北京西门子通讯模块代理商内容简介

西门子S7-1200模块由上海庆惜自动化设备有限公司本文介绍由基于S7-200系列PLC的智能温度控制器详细说明。阐述了温度控制的实现。介绍了VB下实现机和PLC温度监控的串行通信的技术。经过现场调试表明，本具有可靠性高，监控方便等优点。由于PLC在工业领域使用的普遍性，该有很大的使用范围。

因为PLC具有控制能力强、可靠性高、配置灵活、编程简单、使用方便、易于扩展等优点，成为了当今及今后工业控制领域的主要手段和自动化控制设备。在许多行业的工业控制中，温度控制都是要解决的问题。在一些热处理行业，由于使用简单的温控仪表和温控电路进行控制，存在控制精度低、调量大等缺点，这样就造成了产品不高，能源浪费等问题。

基于PLC在工业控制领域的普及性和温度控制的重要性，设计了一个基于PLC的智能温度控制，具有很广的应用空间。同时，由于PLC具有自身的一些缺点，即数据的计算处理和能力较弱，不能提供良好的用户界面，因此妨碍了对现场温度变化的跟踪与监控，而计算机可以很好的弥补的这一缺点。用计算机与PLC 组成的主从式实时监控，能够充分发挥各自在工业控制中的优势，实现分散控制、集中监控等全新功能。本采用西门子公司S7-200系列PLC，通过PLC串口通讯与计算机连接，监控界面友好，运行。

1 PLC温度控制

在锅炉温度控制中，电加热锅炉是控制工业中常用的设备，其温度控制也是控制的一个重点。PLC温度控制的结构如图1所示，PLC 通过加热棒及风扇分别控制炉子的加热及降温。计算机则实现目标温度的设定、动态显示、参数的设定等功能，从而实现实时温度监控。
2 模块构成

处理、温度调节等功能。在，温一个温度控制一般具有温度采集、PLC的温度控制中度的采集可以使用常用的温度传感器（热电偶、热电阻）。由温度传感器检测来的不是的电压（电流），不能直接送给A/D转换模块。因此温度传感器采集到的温度要经过变送器的处理后才能被A/D转换器识别并转换为相应的数字。根据所使用的温度传感器选用对应的温度变送器。S7-200系列PLC常用的模拟量输入输出混合模块为EM235，EM235为4路模拟量输入，1路模拟量输出。PLC对温度进行处理后，通过模拟量模块输出电流，电流可以通过调压器来控制电源的开度（即一周期内的导通比率），从而控制电源的输出功率。加热器根据电源输出功率调节加热强度，从而达到温度调节的效果。其如图2所示。
3 温度PID控制的实现

对于模拟量的控制PID（比例+积分+微分）算法控制。S7-200 系列PLC有专门的PID回路指令，对模拟量进行PID控制十分方便。PID指令使用的算法：（ n SP 为第n个采样时刻的给定值，n为变量值，MX 为积分项值）PID 指令根据表格（TBL）中的输入和配置信息对引用LOOP执行PID 循环计算。在执行PID 指令前，要建立一个参数表，一般要对表1 中的参数进行初始化处理。

portant;">在实际控制中，无论是给定量还是量都是工程实际值，它们的取值范围都是不相同的。因此在进行PID运算前，必须将工程实际值化。PLC 在对模拟量进行PID运算后，对输出产生的控制作用是在［0.0，1］范围的值，不能驱动实际的驱动装置，必须将其转换成工程实际值。

1200模块参数描述说明

由于电加热炉具有较大的延时性，所以采输出值，0.0～1.012 Kc数正数双字，实数I 回路增益，正、负常数16 Ts I 采样时间，单位为s，正20 Ti I 积分时间常数，单位为min，24 Td I 微分时间常数，单位为min，正数式控制。大致采用三段控制： 段，开始阶段置电源为满开度，以大的功率输出克服热惯性; 第二段，等到温度达到一定值转为PID控制; 第三段，接近设定点时置电源开度为0，提供一个保温阶段，以适应温度的滞后温升。程序流程图如图3 所示，图中X，Y根据实际设定。

PID参数的调节是很重要的，调节有很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。它主要是依据的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。二是工程整定，它主要依赖工程，直接在控制的试验中进行，且简单、易于。在工程实际中，控制难以建立起的数学模型，所以一般采用工程整定法。PID参数的工程整定法主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。在这里选用临界比例度法，整定步骤如下： （1）首先预选择一个足够短的采样周期让工作; （2）仅加入比例控制环节，直到对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期; （3）在一定的控制度下通过公式计算PID控制器的参数。
4 PLC 模块与计算机通讯的设计

由于VB具有强大的图形处理功能，界面可视化性强，而且操作简单，容易实现，故采用VB来实现机和下位机的通信。其下位急是S7-200系列PLC，机是通过RS-232 串行口与PLC 相连的计算机。S7-200 支持多种通讯，其中在口通讯下，用户可以利用梯形图程序中的接收完成中断、发送完成中断、发送指令和接收指令完成S7-200 系列PLC 与机的通讯。PLC 的CPU 处于STOP 时，口通讯被禁止，只有当CPU 处于RUN 时，才可使用口通讯。B30（这里选择端口0）是口控制字节，用来设定校验、通讯协议、波特率等通讯参数。发送指令XMT 启动端口下数据缓冲区中的数据发送，它可以方便地发送1~255 个字符，如果有中断程序连接到发送结束事件上，在发送完成后，端口0 会产生中断事件9，也可以发送完成状态位45 的变化。接收指令RCV 可以初始化接收信息服务，通过的通讯端口接收信息并存储在数据缓冲区内。在接收完后一个字符时，端口0 产生中断事件23. PLC 初始化程序如下：

机程序模块部分

VB 带有专门串行通讯的MSComm 控件，利用它只需设置几个主要参数就可以实现PLC与计算机串行通讯。计算机采用VB编程，主要有监控界面、当前温度显示、动态温度曲线显示、参数设置以及与PLC通信等方面的设计。通信参数设置程序如下：

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