3)網(wǎng)絡(luò)3：將0～1之間的輸出值轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的輸出值傳送到AQWO。

輸出處理程序如圖4-2-8所示。圖4-2-8輸出處理程序圖

6.溫度控制系統(tǒng)的組態(tài)

1)新建工程

選擇“文件”→“新建工程”，新建溫度控制系統(tǒng)的工程文件。

2)設(shè)備組態(tài)

在組態(tài)王工程瀏覽器中選擇“設(shè)備”標(biāo)簽頁(yè)中的“COM1”選項(xiàng)，創(chuàng)建如圖4-2-9所示的設(shè)備(創(chuàng)建方法同模塊二中的項(xiàng)目三)。圖4-2-9選擇設(shè)備窗口

3)溫度控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)詞典的組態(tài)

溫度控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)詞典組態(tài)窗口如圖4-2-10所示(創(chuàng)建方法同模塊二中的項(xiàng)目三)。圖4-2-10溫度控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)詞典組態(tài)窗口

(1)?PID_PV變量定義如圖4-2-11所示。圖4-2-11PID_PV的定義

(2)?PID_SP、PID_MV等變量的定義與PID_PV類似，讀寫屬性設(shè)置為“讀寫”。寄存器號(hào)與數(shù)據(jù)詞典對(duì)應(yīng)。

4)創(chuàng)建畫面窗口

溫度控制系統(tǒng)畫面組態(tài)窗口如圖4-2-12所示(創(chuàng)建方法同模塊二中的項(xiàng)目三)。圖4-2-12溫度控制系統(tǒng)畫面組態(tài)窗口

5)用戶窗口組態(tài)

用戶窗口組態(tài)參考模塊二中的項(xiàng)目三。

(1)雙擊溫度控制系統(tǒng)畫面窗口，打開動(dòng)畫組態(tài)界面，繪制如圖4-2-13所示的圖形。圖4-2-13溫度控制系統(tǒng)控制界面

(2)條形顯示、數(shù)字顯示、設(shè)置按鈕分別與PID_PV、PID_SP、PID_MV、PID_P、PID_I、PID_D、PID_AM、PID_MAN、PID_OUT等建立連接。

(3)實(shí)時(shí)曲線的組態(tài)參考模塊二中的項(xiàng)目五。實(shí)時(shí)曲線的設(shè)置如圖4-2-14所示。圖4-2-14實(shí)時(shí)曲線的設(shè)置

(4)按鈕的設(shè)置如圖4-2-15所示。圖4-2-15按鈕的設(shè)置在“命令語(yǔ)言連接”編輯欄中選中“按下時(shí)”，分別對(duì)按鈕輸入以下命令語(yǔ)言：

●歷史曲線：“ShowPicture(”歷史曲線“);”。

●報(bào)警：ShowPicture(“報(bào)警”);

●報(bào)表：ShowPicture(“報(bào)表”);

●退出系統(tǒng)：ClosePicture(“溫度控制”);

PID_SP=0;

PID_OUT=0;

Exit(0);”。●手動(dòng)/自動(dòng)切換：if(PID_AM==0)

PID_AM=1;

Else

PID_AM=0;

if(PID_AM==0)

sss="手";

else

sss="自";”

(5)當(dāng)前狀態(tài)與內(nèi)存字符串sss連接。

(6)歷史曲線的組態(tài)參考模塊二中的項(xiàng)目五相關(guān)內(nèi)容。歷史曲線的設(shè)置如圖4-2-16所示。圖4-2-16歷史曲線的設(shè)置

(7)報(bào)警的組態(tài)參考模塊二中的項(xiàng)目五相關(guān)內(nèi)容。

●打開數(shù)據(jù)詞典，雙擊變量“PID_PV”，選擇“報(bào)警定義”標(biāo)簽頁(yè)，設(shè)置PID_PV的報(bào)警屬性，如圖4-2-17所示。圖4-2-17測(cè)量值報(bào)警屬性設(shè)置●用同樣的方法設(shè)置變量PID_SP、PID_MV。

●在數(shù)據(jù)詞典中，分別設(shè)置變量PID_SP、PID_PV、PID_MV的記錄屬性。

●在報(bào)警畫面中繪制報(bào)警圖形。

(8)報(bào)表的組態(tài)。在報(bào)表畫面中繪制如圖4-2-18所示的報(bào)警圖形。將相應(yīng)的單元分別與變量PID_PV、PID_SP、PID_MV建立連接。圖4-2-18報(bào)表的組態(tài)六、實(shí)操考核

項(xiàng)目考核采用步進(jìn)式考核方式，考核內(nèi)容如表4-2-6所示。七、注意事項(xiàng)

(1)熱電阻接線時(shí)要采取三線制接法。

(2)溫度控制系統(tǒng)應(yīng)采用PID三作用調(diào)節(jié)規(guī)律。

(3)采集的數(shù)據(jù)在進(jìn)行PID運(yùn)算以前要將其轉(zhuǎn)換為0～1之間的實(shí)數(shù)。

(4)?PID運(yùn)算的輸出信號(hào)要轉(zhuǎn)換為PLC的標(biāo)準(zhǔn)輸出值。

(5)控制信號(hào)在送往調(diào)壓器之前要通過EM235模擬量處理模塊進(jìn)行處理。八、系統(tǒng)調(diào)試

1.溫度控制系統(tǒng)PLC程序調(diào)試

在開環(huán)狀態(tài)下，測(cè)試溫度信號(hào)是否能采集，手動(dòng)控制信號(hào)是否能夠傳送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

2.組態(tài)王仿真界面調(diào)試

(1)運(yùn)行初步調(diào)試正確的PLC程序。

(2)進(jìn)入組態(tài)王運(yùn)行界面，將系統(tǒng)置于手動(dòng)方式，觀察輸入、輸出信號(hào)是否能正常顯示，如果顯示不正常，則須檢查硬件接線及設(shè)備組態(tài)，直到顯示正常為止。

(3)將系統(tǒng)置于自動(dòng)方式，觀察顯示曲線是否能達(dá)到溫度控制系統(tǒng)的控制要求，如果不能達(dá)到要求，則修改相應(yīng)的程序或參數(shù)。

反復(fù)調(diào)試，直到組態(tài)界面和PLC程序都達(dá)到溫度控制系統(tǒng)要求為止。

3.調(diào)試過程中的常見問題與解決方法

(1)測(cè)量值不顯示。

解決方法：檢查溫度變送器的接線是否正常；檢查數(shù)據(jù)采集程序是否正確。

(2)溫度調(diào)節(jié)性能差。

解決方法：采取PID三作用調(diào)節(jié)規(guī)律，調(diào)整PID的控制

參數(shù)。九、思考題

(1)熱電阻測(cè)溫時(shí)，為什么要采取三線制接法？

(2)在PLC中如何實(shí)現(xiàn)溫度輸入信號(hào)的標(biāo)度變換？

(3)在PLC中如何對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換？

(4)溫度控制一般采取哪種調(diào)節(jié)規(guī)律？項(xiàng)目三百特儀表液位控制系統(tǒng)

