串级控制与远程监控在温度中的应用毕业设计

1、串级控制与远程监控在温度中的应用 摘要本文采用串级控制对锅炉温度进行控制，运用可编程控制器s7-300plc进行编制控制程序，通过mcgs组态作为上位机进行远程监控。通过调节pid的参数，对温度的精度进行调节，通过调试该设计的温度控制精度能保证在1以内，而且可操作性得以提高，如设定值不适合锅炉的温度要求，则可随时修改，非常方便。关键词：锅炉；水温；串级控制；pid;可编程控制器s7-300cascade control and remote monitoring in temperature applications abstractthis paper adopts cascade cont

2、rol for boiler temperature control, using the programmable controller compiled with s7 - mill control procedures, through the mcgs as pc for remote monitoring. by regulating the pid parameters, the accuracy of temperature adjustment, through the commissioning of the design temperature control precis

3、ion can ensure 1, and within the maneuverability can be improved, such as setting is not suitable for the boiler temperature requirements, can be modified at any time, very convenient.keywords: boiler; water temperature; cascade control; pid; programmable controller s7-300 目录摘要1目录2引言3第一章 锅炉夹套和锅炉内胆串级

4、控制系统设计41.1串级控制系统硬件设计41.1.1根据锅炉的工艺流程与控制要求：41.1.2 温度串级控制系统主、副回路的设计41.2 系统硬件组态及实现51.2.1 plc硬件组态51.2.2 mcgs与plc的连接61.2.3 系统硬件的实现6第二章 串级控制系统软件设计92.1 组态软件设计92.1.1 工程的框架92.1.2 数据对象92.1.3 图形制作，92.1.4 曲线显示的设置102.2 plc中pid控制器的实现112.2.1 pid控制器的组成原理112.2.2 pid控制功能块的算法原理112.2.3 pid控制功能块fb41及主要功能参数112.3 输入输出变量的量程

5、转换132.4 控制算法的选择14第三章 程序的编制163.1 串级控制pid程序编写163.1.1 上位机与300plc数据转化163.1.2 控制程序编写18第四章 系统的调试及结论25设计总结27参考文献28致 谢29 引言随着科学技术的发展，锅炉的应用也越来越广泛，锅炉生产从它的雏型：蒸汽机到现在格式各样的锅炉，它的发展见证了工业的发展状况。它包括锅和炉两大部分，锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为生产提供所需要的热能。提供热水的锅炉称为热水锅炉，主要用于生活，工业生产中也有少量应用。锅炉承受高温、高压，其安全问题十分重要。即使小型锅炉，一旦发生爆炸，后果也十分严重。因此，对锅炉的材料选用、

6、设计计算、制造和检验等都有制订有严格的法规。而温度也是其中一个重要的影响因素，也是锅炉起到其作用的必要因素。该设计的锅炉为热水锅炉，采用加热装置为三相电加热管，能源为电能。实现温度控制的目的方式有很多种，以往我们常常采用单片机和传统的智能仪表搭建控制系统，所采用的控制方式虽然能够达到一定的控制要求，但其精度不高，不能满足精度要求高的场合，而我们采用单片机控制因其单片机自身的构造和抗干扰能力差等因素也有其自身致命的弱点：系统的稳定性不高，单片机系统在其运行中一旦出故障，对控制对象就失去了控制能力，如果长时间丢失对控制对象的控制很可能会出现严重的安全事故。plc是一种专门从事逻辑控制的微型计算机系

7、统。由于plc具有性能稳定、抗干扰能力强、设计配置灵活等特点。因此在工业控制方面得到了广泛的应用。自80年代后期plc引入自动化行业中，由plc组成的锅炉控制系统被许多锅炉制造厂普遍采用。并形成了一系列的定型产品。在传统继电器系统的改造工程中，plc系统一直是主流控制系统。采用其搭建的控制系统，其稳定性得到了大大的提高，解决了控制环境恶劣、控制精度高等问题。所以该设计采用西门子300plc搭建锅炉水温控制监控系统。当今的自动控制技术都是基于反馈的概念。反馈理论的要素包括三个部分：测量、比较和执行。测量关心的变量，与期望值相比较，用这个误差纠正调节控制系统的响应。在工程实际中，应用最为广泛的调节

