现场总线技术第九章-TIA博途全集成自动化软件应用实例(第3版)课件

1、第九章TIA博途全集成自动化软件应用实例第9章 TIA博途全集成自动化软件 应用实例9.1 TIA博途软件简介9.2 混料罐控制系统设计与仿真器调试9.3 基于S7-1200的风力发电机变桨控制系统设计9.1 TIA博途软件简介 TIA博途软件的版本功能9.2 混料罐控制系统设计与仿真器调试一、控制要求混料罐装置示意图及I/O分配二、系统硬件及组态1PG/PC接口设置 图9-3 PG/PC接口设置2网络及硬件组态（1）创建项目（2）控制器设备组态三、控制程序组态1. 建立变量表2程序块主程序OB1的编辑四、仿真器调试下载至仿真器的接口设置 仿真器调试和程序在线监视9.3 基于S7-1200的风

2、力发电机变桨控制系统设计一、系统分析1.被控对象设计参数变量名称 设计参数 变量名称 设计参数 额定功率 300 KW 额定风速 12 m/s 叶片半径 15 m 启动风速 4 m/s 叶片数量 3个 切出风速 25 m/s 发电机额定转速 1500 rpm 偏航转速 0.42 deg/s 齿轮箱增速比 1:28.1 偏航角范围 -1800+1800 deg 桨距角范围 090 deg 2气动功率分析风力机实际能得到的有用功率输出是其中为空气密度，单位是kg/m3；v为距离风力机一定距离的上游风速，单位是m/s；S为气流扫掠面积，单位是m2；风能利用系数与Cp叶尖速比和桨距角有关。一定时，越小

3、， Cp越大。因此，在低于额定风速时，桨叶角置为0不变，发电机的功率根据叶片的气动性能随风速的变化而变化；当风速高过额定风速时，可以通过调整桨叶桨距角，减小风能利用系数的值使功率输出稳定在额定功率附近。这就是变桨距控制。二、 变桨距功率控制策略风速低于额定风速时，桨距角可保持在0；风速高于额定风速时，实施复合变桨控制。三、控制系统硬件组成结构1.控制系统硬件配置根据I/O点数，选择硬件模块。硬件模块说明如表9-2所示。共提供34路AI，5路AO，14点DI，10点DO，满足系统需要，并提供了一定裕量，系统扩展容易。模块说明CPU模块CPU AC/DC/Rly集成14DI/10DO和2AI 1个

4、PROFINET接口模拟量输出信号板SB 12321AOPROFIBUS DP 主站模块CM 1243-5作为DP主站IM 153-1（ET）实现与DP主站的通信SM331: AI 812位 8AISM331: AI 812位 8AISM331: AI 812位 8AISM331: AI 812位 8AISM332: AO 412位 4AO 硬件模块说明2.系统网络结构2.系统网络结构四、组态过程1. PG/PC接口设置2. 硬件及网络组态3. 程序组态（1）建立变量表（2）控制程序 控制程序采用模块化和结构构化编程方式。包括初始化程序OB100、主程序OB1、周期中断程序OB30、自动启动程

5、序FC4、输入量程转换程序FC13、输出量程转换程序FC12、增量式PID算法程序FB3。初始化程序OB100： 进行一些初始化设置，如给桨距角赋初值（停止状态为90）等。主程序OB1： 进行启动条件判断，满足条件则发出启动信号，调用自动启动程序；进行输出量程换；各种故障的判断及处理。周期中断程序OB30： OB30主要实现输入采样量程转换、变桨PID运算和前馈补偿控制。变桨PID控制程序 变桨复合控制中的前馈控制实现：假设当前测量的瞬时风速与系统要求的额定风速之差为v，前馈补偿的桨距角为比例系数K与v的乘积。实行分段的比例控制。部分程序如图。输入量程转换程序FC13：采用SCL语言编写,将数字量027648转换为模拟量输入信号工程单位值输出量程转换程序FC12：采用SCL语言编写,将运算操作值转换为数字量027648。增量式PID算法程序FB3：采用SCL语言编写了增量式PID算法程序4. 上位监控功能组态（1）创建PC监控站与控制器的HMI连接（2）HMI连接设备的访问点设置连接属性和参数设置（3）组态画面图形元素与PLC变量的连接HMI变量主监控界面五、系统调试监控表在线监视风力发电机上位在线监控 思考题与习题9-1 TIA博途软件的版本及功能？9-2 用博途软件进行硬件网