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.知識(shí)目標(biāo)

(1)掌握百特儀表的功能及使用方法。

(2)掌握百特儀表液位控制系統(tǒng)的控制要求。

(3)掌握百特儀表液位控制系統(tǒng)的硬件接線。

(4)掌握百特儀表液位控制系統(tǒng)的通信方式。

(5)掌握百特儀表液位控制系統(tǒng)的控制原理。

(6)掌握百特儀表液位控制系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計(jì)方法。

2.能力目標(biāo)

(1)初步具備百特儀表液位控制系統(tǒng)的分析能力。

(2)初步具備百特儀表液位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。

(3)初步具備PID閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。

(4)初步具備百特儀表液位控制系統(tǒng)的組態(tài)能力。

(5)初步具備百特儀表液位控制系統(tǒng)的調(diào)試能力。二、要求學(xué)生必備的知識(shí)與技能

1.必備知識(shí)

(1)自動(dòng)控制基本知識(shí)。

(2)閉環(huán)控制系統(tǒng)基本知識(shí)。

(3)組態(tài)技術(shù)基本知識(shí)。

(4)?PID控制原理。

2.必備技能

(1)熟練的自動(dòng)控制系統(tǒng)接線操作技能。

(2)熟練的自動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)試技能。

(3)計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)的組建能力。三、相關(guān)知識(shí)講解

1.?XMA5000百特儀表簡(jiǎn)介

(1)適用范圍：適用于溫度控制、壓力控制、流量控制、液位控制等各種控制系統(tǒng)中。

(2)萬(wàn)能輸入信號(hào)：只需做相應(yīng)的按鍵設(shè)置和硬件跳線設(shè)置，即可在以下所有輸入信號(hào)之間任意切換，即設(shè)即用。熱電阻：Pt100、Pt100.0、Cu50、Cu100、Pt10。

熱電偶：K、E、S、B、T、R、N。

標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)：0～10mA、4～20mA、0～5V、1～5V。

霍爾傳感器：mV輸入信號(hào)，0～5V以內(nèi)任意信號(hào)按鍵即設(shè)即用。

遠(yuǎn)傳壓力表：30～350Ω，信號(hào)誤差現(xiàn)場(chǎng)按鍵修正。其他用戶特殊訂制輸入信號(hào)。

(3)給定方式：有以下多種給定方式可選。

①本機(jī)給定方式(LSP)?？赏ㄟ^面板上的增減鍵直接修改給定值，也可以加密碼鎖定禁止修改。

②時(shí)間程序給定(TSP)。時(shí)間程序給定曲線圖如圖4-3-1

所示。圖4-3-1時(shí)間程序給定曲線圖③外部模擬給定信號(hào)(遠(yuǎn)程給定)(RSP)。

0～10mA/4～20mA/0～5V/1～5V通用。

(4)多種控制輸出方式可選擇：10mA、4～20mA、0～5V、1～5V控制輸出；時(shí)間比例控制繼電器輸出(1A/220VAC阻性負(fù)載)；時(shí)間比例控制5～30VSSR控制信號(hào)輸出；時(shí)間比例控制雙向可控硅輸出(3A，600V)；單相2路可控硅過零或移相觸發(fā)控制輸出(獨(dú)創(chuàng)電路可觸發(fā)3～1000A可控硅)；三相6路可控硅過零(獨(dú)創(chuàng)電路可觸發(fā)3～1000A可控硅)，外掛三相SCR觸發(fā)器。

(5)專家自整定算法。獨(dú)特的PID參數(shù)專家自整定算法，將先進(jìn)的控制理論和豐富的工程經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，使得PID控制器可適應(yīng)各種現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)一階慣性負(fù)載、二階慣性負(fù)載、三階慣性負(fù)載、一階慣性加純滯后負(fù)載、二階慣性加純滯后負(fù)載、三階慣性加純滯后負(fù)載這六種有代表性的典型負(fù)載的全參數(shù)測(cè)試表明，PID參數(shù)專家自整定的成功率達(dá)95%以上。

(6)可帶RS-485/RS-232/Modem隔離通訊接口或串行標(biāo)準(zhǔn)打印機(jī)接口。

(7)單片機(jī)智能化設(shè)計(jì)。

(8)零點(diǎn)、滿度自動(dòng)跟蹤，長(zhǎng)期運(yùn)行無(wú)漂移，全部參數(shù)按鍵均可設(shè)定。

2.XMA5000百特儀表面板簡(jiǎn)介

1)面板示意圖

XMA5000百特儀表面板示意圖如圖4-3-2所示。圖4-3-2XMA5000百特儀表面板示意圖

2)主顯示屏(PV)

上電復(fù)位時(shí)，第一屏顯示表型“”(XMA控制器)。

正常工作時(shí)，顯示測(cè)量值“PV”。

參數(shù)設(shè)定操作時(shí)，顯示被設(shè)定參數(shù)名，或被設(shè)定參數(shù)當(dāng)

前值。

信號(hào)斷線時(shí)，顯示“”。

信號(hào)超量程時(shí)，顯示“”或“”。

3)副顯示屏

上電復(fù)位時(shí)，第一屏顯示“”(福光百特)。

在自動(dòng)工作態(tài)下，顯示控制輸出值MV。用增值鍵、減值鍵調(diào)整給定值SP時(shí)，顯示SP值。當(dāng)停止增減SP值操作2s后，恢復(fù)顯示控制輸出值MV。

在手動(dòng)工作態(tài)下，顯示控制輸出值。參數(shù)設(shè)定操作時(shí)，顯示被設(shè)定參數(shù)名。

啟動(dòng)時(shí)間程序給定后，在自動(dòng)態(tài)下顯示SP值，在手動(dòng)狀態(tài)下顯示MV值。自整定期間，交替顯示“”和輸出MV。

4)?LED指示燈

HIGH：報(bào)警2(上限)動(dòng)作時(shí)，燈亮。

LOW：報(bào)警1(下限)動(dòng)作時(shí)，燈亮。

MAN：自動(dòng)工作態(tài)，燈滅；手動(dòng)工作態(tài)，燈亮。

OUT：時(shí)間比例輸出“ON”時(shí)，燈亮。

3.?XMA5000百特儀表操作說(shuō)明

1)按鍵說(shuō)明

(1)?SET鍵：在自動(dòng)或手動(dòng)工作態(tài)下，按“SET”鍵進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)定態(tài)；在參數(shù)設(shè)定態(tài)下，按“SET”鍵確認(rèn)參數(shù)設(shè)定操作。

(2)