8、器控制规律为比例、积分、微分控制，简称pid控制，又称pid调节。它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用pid控制技术最为方便。pid控制，实际中也有pi和pd控制。pid控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。因此，针对锅炉的水温为非线性控制量，所以采用pid控制方法进行控制，从而达到我们的水温控制要求。在采用pid控制方法进行对水温控制同时，我们通常采用的是单回路的pid控制

9、方式，虽然解决了工艺生产过程自动化中大量的参数定值问题，但是，随着现代工业生产的迅速发展，工艺操作条件的要求更加严格，对安全运行和经济性及对控制质量的要求也更高。单回路控制系统往往不能满足生产工艺的要求，在这样的情况下，采用串级控制系统是必要的。本设计采用的是串级控制系统。为的就是使我们的控制精度和控制品质得到提高，所以我们采用的控制方式锅炉的内胆水温和夹套水温组成的串级调节监控系统。第一章 锅炉夹套和锅炉内胆串级控制系统设计1.1串级控制系统硬件设计1.1.1根据锅炉的工艺流程与控制要求：（1）可以对整个锅炉系统进行控制。（2）能够自动控制锅炉温度，并达到所需精度。（3）有很好的人机界面，能

10、方便地在线修改参数。根据要求做出串级控制系统，以西门子300plc微型可编程控制器为核心设计的温度串级控制系统，其系统原理框图，如图1-1所示。图1-1 串级控制系统原理图1.1.2 温度串级控制系统主、副回路的设计系统有2个调节器和2个闭合回路和2个执行对象，2个调节器分别设置在主、副回路中，设在主回路的调节器为主调节器，设在副回路的调节器称为副调节器。两个调节器串联连接，主调节器的输出作为副回路的给定量，主、副调节器的输出分别去控制两个执行原件。主对象的输出为系统的被控制量锅炉夹套温度，副对象的输出是一个辅助控制变量。主调节器按主参数（夹套温度）的测量值与给定值的偏差进行工作的调节器，器输

11、出作为副调节器的给定值。选用pid或pi控制规律，由西门子plc300可编程控制器实现。副调节器按福参数（内胆温度）的测量值与主调节器输出的偏差进行工作的调节器，其输出直接控制执行机构。副调节器选p控制规律，也有西门子plc300可编程控制器实现。串级控制系统主回路是一个定值控制系统。对于主参数的选择和主回路的设计，基本上可以按照单回路系统的设计原则进行。凡直接或间接与生产过程运行性能密切相关并可直接测量的工艺参数均可选择做主参数。若条件许可，可以选用质量指标作为主参数，因为它最直接也最有效。否则应选用一个与生产质量有单值函数关系的参数作为主参数。另外，对于选用主参数必须具有足够的灵敏度，并符

12、合工艺过程的合理性。该系统中选择锅炉夹套温度为主参数。副参数的选择应使副回路的时间常数小，控制通道短，这样可使等效过程的时间常数大大减小，从而加快需要的工作频率，提高响应速度，缩短过渡过程时间，改善系统的控制品质。为了能够充分发挥副回路的超前、快速作用，在扰动影响主参数之前就加以克服，必须设法选择一个可测的、反映灵敏的参数作为副参数。该串级控制系统用控制锅炉夹套的温度，仪锅炉内胆温度为副对象，锅炉内胆直接接触三相4.5kw电加热管，时间常数小，符合副回路选择超前、快速、反应灵敏等要求。1.2 系统硬件组态及实现1.2.1 plc硬件组态在使用300plc时，必须要对所需要的模块进行硬件组态，由

13、于在学校实验室中对300plc的模块也就是常用模块，在做该设计时，按照现有模块进行组态。在进行通讯时选用pg/pc接口为cp5611(mpi) 。硬件组态cup313c2dp和cp3431选型和im153-1扩展机架模块和所在机架的模块ai模块sm331、ao模块sm332、di/do模块sm323的选型如下表1-1表1-1 硬件模块的选型插槽模块订货号i地址q地址1cpu 313-2 dp(1)6es1 313-6ce01-2ab0dp1023*di16/do16124.125124.125计数768.783768.7832cp 343-16gk7 343-1ex20-0xe0272.287

