s7_200_plc实验报告.doc

实验1 单容水箱液位调节阀控制 一、实验目的 了解液位控制的构成环节，调节阀的工作原理，熟悉上位机组态王的组态及通讯。通过实验，掌握PID参数整定。 二、实验要求 1.实验前需熟悉实验的设备装置以及管路构成。 2.熟悉仪表装置，如检测单元、控制单元、执行单元等。 3.以4:1标准衰减震荡作为指标，整定出最佳比例度、积分时间和微分时间。 三、实验设备及系统组成 1.实验设备 （1）水泵P102 （2）电动调节阀：工作电源24VAC，控制信号2—10VDC。 （3）液位传感器：量程为0—100%，输出信号4—20mA。 2.系统组成 单容下水箱液位PID控制流程图如图7.1所示。 图7.1 单容下水箱液位调节阀PID单回路控制 测点清单如表7.1所示。 表7.1 单容下水箱液位调节阀PID单回路控制测点清单 序号 位号或代号 设备名称 用途 原始信号类型 工程量 1 FV101 电动调节阀 阀位控制 2-10VDC AO 0-100% 2 LT103 压力变送器 下水箱液位 4-20mADC AI 2.5kPa 水介质由泵P102从水箱V104中加压获得压力，经由调节阀FV101进入水箱V103，通过手阀QV-116回流至水箱V104而形成水循环；其中，水箱V103的液位由LT103测得，用调节手阀QV-116的开启程度来模拟负载的大小。本例为定值自动调节系统，FV101为操纵变量，LT103为被控变量，采用PID调节来完成。 需要全打开的手阀：QV102、QV105 需要全关闭的手阀：QV103、QV104、QV107、QV109； 挡板开度：QV116 5mm。 四、控制器编程 1.创建新的项目 启动软件step7-V4.0，默认出现一个新项目窗口，选：文件＞另存为，写入你的项目名称。我们这里“单回路PID”为项目名称。 在这个项目里为了实现PID控制功能，使用了一个子程序，它只在PLC第一次运行时调用一次，它的作用是初始化；使用一个中断程序，它每0.1秒调用一次，它的作用是PID计算，每0.1秒采集一次数据，进行一次计算，输出一次控制信息。 2．建立通信 在第这个阶段，将建立计算机与PLC的通信。在每次打开step7软件时都要通信，否则是离线状态。 在安装软件时己经设置过串口通信参数，但是有时系统安装了别的软件需要更改参数和重新设置，如图4.2.1所示： 图4.2.1 step7中设置通讯参数 设置通讯参数如以下图4.2.2到4.2.5所示。 图4.2.2 选择通讯方式 图4.2.3 安装通讯协议 图4.2.4 进入参数设置 图4.2.5 设置通讯参数 在设置好通信参数后就双击刷新按钮，进行硬件通讯，通讯成功，如图4.2.6所示。如果通讯失败，系统就会返回“与硬件通讯失败对话框”，此时就需返回参数设置页，检查通讯参数设置，以及硬件连接是否正确等。 图4.2.6 硬件通讯成功 3.编辑代码 每打开一个项目，在程序编辑器里都会自动出现一个主程序，两个子程序（函数），一个中断程序，这三个程序就是整个程序的框架了。在建立好基本框架之后，下面进行变量和程序的编辑。 (1)变量名编辑 在操作栏中点击“符号块”，在符号表中编辑变量，如下图4.3.1所示 图4.3.1 编辑变量 变量名由自己定义，而变量的多少以及地址的选择需要依据程序来编辑。 (2)程序编辑 在操作栏中单击“程序块”，左边将会出现程序编辑器。在本实验中我们使用梯形图编写程序，如下图4.3.2所示。 图4.3.2 程序编辑窗口 使用查看（View） LAD（LAD）、FBD（FBD）或 STL（STL）菜单命令更改编辑器类型，选中LAD梯形图编程语言。LAD共有三种不同的指令类型：触点、线圈和方框。 插入指令：在指令树中找到所需指令，将指令拖曳至所需的位置。 注释：光标会自动阻止您将指令放置在非法位置（例如，放置在网络标题或另一条指令的参数上）。在指令树中双击所需指令，也可以将其加入到光标所在的位置。 （3）编译项目 通过菜单中“编译”或“全部编译”命令，能产生可执行代码。 在输出窗口中会出现编译信息，如果出现错误，双击错误信息就会转到出错地方，进行修改。 （4）下装项目 编译没有错误后就可以下装到PLC。点击工具条中的“下载” 按钮，或选择文件 下载。出现“下载”对话框。 （5）调试工程 向 PLC 下载程序成功后，就可以利用“调试”工具栏的诊断功能。可点击工具栏按钮或从“调试”菜单列表选择项目，选择调试工具如图4.3.3所示。 图4.3.3 调试工具栏 状态表监控 在表格中显示状态数据：每行指定一个要监视的 PLC 数据。可以指定一个存储区地址、格式、当前值及新值。 趋势图显示 用随时间而变的 PLC 数据绘图跟踪状态数据： 可以将