鍵和

鍵：在自動(dòng)工作態(tài)下，按“

”鍵或“

”鍵可修改給定值(SP)，在副顯示屏顯示；在手動(dòng)工作態(tài)下，按“

”鍵或“

”鍵可修改控制輸出值(MV)；在參數(shù)設(shè)定時(shí)，“

”鍵和“

”鍵用于參數(shù)設(shè)定菜單選擇和參數(shù)值設(shè)定。

(3)?A/M鍵：該鍵可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)工作狀態(tài)和自動(dòng)工作狀態(tài)的相互切換。

2)給定值設(shè)置

(1)單設(shè)定點(diǎn)(本機(jī)設(shè)定點(diǎn))的SP設(shè)定操作。在自動(dòng)工作態(tài)下，按“

”、“▽”鍵可修改SP設(shè)定值，在副顯示屏顯示。上電復(fù)位后將調(diào)出停電前的SP值作為上電后的初始SP值。

(2)時(shí)間程序給定t.SP。在時(shí)間程序給定工作態(tài)下，SP將按預(yù)先設(shè)定好的程序運(yùn)行，

、▽鍵操作無(wú)效。上電復(fù)位時(shí)，具有SP跟蹤PV功能，即從時(shí)間程序曲線中最接近當(dāng)前PV值的點(diǎn)開始運(yùn)行程序。

時(shí)間程序控制程序的啟動(dòng)：在本機(jī)定值給定狀態(tài)下，同時(shí)按“SET”和“

”鍵，將切換到時(shí)間程序、控制運(yùn)行，并保持切換前后SP值和MV值不變。時(shí)間程序控制的停止：在時(shí)間程序給定控制狀態(tài)下，同時(shí)按“SET”鍵和“▽”鍵，將切換到本機(jī)單值給定運(yùn)行，并保持切換前后SP值和MV值不變。

時(shí)間程序給定和單值給定控制的切換是雙向無(wú)擾的。

3)手動(dòng)輸出操作

不論本機(jī)處于單值給定工作狀態(tài)，還是時(shí)間程序給定工作狀態(tài)，按“A/M”鍵均可進(jìn)入手動(dòng)工作狀態(tài)，可通過

、▽鍵直接修改MV值，在副顯示屏顯示。

在手動(dòng)工作狀態(tài)下，按“A/M”鍵將回到原先的自動(dòng)工作狀態(tài)。輸出MV值在手動(dòng)/自動(dòng)狀態(tài)的切換過程中是雙向無(wú)擾的。

t.SP給定時(shí)，手動(dòng)操作轉(zhuǎn)自動(dòng)操作具有SP自動(dòng)跟蹤PV功能，即從時(shí)間程序曲線中最接近PV的點(diǎn)開始運(yùn)行。

4)?PID自整定程序的啟動(dòng)

按本書“附錄”中的附表4操作說(shuō)明，可啟動(dòng)PID自整定程序。啟動(dòng)后，若偏差(SP-PV)/FS＜5%，則繼續(xù)維持常規(guī)PID運(yùn)行，暫不進(jìn)行PID參數(shù)自整定；若偏差大于5%，則作兩個(gè)周期全開全關(guān)位式控制，計(jì)算出系統(tǒng)合適的PID參數(shù)，按此參數(shù)進(jìn)行常規(guī)PID控制。

自整定期間，副顯示屏交替顯示“”和MV值。

4.?XMA5000百特儀表(96mm×96mm)接線端子圖

XMA5000百特儀表接線端子圖如圖4-3-3所示。圖4-3-3XMA5000百特儀表(96mm×96mm)接線端子圖四、理實(shí)一體化教學(xué)任務(wù)

理實(shí)一體化教學(xué)任務(wù)見表4-3-1。五、理實(shí)一體化教學(xué)步驟

1.百特儀表液位控制系統(tǒng)控制工藝流程圖

百特儀表液位控制系統(tǒng)控制工藝流程圖如圖4-1-5所示。

2.百特儀表液位控制系統(tǒng)控制要求

用百特儀表實(shí)現(xiàn)對(duì)單容液位的定值控制，并用組態(tài)王軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)各種參數(shù)的顯示、存儲(chǔ)與控制功能。

3.百特儀表液位控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)設(shè)備基本配置及控制接線圖

1)實(shí)訓(xùn)設(shè)備基本配置

液位對(duì)象(帶液位變送器和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥) 一套；

XMA5000(96mm*96mm)百特儀表 一塊；

RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換接頭及傳輸線 一根；

計(jì)算機(jī)(盡量保證每人一機(jī)) 多臺(tái)。

2)百特儀表液位控制系統(tǒng)接線圖

百特儀表液位控制系統(tǒng)接線圖如圖4-3-4所示。圖4-3-4百特儀表液位控制系統(tǒng)接線圖

4.控制系統(tǒng)的組成及控制原理

1)控制系統(tǒng)的組成

百特儀表液位控制系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，其組成如圖4-3-5所示。

控制系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、液位對(duì)象、液位變送器、XMA5000(96mm×96mm)百特儀表、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥等組成，其中百特儀表完成控制器的作用，計(jì)算機(jī)起監(jiān)控作用。圖4-3-5計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組成

2)控制原理

液位信號(hào)經(jīng)液位變送器的轉(zhuǎn)換，將其按量程范圍轉(zhuǎn)換為4～20mA的電流信號(hào)，然后傳送到XMA5000智能儀表中進(jìn)行PID運(yùn)算，從而傳送出一個(gè)控制信號(hào)，去控制現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)節(jié)閥，以此來(lái)控制水箱進(jìn)水流量的大小。計(jì)算機(jī)通過RS-232/RS-485轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)對(duì)智能儀表的監(jiān)控。

5.百特儀表液位控制系統(tǒng)的組態(tài)

1)新建工程

選擇“文件”→“新建工程”，新建百特儀表液位控制系統(tǒng)的工程文件。

2)設(shè)備組態(tài)

在組態(tài)王工程瀏覽器中選擇“設(shè)備”標(biāo)簽頁(yè)中的“COM1”選項(xiàng)，如圖4-3-6所示，選擇百特XM類儀表，創(chuàng)建如圖4-3-7所示的設(shè)備(創(chuàng)建方法同模塊二中的項(xiàng)目三)。圖4-3-6選擇儀表類型圖4-3-7創(chuàng)建設(shè)備

3)百特儀表液位控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)詞典組態(tài)

百特儀表液位控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)詞典組態(tài)如圖4-3-8所示(創(chuàng)建方法同模塊二中的項(xiàng)目三)。圖4-3-8百特儀表液位控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)詞典組態(tài)