14、272.287im 153-11im 153-16es7 153-1aa03-0xb01021*2ai8x12bit6es7 331-7kf02-2ab0256.2713ao4x12bit6es7 332-5hd01-2ab0256.2634di8/do8xdc24v/0.5a6es1 323-1bh01-2aa000由于是串级控制，要采集夹套跟内胆的温度，要从两个pt100输出测量温度，在送往cpu时要将两路的模拟量转换为数字量输入，ai模块sm331具有8个通道可以将模拟量转换为数字量送给cpu。在本设计中选用了2-3、4-5通道作为模拟量输入，2-3通道作为夹套温度的输入通道，4-5通道

15、作为内胆温度的输入，设置如图1-2所示。将两路pt100信号采用电流变送器送给ai模块sm331的两个通道，其余通道取消激活。sm331模拟量输入模块的输入信号类型用量程卡来设置。量程卡安装在模拟量输入模块的侧面，每两个通道为一组，共用一个量程卡，量程卡插入模块后，如果量程卡上的标记与输入模块上的标记相对，则量程卡被设置在该位置。模拟量输入模块6es7 331-7kf02-0ab0，量程卡的b对应于电压输入；c位置对应于4线制变送器电流输入（4dmu）;d位置对应于2线制变送器电流输入（2dmu），测量范围只有420ma。温度测量和电阻测量对应于a位置，由于本设计用了2线制变送器电流变送器，则

16、2-3、4-5通道的量程卡要设置到d位置。图1-2 sm331模块的设置要对锅炉内胆的温度进行控制，就是通过改变加热器两端的温度来进行控制内胆温度，三相电给加热器供电，那么通过改变三相电的相位来改变电压大小，从而改变加热丝的温度，改变内胆的温度。通过送给晶闸管的电流信号的变化来改变相位大小，改变加热的温度，ao模块将负责把通过cpu计算的数字量变换为 420ma的电流信号来驱动晶闸管，从而改变输出的温度。对ao模块sm332设置为第一通道的电流信号输出。1.2.2 mcgs与plc的连接 在mcgs中的设备窗口下添加设备0为s7-mpi父设备，在该父设备下添加西门子s7-300mpi子设备，在

17、设置设备内部属性中添加输入输出点，在通道连接处将相应的通道与mcgs中的定义数据连接。1.2.3 系统硬件的实现锅炉水温的串级控制系统的工艺过程为：首先传感器将加热炉的内胆和夹套的温度送给电流变送器转化为420ma的电流信号,通过sm331 ai（如图1-3）模块转化为可识别的数字量，然后将主回路给定温度值与夹套的反馈温度值之间的偏差值进行处理，处理后将处理过的值送给副回路成为副回路给定值与反馈内胆温度值之间的偏差值，送给sm332ao模块（如图1-4）将数字信号转换成执行器可识别的模拟信号，控制晶闸管，这样通过输出我们控制了加热炉电阻丝两端的电压，加热炉温度控制得到实现。其中主回路为加热炉温

18、度控制系统的核心部分，起重要作用。设计中采用sm331ai输入模块、sm332ao输出模块和pid计算技术，锅炉加热过程控制装置通过测量内胆，夹套温度等运行参数，通过控制器及调节器，改变加热炉电阻丝两端的电压，使夹套的温度控制在预定范围内，保证保持水温的恒定。锅炉串级控制装置，能对锅炉进行过程的自动检测、自动控制等多项功能，保证锅炉的安全、稳定、经济运行，减轻操作人员的劳动强度。采用铂电阻、电流变送器进行温度采集、变送，以pt100型铂电阻测量电路完成温度的测量，以及其配套的a/d转换模块sm331为核心完成数据的转换。设计程序，通过读、写内存单元的状态，实现温度的串级控制。硬件外围连接如图1

19、-5图 1-3 sm331ai模块电流输入接线图图 1-4 sm332ao模块电流输出接线图图 1-5 硬件外围接线图第二章 串级控制系统软件设计温度串级控制系统软件设计分为两个部分，组态软件设计和pid控制器软件设计。2.1 组态软件设计在开始组态工程时，必须首先对整个该做的工程要有一个系统的了解，对工程的每一个部件要加以分析，以便能够把整个系统的结构很好的掌握，系统的结构、系统的流程、系统需要实现的功能以及要有哪些必备的条件，这些功能才能很好的实现。2.1.1 工程的框架（1）三个用户窗口：温度串级控制、实时曲线、历史曲线。（2）三个主菜单：系统管理、数据显示、历史数据。2.1.2 数据对

