基于SPLC的过程控制系统设计

一、S7-300PLC过控硬件系统组成二、S7-300PLC闭环过控系统方框图三、S7-300PLC闭环过控系统接线图四、S7-300PLC闭环过控系统程序设计思路当前第1页\共有25页\编于星期二\20点一、S7-300PLC过控硬件系统组成1.过程控制系统控制器选用S7-300PLC，组成如下：

①电源模块：307-1BA00-0AA0②CPU模块：315-2AG10-0AB0

③

模拟量输入模块：331-5HF02-0AB0

输入模拟信号：4～20mA对应输出数字量0～27648④模拟量输出模块：332-5HD01-0AB0输出模拟信号：4～20mA对应输入数字量0～27648

⑤数字量输入/输出模块：323-1BH01-0AA0当前第2页\共有25页\编于星期二\20点2.过程对象系统①被控对象

◆双容水槽(高200mm)；三容水槽(高150mm)

◆双路管路流量

◆内、外胆锅炉②中间执行设备电动执行器：输入信号4～20mADC；对应阀门开度0～100%

温度调功器：输入信号4～20mADC；对应电压物理量0～220VAC③过程检测仪表压力变送器：反馈信号4～20mADC；对应压力物理量0～2Kpa

流量变送器：反馈信号4～20mADC；对应流量物理量0～2500升温度变送器：反馈信号4～20mADC；对应温度物理量0～100度提示：掌握信号与工程物理量之间的量程对应关系,是闭环控制与程序设计的基础。当前第3页\共有25页\编于星期二\20点二、S7-300PLC闭环过控系统方框图系统方框图的两大作用：

1.描述闭环系统的四大组件、五大参数的组成，是闭环自动控制过程的依据。2.描述闭环系统各变量之间的关系，是闭环控制程序设计的依据。当前第4页\共有25页\编于星期二\20点三、S7-300PLC闭环过控系统接线图描述闭环系统的整体结构及硬件组成原理当前第5页\共有25页\编于星期二\20点三、S7-300PLC闭环过控系统程序设计思路1.300PLC硬件组态

按硬件安装顺序，从左到右，与订货号要一致。电源模块：

CPU模块：模拟量输入模块：选四线制，4～20mA模拟量输出模块：选二线制，4～20mA

开关量输入/输出模块：2.300PLC通讯连接选管理器选项中的设置PG/PC接口——选CP5611(MPI)当前第6页\共有25页\编于星期二\20点3.300PLC闭环程序设计思路采用结构化程序设计的方法，包括主程序OB1，子程序FC、FB、背景数据块DB，共享数据块DB，定时中断组织块等。(1)过程反馈量刻度化程序设计

采用过程反馈量刻度化(数值转换)功能FC105，把接收来的数字量标准化为工程物理量输出，把整数转换成实数。在库中—选StandardLibrary—选TI-S7ConvertingBlocks—FC105当前第7页\共有25页\编于星期二\20点FC105过程反馈量数值转换程序功能当前第8页\共有25页\编于星期二\20点当前第9页\共有25页\编于星期二\20点FC105实际应用当前第10页\共有25页\编于星期二\20点(2)定时中断程序设计S7-300PLC提供了九个定时循环中断组织块OB30～OB38，它们以固定的时间间隔来调用用户中断程序。

在库中—StandardLibrary—OrganizationBlocksOB编号默认时间间隔默认优先级OB30

5s7OB31 2s 8OB32 1s 9OB33 500ms 10OB34 200ms 11OB35 100ms 12OB36 50ms 13OB37 20ms 14OB38 10ms 15◆本例—右键插入新对象—建立组织块OB34或OB35；

当前第11页\共有25页\编于星期二\20点(3)PID控制算法程序设计

采用PID控制算法功能块FB41，把反馈来的工程量与给定的工程量进行比较，得到偏差，并计算出工程输出量。◆本例双击OB34或OB35—打开定时中断程序界面◆在库中—选StandardLibrary—选PIDControlBlocks—FB41CONT_CICONT(连续控制PID算法)◆插入PID控制算法FB41—到OB34或OB35界面—定时调用FB41输入参数：26个FB41输出参数：9个当前第12页\共有25页\编于星期二\20点FB41输入/输出参数

当前第13页\共有25页\编于星期二\20点

FB41经常用到的参数当前第14页\共有25页\编于星期二\20点FB41—PID内部控制算法图当前第15页\共有25页\编于星期二\20点FB41实际应用，用DB块进行定义参数当前第16页\共有25页\编于星期二\20点FB41实际应用，用实际量进行定义参数当前第17页\共有25页\编于星期二\20点(4)控制量输出标准化程序设计采用控制量输出标准化(取消标定值)功能FC106，把接收来的控制量的工程量刻度化为数字量，送入模拟量输出模块，把实数转换成整型数。在库中—选StandardLibrary—选TI-S7ConvertingBlocks—FC106当前第18页\共有25页\编于星期二\20点FC106控制量标准化程序功能当前第19页\共有25页\编于星期二\20点

当前第20页\共有25页\编于星期二\20点FC106实际应用当前第21页\共有25页\编于星期二\20点(5)五大参数之间的管脚连接

反馈量：现场检测仪表检测的4～20mA信号反馈到模拟量输入模块,就地转化成数字量通过地址PI??

口送入FC105的IN口,通过OUT口送入FB41的PV_IN口。

给定量：通过FB41的SP_INT口进行工程物理量给定

误差量：给定量与反馈量的差值e送入FB41内部，参加计算。

控制量：FB41计算出的实际控制量LMN，送入FC106的IN口，转化成数字量通过OUT口送入模拟量输出地址PQ??口,模拟量输出模块把数字控制量转换成4～20mA模拟信号,来控制电动执行器。

被控量:液位、流量、温度等工程物理量。当前第22页\共有25页\编于星期二\20点

S7-30