(1)?PID_PV變量的定義如圖4-3-9所示。圖4-3-9PID_PV變量的定義

(2)?PID_SP變量的定義如圖4-3-10所示。圖4-3-10PID_SP變量的定義

(3)?PID_MV變量的定義如圖4-3-11所示。圖4-3-11PID_MV變量的定義

4)創(chuàng)建畫面窗口

創(chuàng)建畫面窗口如圖4-3-12所示(創(chuàng)建方法同模塊二中的項(xiàng)三)。圖4-3-12百特儀表液位控制系統(tǒng)畫面組態(tài)窗口

5)用戶窗口組態(tài)

用戶窗口組態(tài)參考模塊二中的項(xiàng)目四相關(guān)內(nèi)容。

(1)雙擊百特儀表液位控制系統(tǒng)畫面窗口，打開動(dòng)畫組態(tài)界面，繪制如圖4-3-13所示的控制界面。圖4-3-13百特儀表液位控制系統(tǒng)控制界面

(2)條形顯示、數(shù)字顯示、設(shè)置按鈕分別與變量PID_PV、PID_SP、PID_MV、PID_P、PID_I、PID_D、PID_AM等建立連接。

(3)實(shí)時(shí)曲線的組態(tài)參考模塊二中的項(xiàng)目五相關(guān)內(nèi)容。實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線的設(shè)置如圖4-3-14所示。圖4-3-14實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線的設(shè)置

(4)按鈕的設(shè)置如圖4-3-15所示。圖4-3-15按鈕的設(shè)置在“命令語(yǔ)言連接”編輯欄中選擇“按下時(shí)”選項(xiàng)，分別對(duì)按鈕輸入以下命令語(yǔ)言：

●歷史曲線：“ShowPicture(”歷史曲線“);”。

●報(bào)警：ShowPicture(“報(bào)警”);

●報(bào)表：ShowPicture(“報(bào)表”);

●退出系統(tǒng)：ClosePicture(“溫度控制”);

PID_SP=0;

PID_OUT=0;

Exit(0);”?！袷謩?dòng)/自動(dòng)切換：if(PID_AM==0)

PID_AM=1;

else

PID_AM=0;

if(PID_AM==0)

xianshi="手";

else

xianshi="自";

(5)當(dāng)前狀態(tài)與內(nèi)存字符串xianshi連接。

(6)歷史曲線的組態(tài)：參考模塊二中的項(xiàng)目五相關(guān)內(nèi)容。歷史曲線的設(shè)置如圖4-3-16所示。圖4-3-16歷史曲線的設(shè)置

(7)報(bào)警的組態(tài)參考模塊二中的項(xiàng)目五相關(guān)內(nèi)容。

●打開數(shù)據(jù)詞典，雙擊變量“PID_PV”，選擇“報(bào)警定義”標(biāo)簽頁(yè)，設(shè)置變量PID_PV的報(bào)警屬性，如圖4-3-17所示。圖4-3-17測(cè)量值報(bào)警屬性設(shè)置●用同樣的方法設(shè)置變量PID_SP、PID_MV。

●在數(shù)據(jù)詞典中，分別設(shè)置變量PID_SP、PID_PV、PID_MV的記錄屬性。

●在報(bào)警畫面中繪制報(bào)警圖形。

(8)報(bào)表的組態(tài)。在報(bào)表畫面中繪制如圖4-3-18所示的報(bào)表圖形。圖4-3-18報(bào)表的組態(tài)六、實(shí)操考核

項(xiàng)目考核采用步進(jìn)式考核方式，考核內(nèi)容如表4-3-2所示。表4-3-2項(xiàng)?目?考?核?表七、注意事項(xiàng)

(1)百特儀表液位控制系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。

(2)百特儀表液位控制系統(tǒng)組態(tài)的連接必須與百特儀表的存儲(chǔ)器建立連接。

(3)百特儀表液位控制系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)只起監(jiān)督作用，控制作用由百特儀表完成。八、系統(tǒng)調(diào)試

1.百特儀表液位控制系統(tǒng)組態(tài)王仿真界面調(diào)試

(1)開環(huán)調(diào)試：將手動(dòng)/自動(dòng)切換按鈕置于手動(dòng)方式，觀察控制系統(tǒng)測(cè)量值和輸出值是否能正常顯示，如果顯示不正常，則須檢查系統(tǒng)接線及設(shè)備組態(tài)，直到正常顯示為止。

(2)閉環(huán)調(diào)試：將手動(dòng)/自動(dòng)切換按鈕置于自動(dòng)方式，觀察控制系統(tǒng)的控制效果是否達(dá)到控制要求，如果沒有達(dá)到控制要求，則須反復(fù)調(diào)試，直到達(dá)到控制要求為止。

2.調(diào)試過程中的常見問題及解決方法

(1)數(shù)據(jù)不顯示。

解決方法：在設(shè)備組態(tài)中解決通道連接問題。

(2)歷史曲線不顯示。

解決方法：檢查是否設(shè)置對(duì)象的存盤屬性。

(3)報(bào)警不產(chǎn)生。

解決方法：檢查屬性設(shè)置中的存盤屬性和報(bào)警屬性設(shè)置。

(4)報(bào)表不產(chǎn)生。

解決方法：檢查報(bào)表設(shè)置中的數(shù)據(jù)連接是否正確。九、思考題

(1)計(jì)算機(jī)如何實(shí)現(xiàn)對(duì)百特儀表液位控制系統(tǒng)的監(jiān)控？

(2)如何實(shí)現(xiàn)百特儀表液位控制系統(tǒng)的開環(huán)控制？

(3)如何實(shí)現(xiàn)百特儀表液位控制系統(tǒng)的定值控制？項(xiàng)目四風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.知識(shí)目標(biāo)

(1)掌握EM235模塊的使用方法。

(2)掌握速度測(cè)量傳感器的使用方法。

(3)掌握臺(tái)州富凌變頻器的使用方法。

(4)掌握風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)的控制要求。

(5)掌握風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)的硬件接線。

(6)掌握風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)的通信方式。

(7)掌握風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)的控制原理。

(8)掌握風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)的PID控制的設(shè)計(jì)方法。

(9)掌握風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)的PLC程序的設(shè)計(jì)方法。

(10)掌握風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計(jì)方法。

2.能力目標(biāo)

(1)初步具備風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)的分析能力。

(2)初步具備PLC風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。

(3)初步具備風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)PLC的程序設(shè)計(jì)能力。

(4)初步具備對(duì)PID閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。

(5)初步具備風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)的組態(tài)能力。

(6)初步具備風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)PLC程序與組態(tài)的統(tǒng)調(diào)

能力。二、要求學(xué)生必備的知識(shí)與技能

1.必備知識(shí)

(1)?PLC應(yīng)用技術(shù)基本知識(shí)。

(2)閉環(huán)控制系統(tǒng)基本知識(shí)。

(3)組態(tài)技術(shù)基本知識(shí)。

(4)?PID控制原理。

2.必備技能

(1)熟練的PLC接線操作技能。

(2)熟練的PLC編程調(diào)試技能。

(3)計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制系統(tǒng)的組建能力。三、相關(guān)知識(shí)講解