20、象锅炉夹套温度sv1、锅炉夹套温度pv1、锅炉内胆温度sv2；锅炉内胆温度pv2；输出值op2、比例系数p1、积分时间i1、微分时间d1、比例系数p2、积分时间i2、微分时间d2。2.1.3 图形制作，制作图如图2-1所示图2-1 组态流程图温度串级控制窗口包括：（1）水泵、电动调节阀、压力表、阀、流量计、锅炉、水罐、等由对象原件库引入并设置。（2）管道。通过流动块构建实现。（3）温度的显示。通过监控画面数据显示图来显示。2.1.4 曲线显示的设置（1）实时曲线如图2-2实时曲线构建是曲线显示一个或多个数据对象数值的动画图形如同记录仪一样实时记录数据对象值的变化情况。在“工具箱”中“实时曲线”

21、图标中调出并设置。（2）历史曲线历史曲线构建实现了历史数据的曲线浏览功能。历史曲线主要用于事后查看数据和状态变化趋势和总结规律。在在“工具箱”中“历史曲线”图标中调出并设置。2.2 plc中pid控制器的实现2.2.1 pid控制器的组成原理以plc作为控制器构成的闭环控制系统，如图2-2所示，图中的虚线部分由plc来实现。检测元件将被控量实际值pv测量值转换为1v5v电压型号或4ma20 ma的电流信号，该模拟信号接至plc的ai模块，进行a/d转换，根据用户编制的pid控制程序，将测量值与给定值sp比较，通过二者的偏差e进行pid算法的运算得到输出操作信号u,经plc的ao模块进行d/a转

22、换，转换后的信号（1v5v电压型号或4ma20 ma）用于驱动执行元件结构，实现对被空对象的控制。图 2-2 plc串级控制闭环系统2.2.2 pid控制功能块的算法原理s7-300plc的编程组态软件setp7提供了一个pid控制软件包，软件包包括3个功能块：fb41“cont_c”实现连续控制、fb42“cont_s”实现步进控制、fb43“pulsegen”用于脉宽调制生成脉冲。因为要测量温度所以用到连续控制，将讨论fb41程序块所提供的算法功能。功能块fb41提供了一种位置式pid算法，pid控制器输出与输入关系式为： （1）式中：比例系数；积分时间常数；微分时间常数（1）式中的右边前

23、3项分别是比例作用、积分作用和微分作用分量，它们分别于偏差、偏差的积分和微分成正比。根据所采用的作用不同，也可以组成p、pi或pd控制器。设采用周期为t,将（1）式离散化，第k次采样时控制器的输出为： （2）式（2）为离散化的pid位置式控制算法表达式，功能块fb41就是实现了该式所表示的pid算法。2.2.3 pid控制功能块fb41及主要功能参数功能块fb41的结构框图如图3所示，设定值sp_int和过程值pv_int比较得到偏差，比例、积分和微分三部分作用并联，可以通过使能开关p_sel、i_sel、d_sel单独激活或取消相应作用。图2-4中gain为比例增益，ti和td分别为积分时间

24、常数和微分时间常数。引入扰动量desv还可以实现前馈作用。开关量参数man_on还可以提供手动模式和自动模式的选择。在手动模式（man_on为1）中控制器的输出为手动给定值。表2给出了fb41的主要参数说明。图2-4 pid控制功能块fb41的结构框图表2 fb41主要参数说明参数类型参数名称数据类型说明缺省值输入man_onbool手动开关，为1时手动之设定操作值turep_selbool比例(p)作用使能开关turei_selbool积分(i)作用使能开关tured_selbool微分(d)作用使能开关falsecycletime采用时间，取值范围=1mst#1ssp_intreal内部设

25、定值0.0sp_intreal过程变量输入0.0manreal手动值0.0cainreal比例增益2.0titime积分时间t#20stdtime微分时间t#10slan_hlmreal控制输出操作值上限100.0lmn_limreal控制输出操作值下限0.0输出lmnreal控制器输出操作值0.02.3 输入输出变量的量程转换pid控制有两个输入量:给定值(sp)和过程值(pv)。在调用pid功能块时，给定值（sp_int）通过所指定的地址由内部给定。过程值（pv_int）是被控量的实际值，要得到过程实际值，首先应从外围设备（ai模块）读取a/d转换后的数字量（范围为027648或-2764

