PLC换热器温度和流量串级控制.doc

第五章 换热器温度和冷水流量串级控制系统设计 5.1 工艺简介： 由图5-1可知，热水通过换热器中排管的外面，把热量传给排管内通过的冷水。 热水的出口温度可以通过改变支路 2 上的控制阀的开度来实现控制要求［11］。 引起热水出口温度变化的干扰有物料的流量，初温和压力等，其中最主要的干扰是冷水的流量[12]。热水从锅炉经泵 1 到换热器，再回到锅炉形成热水循环。冷水从大水槽经泵 2 到换热器，再回到大水槽形成冷水循环。支路 1 和支路 2 中均有温度和流量变送器，可完成对热水温度和流量的测量变送［13］。 图5-1 换热器温度和流量串级控制 5.2 系统创建工程 创建一个新的工程，在这之前要进行编程前的准备工作，包括通信设置和组态。 5.2.1 新建工程 单击FileNew…,新建一个工程项目，命名为wangli,类型默认Project。单击Browse…选择工程保存地址。单击OK，系统创建了一个名为wangli的新工程。 建立S7-300站。右键单击工程名wangli，单击Insert New ObjectSIMATIC 300 Station. 5.2.2 设置通信 这里我使用的是S7-300 MPI电缆连接方式，因此选择PC Adapter,install.不需要其他接口。 图5-2 安装PG/PC通信接口窗口 设置或添加PC Adapter(MPI):PROPERTY 按钮Local Connection 属性页COM2,19200,其他参数不需要设置。 5.2.3 硬件组态和下装 打开工程中的Hardwork，从而进入HW CONFIG窗口。在HW CONFIG中插入机架，根据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-300PS 307 2A CPU CPU-300CPU313C-2DP313-6CE01-0AB0 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块和已有函数 首先打开libaries中的standard library,选择Orgnization Blocks.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 执行挂起的其他任务 回到开始，重新循环监控时间 5.3.2 符号和变量编辑 从资源管理器中选择S7 Program(1)中打开Symbols编辑，编辑全部输入输出相关变量的全局变量，以便使得程序具有很好的可读性。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（SM334PIW,POW，PIW表示输入，POW表示输出。 有了变量表，在程序中就可以直接调用全局变量的Symbol，来访问该硬件地址。例如在程序中调用AIO，它会自动指向PIW 256，也就是SM 334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。如果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，PID单回路控制的编程，需要添加PID块，在Librariesstandard libraryPID control blockFB41 CONT_C ICONT，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，可以通过在组态软件中控制这些参数。 图5-4 模块图 图5-5 PID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5-6 DB2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，可以被其他程序调用)，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_MAXOUT_MIN，OUT_MAX 图5-7 FC201程序内容 Net