1.?EM235模塊

EM235模塊的有關(guān)知識(shí)參見模塊四中的項(xiàng)目二。

2.風(fēng)機(jī)模塊前面板

風(fēng)機(jī)模塊前面板圖如圖4-4-1所示。圖4-4-1風(fēng)機(jī)模塊前面板圖

3.調(diào)速器

調(diào)速器特性：電源輸入0～36V，通過PWM技術(shù)，調(diào)節(jié)輸出電壓不超過輸入電壓。控制輸入電壓為0～10V，輸入電阻＞100kΩ。

4.速度測(cè)量傳感器

速度測(cè)量傳感器為光電耦合器件。本項(xiàng)目采用夏普公司

的高性能光電發(fā)射測(cè)量元件。內(nèi)部電路圖和管腳圖如圖4-4-2所示。圖4-4-2速度測(cè)量傳感器內(nèi)部電路圖和管腳圖

5.臺(tái)州富凌變頻器

臺(tái)州富凌變頻器前操作面板如圖4-4-3所示。圖4-4-3臺(tái)州富凌變頻器前操作面板圖變頻器操作方法：變頻器的操作面板采用三級(jí)菜單結(jié)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置等操作。三級(jí)菜單分別為：功能參數(shù)組(一級(jí)菜單)，功能碼(二級(jí)菜單)，功能設(shè)定值(三級(jí)菜單)。變頻器操作流程如圖4-4-4所示。圖4-4-4變頻器操作流程圖

6.風(fēng)機(jī)

采用小型的三相風(fēng)機(jī)，具有噪音小、耗電低的特點(diǎn)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)等控制，為變頻器的控制提供了對(duì)象。由于其功率小，所以可以采用220VAC輸入，得到220V相電壓的三相輸出。四、理實(shí)一體化教學(xué)任務(wù)

理實(shí)一體化教學(xué)任務(wù)見表4-4-1。五、理實(shí)一體化教學(xué)步驟

1.風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)的控制要求

(1)用速度測(cè)量傳感器、風(fēng)機(jī)、PLC、EM235模擬量處理模塊、變頻器等構(gòu)成風(fēng)機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)。

(2)用組態(tài)王軟件來(lái)監(jiān)控風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)。

(3)實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)的定值調(diào)節(jié)。

2.風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)設(shè)備基本配置及控制接線圖

1)實(shí)訓(xùn)設(shè)備基本配置

速度測(cè)量傳感器 一套；

風(fēng)機(jī) 一個(gè)；

EM235模擬量處理模塊 一塊；

變頻器 一臺(tái)；

RS-232轉(zhuǎn)換接頭及傳輸線 一根；

計(jì)算機(jī)(盡量保證每人一機(jī)) 多臺(tái)；

西門子S7-200PLC 一臺(tái)。

2)系統(tǒng)接線

(1)風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)接線圖如圖4-4-5所示。圖4-4-5風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)接線圖

(2)臺(tái)州富凌變頻器ZB2000型接線圖如圖4-4-6所示。

變頻器的選擇為單相輸入，頻率外部給定為電壓型。圖4-4-6臺(tái)州富凌變頻器ZB2000型接線圖

3.風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)I/O分配

風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)I/O分配見表4-4-2。

4.風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)的組成及控制原理

如圖4-4-7所示，速度測(cè)量傳感器將風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)，然后經(jīng)I0.0傳送給高速計(jì)數(shù)器，在PLC程序中設(shè)計(jì)

100ms的中斷程序讀取高速傳感器的當(dāng)前值，并經(jīng)過標(biāo)度變換將其轉(zhuǎn)換成0～1之間的實(shí)數(shù)，傳送到PID模塊，與設(shè)定值進(jìn)行比較后對(duì)偏差進(jìn)行PID運(yùn)算，將運(yùn)算結(jié)果轉(zhuǎn)換成PLC的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字輸出信號(hào)，經(jīng)模擬量處理模塊轉(zhuǎn)換成4～20mA的輸出信號(hào)傳送到變頻器，變頻器通過面板來(lái)控制風(fēng)機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)以及風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在設(shè)定值范圍。圖4-4-7風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)控制圖

5.風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)PLC控制程序

1)符號(hào)表

符號(hào)表見表4-4-3。

2)主程序

主程序包括以下兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)：

(1)網(wǎng)絡(luò)1：初始化PID參數(shù)，指定采樣周期為0.1s，中斷時(shí)間為100ms。

初始化程序圖如圖4-4-8所示。圖4-4-8初始化程序1圖

(2)網(wǎng)絡(luò)2：定義高速計(jì)數(shù)器為HSCO，當(dāng)前值為0，最大計(jì)數(shù)值為1000000，并啟動(dòng)高速計(jì)數(shù)器HSCO。初始化程序如圖4-4-9所示。圖4-4-9初始化程序2圖

3)中斷服務(wù)程序

(1)網(wǎng)絡(luò)1：風(fēng)機(jī)每轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生7個(gè)脈沖，將100ms產(chǎn)生的脈沖數(shù)除以0.7，得到風(fēng)機(jī)每秒的轉(zhuǎn)速，并給LDO賦值，然后重新啟動(dòng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。

數(shù)據(jù)采集程序如圖4-4-10所示。圖4-4-10數(shù)據(jù)采集程序圖

(2)網(wǎng)絡(luò)2：將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為0～1之間的數(shù)，然后傳送到

PID-PV。

輸入處理程序如圖4-4-11所示。圖4-4-11輸入處理程序圖

(3)網(wǎng)絡(luò)3：實(shí)現(xiàn)手動(dòng)/自動(dòng)切換。

手動(dòng)/自動(dòng)切換程序如圖4-4-12所示。圖4-4-12手動(dòng)/自動(dòng)切換程序圖

(4)網(wǎng)絡(luò)4：將0～1之間的輸出值轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的輸出值，然后傳送到AQWO。

輸出處理程序如圖4-4-13所示。圖4-4-13輸出處理程序圖

6.風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)的組態(tài)

1)新建工程

選擇“文件”→“新建工程”，新建風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)的工程文件。

2)設(shè)備組態(tài)

在組態(tài)王軟件工程瀏覽器中選擇“設(shè)備”標(biāo)簽頁(yè)中的“COM1”選項(xiàng)，創(chuàng)建如圖4-4-14所示的設(shè)備(創(chuàng)建方法同模塊二中的項(xiàng)目三)。圖4-4-14選擇設(shè)備窗口

3)風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)詞典組態(tài)

風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)詞典組態(tài)如圖4-4-15所示。創(chuàng)建方法同模塊二中的項(xiàng)目三。圖4-4-15風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)詞典組態(tài)窗口