26、827648），然后将其进行处理转换为过程值（实数）。同样，对于pid功能块的输出操作值（实数）也需要先进行量程转换为数字量，再讲其送到ao模块。1、输入过程值量程转换输入过程值量程转换可以有s7300所提供的功能程序块fc1205“scale”实现，用来处理模拟量。如图2-5所示。图2-5 输入量程转换功能程序块fc105“scale”scale功能块接受一个整形（in），并将其转换为宜工程单位表示的介于下限和上限之间的实型值。scale功能使用式（3）计算工程实际值并写入out。 （3）式中，常数k1和k2根据输入值的极性bipolar设置。单极性时，k1=0.0，k2=+27648.0;

27、双极性时，k1=-27648.0，k2=+27648.0。2、输出操作值量程转换输出操作值量程转换可以有s7300所提供的功能程序块fc1206“unscale”实现，用来处理数字量。如图2-6所示。图2-6 输出量程转换功能程序块fc106“unscale”unscale功能接受一个以工程单位表示，且定于下限和上限之间的实型输入值，并将其转换为一个整型值数字量。unscale功能使用式（4）计算数字量并写入out。 (4).式中，常数k1和k2的设置通fc105。2.4 控制算法的选择在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称pid控制。它以结构简单、稳定性好，工

28、作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确地数学模型时，控制理论的其它技术难以采用时，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定，这时应用pid控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能通过有效地测量手段来获得系统参数时，最适合用pid控制技术。pid控制，实际中也有pi和pd控制。pid控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。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。当仅比例控制时系统输出存在稳态误差。积分（i）控制在积分控制中，控制器的输

29、出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统具有稳态误差的或简称有差系统。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。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，至到等于零。因此，比例+积分（pi）控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。微分（d）控制在微分控制中，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。自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现震荡甚至失稳。其原因是由于存在较大惯性组件（环节）或有

30、滞后组件，具有抑制误差的作用，器变化总是落后于误差的变化。解决的办法是抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。这就是说，在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅度，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差的变化趋势，这样，具有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象，比例+微分（pd）控制器能够改善系统在调节过程中的动态特性。由于设计的是一个串级控制，系统中用两个控制环路分别控制两个被控参数，在串级控制系统中，主、副调节器所起的作用是不同的。

31、主调节器起定值控制作用，副调节器起随动控制作用，这是选择控制规律的出发点。主参数是工艺操作的主要指标，允许波动的范围比较小，一般要求无余差，因此，主调节器应选pi或pid控制规律。副参数的设置是为了保证主参数的控制质量，可以在一定范围内变化，允许有余差，因此副调节器只要选p控制规律就可以了，一般不引入积分控制规律若采用积分规律，会延长控制过程，减弱副回路的快速作用，也不引入微分控制规律因为副回路本身起着快速作用，再引入微分规律会使调节阀动作过大，对控制不利。综上所述，本设计中，副回路采用p控制，主回路采用pi控制。第三章 程序的编制3.1 串级控制pid程序编写3.1.1 上位机与300plc

32、数据转化在要实现锅炉温度的串级控制时，要求有上位机的监控，在本设计中采用mcgs组态做监控画面，在整个过程中mcgs中的数据要与plc中的数据有交换，那么在此过程中数据类型是数据是否转换成功的重点，因为mcgs只是一个监控软件，不是西门子公司专有的监控软件，那么要让它们之间进行数据的交换就必须有数据的换算与转换，在mcgs中的存储器存储32位的二进制，通过共享数据块中的数据块db、dbd数据双字进行数据的交换，然而在plc中除了积分为time型可以与mcgs直接的数据交换其他的数据都不能直接与plc进行数据交换，要达到交换，那么必须使两个软件所需要的数据类型相同，在300plc中所需要的类型为

33、real型，那么就要把二进制转换为real型，通过存储器双字md进行数据的传递。在程序中因为是要数据交换的，所以在写入，读出时都必须使数据类型相符。在写入数据时，将上位机也就是mcgs中的数据写入到plc中的cpu，那么就是要把32位的二进制转化为real浮点数型，编制lad梯形图，如图3-1。在读出数据时，将plc的数据送给mcgs组态显示在上位机，以便方便观察，是将从plc输出的real浮点数转化为32为的二进制，就会得到就是编制lad梯形图，如图3-2。由于在用db41.dbd数据存贮器时，不能将小数传送，但是为了达到我们的需要，在程序送往mcgs时，将plc中的数据乘以一个100（按照