(1)變量PID_PV的定義如圖4-4-16所示。圖4-4-16變量PID_PV的定義

(2)?PID_SP、PID_MV等變量的定義與變量PID_PV類似，讀寫屬性設(shè)為“讀寫”。寄存器號(hào)與數(shù)據(jù)詞典對(duì)應(yīng)。

4)創(chuàng)建畫面窗口

創(chuàng)建畫面窗口如圖4-4-17所示。創(chuàng)建方法同模塊二中的項(xiàng)目三。圖4-4-17風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)畫面組態(tài)窗口

5)用戶窗口組態(tài)

用戶窗口組態(tài)參考模塊二中的項(xiàng)目四相關(guān)內(nèi)容。

(1)雙擊風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)畫面窗口，打開動(dòng)畫組態(tài)界面，繪制如圖4-4-18所示的圖形。圖4-4-18風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)控制界面

(2)條形顯示、數(shù)字顯示、設(shè)置按鈕分別與PID_PV、PID_SP、PID_MV、PID_P、PID_I、PID_D、PID_AM、PID_MAN、PID_OUT等變量建立連接。

(3)實(shí)時(shí)曲線的組態(tài)參考模塊二中的項(xiàng)目五相關(guān)內(nèi)容。實(shí)時(shí)曲線的設(shè)置如圖4-4-19所示。圖4-4-19實(shí)時(shí)曲線的設(shè)置

(4)按鈕的設(shè)置如圖4-4-20所示。圖4-4-20按鈕的設(shè)置在“命令語(yǔ)言連接”編輯欄中選擇“按下時(shí)”，分別對(duì)按鈕輸入以下命令語(yǔ)言：

●歷史曲線：“ShowPicture(”歷史曲線“);”。

●報(bào)警：ShowPicture(“報(bào)警”);

●報(bào)表：ShowPicture(“報(bào)表”);

●退出系統(tǒng)：ClosePicture(“溫度控制”);

PID_SP=0;

PID_OUT=0;

Exit(0);”。●手動(dòng)/自動(dòng)切換：if(PID_AM==0)

PID_AM=1;

else

PID_AM=0;

if(PID_AM==0)

xianshi="手";

else

xianshi="自";

(5)當(dāng)前狀態(tài)與內(nèi)存字符串xianshi連接。

(6)歷史曲線的組態(tài)參考模塊二中的項(xiàng)目五相關(guān)知識(shí)內(nèi)容。設(shè)置如圖4-4-21所示。圖4-4-21歷史曲線的設(shè)置對(duì)話框

(7)報(bào)警的組態(tài)(參考模塊二中的項(xiàng)目五)。

●打開數(shù)據(jù)詞典，雙擊變量“PID_PV”，選擇“報(bào)警定義”標(biāo)簽頁(yè)，設(shè)置變量PID_PV的報(bào)警屬性，如圖4-4-22所示。圖4-4-22測(cè)量值報(bào)警屬性設(shè)置對(duì)話框●用同樣的方法設(shè)置變量PID_SP、PID_MV。

●在數(shù)據(jù)詞典中，分別設(shè)置變量PID_SP、PID_PV、PID_MV的記錄屬性。

●在報(bào)警畫面中繪制報(bào)警圖形。

(8)報(bào)表的組態(tài)。在報(bào)表畫面中繪制如圖4-4-23所示的報(bào)表圖形。

將相應(yīng)的單元分別與變量PID_PV、PID_SP、PID_MV建立連接。圖4-4-23報(bào)表的組態(tài)六、實(shí)操考核

項(xiàng)目考核采用步進(jìn)式考核方式，考核內(nèi)容如表4-4-4所示。七、注意事項(xiàng)

(1)風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)應(yīng)采用高速計(jì)數(shù)器采集風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

(2)風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)組態(tài)的連接必須與PLC的I/O口一一對(duì)應(yīng)。

(3)采集的數(shù)據(jù)在進(jìn)行PID運(yùn)算以前要將其轉(zhuǎn)換為0～1之間的實(shí)數(shù)。

(4)?PID運(yùn)算的輸出信號(hào)要轉(zhuǎn)換為PLC的標(biāo)準(zhǔn)輸出值。

(5)控制信號(hào)在送往變頻器之前要經(jīng)過EM235模擬量處理模塊進(jìn)行處理。八、系統(tǒng)調(diào)試

1.風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)PLC程序調(diào)試

反復(fù)調(diào)試PLC程序，直到達(dá)到風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)的控制要求為止。

2.組態(tài)王仿真界面調(diào)試

(1)運(yùn)行初步調(diào)試正確的PLC程序。

(2)進(jìn)入組態(tài)王運(yùn)行界面，調(diào)試組態(tài)王組態(tài)界面，觀察顯示界面是否達(dá)到風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)的控制要求，根據(jù)風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)的顯示需求添加必要的動(dòng)畫，根據(jù)動(dòng)畫要求修改PLC程序。

3.調(diào)試過程中的常見問題及解決方法

(1)數(shù)據(jù)不顯示。

解決方法：在設(shè)備組態(tài)中解決通道連接問題。

(2)變頻器工作不正常。

解決方法：檢查變頻器的輸入信號(hào)是否正常，若不正常，檢查PLC的模擬量輸出是否正常；若仍不正常，則須反復(fù)修改PLC程序，直到模擬量輸出正常為止。九、思考題

(1)在PLC中如何實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)的標(biāo)度變換？

(2)如何實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)的開環(huán)控制？

(3)如何實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)的定值控制？

項(xiàng)目五液位串級(jí)控制系統(tǒng)

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.知識(shí)目標(biāo)

(1)掌握液位串級(jí)控制系統(tǒng)的控制要求。

(2)掌握液位串級(jí)控制系統(tǒng)的硬件接線。

(3)掌握液位串級(jí)控制系統(tǒng)的通信方式。

(4)掌握液位串級(jí)控制系統(tǒng)的控制原理。

(5)掌握液位串級(jí)控制系統(tǒng)PID控制的設(shè)計(jì)方法。

(6)掌握液位串級(jí)控制系統(tǒng)腳本程序的設(shè)計(jì)方法。

(7)掌握液位串級(jí)控制系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計(jì)方法。

2.能力目標(biāo)

(1)初步具備簡(jiǎn)單工程的分析能力。

(2)初步具備串級(jí)控制系統(tǒng)的構(gòu)建能力。

(3)增強(qiáng)獨(dú)立分析、綜合開發(fā)研究、解決具體問題的能力。

(4)初步具備對(duì)PID串級(jí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。

(5)初步具備液位串級(jí)控制系統(tǒng)的分析能力。

(6)初步具備液位串級(jí)控制系統(tǒng)的組態(tài)能力。

(7)初步具備液位串級(jí)控制系統(tǒng)的統(tǒng)調(diào)能力。二、要求學(xué)生必備的知識(shí)與技能

1.必備知識(shí)

(1)檢測(cè)儀表及調(diào)節(jié)儀表的基本知識(shí)。

(2)串級(jí)控制系統(tǒng)的組成。

(3)計(jì)算機(jī)控制基本知識(shí)。

(4)?ADAM4017模擬量輸入模塊基本知識(shí)。

(5)?ADAM4024模擬量輸出模塊基本知識(shí)。

(6)計(jì)算機(jī)輸入通道基本知識(shí)。

(7)計(jì)算機(jī)輸出通道基本知識(shí)。

(8)?PID控制原理。

(9)計(jì)算機(jī)直接數(shù)字控制系統(tǒng)基本知識(shí)。

(10)閉環(huán)控制系統(tǒng)基本知識(shí)。

(11)組態(tài)技術(shù)基本知識(shí)。

2.必備技能

(1)熟練的計(jì)算機(jī)操作技能。

(2)變送器的調(diào)校技能。

(3)控制器的調(diào)校技能。

(4)?ADAM4017模擬量輸入模塊的接線能力。

(5)?ADAM4024模擬量輸出模塊的接線能力。

(6)計(jì)算機(jī)直接數(shù)字控制系統(tǒng)的組建能力。三、相關(guān)知識(shí)講解

1.?ADAM4017模擬量輸入模塊簡(jiǎn)介

參見模塊二中的項(xiàng)目二相關(guān)內(nèi)容。

2.?ADAM4024模擬量輸出模塊簡(jiǎn)介

參見模塊二中的項(xiàng)目二相關(guān)內(nèi)容。四、理實(shí)一體化教學(xué)任務(wù)

理實(shí)一體化教學(xué)任務(wù)見表4-5-1。五、理實(shí)一體化教學(xué)步驟

1.液位串級(jí)控制系統(tǒng)工藝流程

液位串級(jí)控制系統(tǒng)工藝流程見圖4-5-1。圖4-5-1液位串級(jí)控制系統(tǒng)工藝流程圖液位串級(jí)控制系統(tǒng)包括兩個(gè)控制器，主、副兩個(gè)被控對(duì)象，下水箱液位是主對(duì)象h2，中水箱液位是副對(duì)象h1，兩個(gè)控制器分別設(shè)置在主、副回路中。設(shè)在主回路的控制器稱為主控制器，設(shè)在副回路的控制器稱為副控制器。兩個(gè)控制器串聯(lián)連接，主控制器的輸出作為副回路的設(shè)定值，副控制器的輸出去控制執(zhí)行元件。主對(duì)象的輸出為系統(tǒng)的被控制量h2，副對(duì)象的輸出h1是一個(gè)輔助的被控變量。

2.控制方案的設(shè)計(jì)

用ADAM4017智能模塊、ADAM4024智能模塊、PID控制軟設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)液位的串級(jí)控制，并用組態(tài)王軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)各種參數(shù)的顯示、存儲(chǔ)與控制功能。

3.實(shí)訓(xùn)設(shè)備基本配置及接線

1)實(shí)訓(xùn)設(shè)備基本配置

液位對(duì)象(帶液位變送器和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥) 一套；

ADAM4017模擬量輸入模塊 一塊；

ADAM4024模擬量輸出模塊 一塊；

RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換接頭及傳輸線 一根；

計(jì)算機(jī)(盡量保證每人一機(jī)) 多臺(tái)。

2)液位串級(jí)控制系統(tǒng)接線

液位串級(jí)控制系統(tǒng)接線如圖4-5-2所示，如果沒有液位對(duì)象，可用信號(hào)發(fā)生器和電流表來(lái)代替液位變送器和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。圖4-5-2液位串級(jí)控制系統(tǒng)接線圖

4.控制系統(tǒng)的控制原理

中水箱、下水箱的液位信號(hào)經(jīng)兩個(gè)液位變送器的轉(zhuǎn)換，將其按量程范圍轉(zhuǎn)換為4～20mA的電流信號(hào)，經(jīng)250?Ω的標(biāo)準(zhǔn)電阻轉(zhuǎn)換為1～5?V的電壓信號(hào)，然后傳送到模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊ADAM4017的01、02通道，將兩路1～5V的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)RS-485到RS-232的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能夠接收的信號(hào)傳送到計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)按人們預(yù)先規(guī)定好的串級(jí)控制程序，對(duì)被測(cè)量對(duì)

象進(jìn)行分析、判斷、處理，按預(yù)定的控制算法(如PID控制)進(jìn)行運(yùn)算，從而傳送出一個(gè)控制信號(hào)，經(jīng)RS-232到RS-485的

轉(zhuǎn)換，然后傳送到數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊7024的01通道，轉(zhuǎn)換為4～

20mA的電流信號(hào)傳送到電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，從而控制水箱進(jìn)水流量的大小。

5.液位串級(jí)控制系統(tǒng)的組態(tài)

1)新建工程

選擇“文件”→“新建工程”，新建液位串級(jí)控制系統(tǒng)的工程文件。

2)設(shè)備組態(tài)

在組態(tài)王工程瀏覽器中選擇“設(shè)備”標(biāo)簽頁(yè)中的“COM1”

選項(xiàng)，創(chuàng)建如圖4-5-3所示的設(shè)備。創(chuàng)建方法同模塊二中的項(xiàng)目三。圖4-5-3選擇設(shè)備窗口

3)液位串級(jí)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)詞典組態(tài)

液位串級(jí)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)詞典組態(tài)如圖4-5-4所示。創(chuàng)建方法同模塊二中的項(xiàng)目三。圖4-5-4液位串級(jí)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)詞典組態(tài)窗口

4)創(chuàng)建畫面窗口

創(chuàng)建畫面窗口如圖4-5-5所示。創(chuàng)建方法同模塊二中的項(xiàng)目三。圖4-5-5液位串級(jí)控制系統(tǒng)畫面組態(tài)窗口

5)用戶窗口組態(tài)

參考模塊二中的項(xiàng)目四相關(guān)內(nèi)容。

(1)雙擊液位串級(jí)控制系統(tǒng)畫面窗口，打開動(dòng)畫組態(tài)界面，繪制如圖4-5-6所示的圖形。圖4-5-6液位串級(jí)控制系統(tǒng)控制界面①主控制器的數(shù)字顯示及設(shè)置按鈕分別與PID-SV主、PID-PV主、PID-MV主建立連接。

②副控制器的數(shù)字顯示及設(shè)置按鈕分別與PID-SV副、PID-PV副、PID-MV副建立連接。

③主控制器的設(shè)置如圖4-5-7所示。圖4-5-7主控制器的設(shè)置④副控制器的設(shè)置如圖4-5-8所示。圖4-5-8副控制器的設(shè)置