34、小数的位数设定）那么我们就将我们需要的两位小数保留了下来，当数据送给mcgs之后，我们在将mcgs中对应该通道的数据除以100，这样就会把我们需要的数据保留下来，下面程序mul_r指令就是为了实现该功能设定的。在输入时，我们在上位机输入小数，那么我们就将该通道的值乘以需要的小数位数，在程序中我们用div_r模块做除法，除以在mcgs中乘的数，就会得到需要的上位机的给定值。图 3-1 数据的写入转化图 3-2 数据的读出转化3.1.2 控制程序编写在整个控制程序的编制中包括符号表的定义表3-1、mcgs中通道的定义及对应通道数据的链接如表3-2、主程序（ob1）、循环程序(ob35)、初始化程序

35、（ob100）。 表3-1 plc符号表定义符号地址数据类型1cont_cfb41fb2scalefc105fc3unscalefc106fc4比例增益1 md110real5比例增益2 md126real6操作值md130real7单极性m0.4bool8副pt100 md122real9副回路测量piw264int10积分时间md114time11开启比例m0.1bool12开启积分m0.2bool13设定值md6real14输出数字量pqw256int15主pt100md10real16主回路测量1 piw260int17主回路输出值md100real表3-2 mcgs通道定义通道号对应

36、数据对象通道类型1i1写db41.162p2写db41.283p1写db41.324夹套温度sv1写db41.485op1读db41.726夹套温度pv1读db41.767op2读db41.808内胆温度pv1读db41.84主程序（ob1）锅炉夹套度跟锅炉内胆的温度通过pt100的采集，使用fc105模块，将采集到的420ma的电流型号转化为cup需要的数字量。通过fc106模块将cpu中的数字量转化为模拟量信号，送给plc模拟量输出模块，控制调节器的输出。通过db41.dbd48通道将mcgs中的数据送给plc模块，该程序中就是将32位的二进制数转换为real浮点数，是设定值的写入程序。通

37、过sm331模块将主回路的输出值送给mcgs的监控画面，能够看出输出值的大小，确定主回路输出值，确定出副回路的设定值大小。循环程序(ob35) 程序中pid算法的主要模块，主回路与副回路的调节，设定值、测量值、比例参数、积分参数都是通过该模块，使用该模块内部的计算，来实现pid的调节。初始化程序（ob100）对fc105、fc106、及fb41、fb42的初始化设置第四章 系统的调试及结论按顺序分别对sm331模块a/d转换、串级pi-p控制等程序进行运行调试。直到调试结果满足系统设计目标要求。程序调试中，除数据符号处理、子程序调用等须注意的问题外，pi 参数的调整也很重要。当初始参数确定后,

38、应根据实际的调节情况来反复修改控制参数值，直到达到满意的控制效果。开始时，按照网络的一种对比例系数p的算法，运用黄金分割法，得出所测主回路比例系数p，比系数p就是0.618乘以所测值的最大量程100，得出p的值为61.8，副回路的比例系数也设为38.2,关闭积分时间，在设定值为40时，得出曲线如图4-1所示；图4-1 输出曲线图分析图4-1得出精度不小于1%，达不到所需要的精度，通过网络查阅资料知道副回路的灵敏度要高于主回路，那么副回路的比例系数就要高于主回路，由于在串级控制中一般副回路的比例系数为主回路的1.2倍，于是设定副回路的比例系数为75，得出曲线如图4-2所示。图4-2 输出曲线图由于查网络资料知道，在温度测量时，积分一般设为210，通过测试得出，最终结论为：主回路比例系数设为60，副回路比例设为80，设定积分为3，得到所需要的曲线，测得出温度范围左右波动都在1%以内。波形如图4-3所示图4-2 输出曲线图设计总结通过本次设计，提高了对300plc的系统的学习，也学会了300plc于实际之间的硬件连接，大大提升了运用理论解决现实问题的能力，从开始的做该设计的盲目到最终设计的完成都是我从中学习到了很多，提高了我分析问题的能力，查阅资料的能力，这些都无形中使我的自学能力提高了很多。首先，对课题