(2)實(shí)時(shí)曲線的組態(tài)參考模塊二中的項(xiàng)目五相關(guān)內(nèi)容。

①繪制如圖4-5-9所示的圖形。圖4-5-9實(shí)時(shí)曲線的設(shè)置②主控制器實(shí)時(shí)曲線設(shè)置如圖4-5-10所示。圖4-5-10主控制器實(shí)時(shí)曲線的設(shè)置③副控制器實(shí)時(shí)曲線設(shè)置如圖4-5-11所示。圖4-5-11副控制器實(shí)時(shí)曲線的設(shè)置

(3)歷史曲線的組態(tài)參考模塊二中的項(xiàng)目五相關(guān)內(nèi)容。

①繪制如圖4-5-12所示的圖形。圖4-5-12歷史曲線的組態(tài)②歷史曲線的設(shè)置如圖4-5-13所示。圖4-5-13歷史曲線的設(shè)置

(4)報(bào)警的組態(tài)參考模塊二中的項(xiàng)目五相關(guān)內(nèi)容。

①打開數(shù)據(jù)詞典，雙擊變量“PID_PV主”，選擇“報(bào)警定義”標(biāo)簽頁(yè)，設(shè)置PID_PV主的報(bào)警屬性，如圖4-5-14所示。圖4-5-14測(cè)量值報(bào)警屬性設(shè)置對(duì)話框②用同樣的方法設(shè)置PID_SV主、PID_MV主、PID_PV副、PID_SV副、PID_MV副。

③在數(shù)據(jù)詞典中，分別設(shè)置PID_SV主、PID_PV主、PID_MV主、PID_PV副、PID_SV副、PID_MV副的記錄屬性。

④在報(bào)警畫面中繪制如圖4-5-15所示的報(bào)警圖形。圖4-5-15報(bào)警組態(tài)⑤報(bào)警窗口的運(yùn)行效果如圖4-5-16所示。圖4-5-16報(bào)警效果圖

(5)報(bào)表的組態(tài)。

①在報(bào)表畫面中繪制如圖4-5-17所示的報(bào)警圖形。圖4-5-17報(bào)表的組態(tài)②將相應(yīng)的單元分別與PID_SV主、PID_PV主、PID_MV主、PID_PV副、PID_SV副、PID_MV副建立連接。

③報(bào)表窗口的運(yùn)行效果如圖4-5-18所示。圖4-5-18報(bào)表效果圖

6)命令語(yǔ)言

打開液位串級(jí)控制系統(tǒng)組態(tài)界面，單擊鼠標(biāo)右鍵選擇“畫面屬性”，單擊“命令語(yǔ)言”按鈕，添加如下的命令語(yǔ)言：

//數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

PID_PV主=AI0;

PID_PV副=AI1;

PID-SV副=PID_MV主;

AO0=PID_MV副;六、實(shí)操考核

項(xiàng)目考核采用步進(jìn)式考核方式，考核內(nèi)容如表4-5-2

所示。七、注意事項(xiàng)

(1)在液位串級(jí)控制系統(tǒng)接線時(shí)，要注意只用ADAM4017的兩個(gè)通道。

(2)副控制器的設(shè)定值要與主控制器的輸出信號(hào)相連接。

(3)液位串級(jí)控制系統(tǒng)傳送到對(duì)象的輸出只有一個(gè)。八、系統(tǒng)調(diào)試

1.液位串級(jí)控制系統(tǒng)主回路調(diào)試

(1)開環(huán)調(diào)試：將主回路“手動(dòng)/自動(dòng)切換”按鈕置于“手動(dòng)”方式，觀察控制系統(tǒng)測(cè)量值和輸出值是否正常顯示。如果顯示不正常，須檢查系統(tǒng)接線及設(shè)備組態(tài)，直到顯示正常為止。

(2)閉環(huán)調(diào)試：將“手動(dòng)/自動(dòng)切換”按鈕置于“自動(dòng)”方式，觀察控制系統(tǒng)的控制效果是否能達(dá)到控制要求。如果沒有達(dá)到控制要求，則須反復(fù)調(diào)試，直到達(dá)到控制要求為止。

2.液位串級(jí)控制系統(tǒng)副回路調(diào)試

(1)開環(huán)調(diào)試：將主回路“手動(dòng)/自動(dòng)切換”按鈕置于“手動(dòng)”方式，將副回路“手動(dòng)/自動(dòng)切換”按鈕置于“手動(dòng)”方式，觀察副回路控制系統(tǒng)測(cè)量值和輸出值是否正常顯示。如果顯示不正常，須檢查系統(tǒng)的接線及設(shè)備組態(tài)，直到顯示正常為止。

(2)閉環(huán)調(diào)試：將主回路“手動(dòng)/自動(dòng)切換”按鈕置于“手動(dòng)”方式，將副回路“手動(dòng)/自動(dòng)切換”按鈕置于“自動(dòng)”方式，觀察控制系統(tǒng)的控制效果是否能達(dá)到控制要求。如果沒有達(dá)到控制要求，則須反復(fù)調(diào)試，直到達(dá)到控制要求為止。

3.液位串級(jí)控制系統(tǒng)聯(lián)調(diào)

將主回路、副回路都置于“自動(dòng)”方式，使控制系統(tǒng)進(jìn)入串級(jí)控制方式。九、思考題

(1)串級(jí)控制系統(tǒng)有什么特點(diǎn)？

(2)如何實(shí)現(xiàn)串級(jí)控制系統(tǒng)的投運(yùn)？

(3)串級(jí)控制系統(tǒng)主、副回路控制規(guī)律如何設(shè)置？

(4)主控制器設(shè)為手動(dòng)方式，副回路是隨動(dòng)控制系統(tǒng)嗎？項(xiàng)目六西門子S7-300PLC液位控制系統(tǒng)

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.知識(shí)目標(biāo)

(1)掌握西門子S7-300PLC的工作原理。

(2)掌握模擬量輸入模塊/輸出模塊的特性。

(3)掌握模擬量控制的相關(guān)知識(shí)。

(4)掌握液位控制系統(tǒng)的控制要求。

(5)掌握液位控制系統(tǒng)PID控制算法的設(shè)計(jì)方法。

(6)掌握西門子S7-300PLC液位控制系統(tǒng)的構(gòu)成。

(7)掌握簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。

(8)掌握西門子S7-300PLC液位控制系統(tǒng)的硬件接線。

(9)掌握西門子S7-300PLC液位控制系統(tǒng)設(shè)備的連接。

(10)掌握控制系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計(jì)方法。

2.能力目標(biāo)

(1)初步具備簡(jiǎn)單工程的分析能力。

(2)初步具備過程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。

(3)增強(qiáng)獨(dú)立分析、綜合開發(fā)研究、解決具體問題的

能力。

(4)初步具備西門子S7-300PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。

(5)初步具備西門子S7-300PLC