《電氣控制及S7-1200 PLC應(yīng)用技術(shù)》課件第7章 PLC過程控制系統(tǒng)編程實(shí)例

7.1模擬量處理7.2PID控制算法7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)7.4恒溫箱溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)

1中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院第7章PLC過程控制系統(tǒng)編程實(shí)例主要內(nèi)容：電氣控制及PLC技術(shù)應(yīng)用1.模擬量輸入輸出處理模擬量輸入處理分為信號(hào)檢測、信號(hào)調(diào)理、信號(hào)數(shù)字化、信號(hào)標(biāo)幺化等步驟。模擬量輸入處理過程如圖所示。2中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院7.1模擬量處理現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)1.模擬量輸入輸出處理模擬量輸出處理過程與模擬量輸入處理過程相反，分為信號(hào)反標(biāo)幺化、信號(hào)模擬化、信號(hào)調(diào)理等步驟。3中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院7.1模擬量處理現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)1.模擬量輸入輸出處理需要說明一點(diǎn)：模擬量輸入/輸出模塊中對(duì)應(yīng)的數(shù)字量是采用16位二進(jìn)制數(shù)表示的，其中最高位（第15位）為符號(hào)位，值為0代表正數(shù)，其余15位為數(shù)據(jù)位。通過計(jì)算可知，外部模擬量對(duì)應(yīng)的數(shù)字量范圍應(yīng)為-32768~32767，但是我們?cè)谌≈档臅r(shí)候?qū)?yīng)為-27648~27648，這是為了留有15%的“安全裕量”。假設(shè)外部模擬量-10~+10V對(duì)應(yīng)的數(shù)字量為-32768~32767（滿量程），一旦外部模擬量稍微超過10V，對(duì)應(yīng)的數(shù)字量將變?yōu)樨?fù)值（最高位為1），嚴(yán)重影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。4中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院7.1模擬量處理現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)2.同一物理量在不同值域下的數(shù)值轉(zhuǎn)換無論是模擬量輸入還是模擬量輸出過程中，均需要把同一物理量信號(hào)在不同的值域之間進(jìn)行數(shù)值轉(zhuǎn)換。為了符合工業(yè)應(yīng)用中力求簡單、容易實(shí)現(xiàn)的原則，這些轉(zhuǎn)換均應(yīng)該滿足線性關(guān)系。如：變送器輸出的模擬量信號(hào)（0~10V、-10~10V、4~20mA）需轉(zhuǎn)換為PLC中的數(shù)字量，其轉(zhuǎn)換關(guān)系如圖所示。5中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院7.1模擬量處理現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)2.同一物理量在不同值域下的數(shù)值轉(zhuǎn)換同一系統(tǒng)中不同物理量之間在比較或運(yùn)算時(shí)，常采用標(biāo)幺值。所以，在將外部模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后，還需進(jìn)行標(biāo)幺化處理。數(shù)字量0~27648、-27648~27648與標(biāo)幺值0.0~1.0之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系如圖所示。6中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院7.1模擬量處理現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)2.同一物理量在不同值域下的數(shù)值轉(zhuǎn)換【例7-1】某轉(zhuǎn)速傳感器輸入量程為0~1420rpm，輸出量程為0~10V，PLC配置0~10V的模擬量輸入模塊，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量為0~27648，現(xiàn)假設(shè)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量為x，試求當(dāng)前的實(shí)際轉(zhuǎn)速n。解：轉(zhuǎn)速量程0~1420rpm、模擬量模塊0~10V以及數(shù)字量0~27648均為一一對(duì)應(yīng)的線性關(guān)系，轉(zhuǎn)換公式為：7中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院7.1模擬量處理現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)2.同一物理量在不同值域下的數(shù)值轉(zhuǎn)換【例7-2】某溫度變送器輸入量程為-100℃~100℃，輸出量程為4~20mA，PLC配置0~20mA的模擬量輸入模塊，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量為0~27648，現(xiàn)假設(shè)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量為x，試求當(dāng)前的實(shí)際溫度T。解：PLC配置的模擬量輸入模塊量程為0~20mA，包含了溫度變送器輸出量程4~20mA，故可以采集溫度變送器輸出的模擬量，0~20mA對(duì)應(yīng)0~27648，則實(shí)際物理量4~20mA對(duì)應(yīng)5530~27648，同時(shí)對(duì)應(yīng)溫度傳感器輸入量程-100℃~100℃，轉(zhuǎn)換公式為：8中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院7.1模擬量處理現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)1.PID控制理論P(yáng)ID控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。可知：PID控制器結(jié)構(gòu)上由比例、積分、微分三個(gè)環(huán)節(jié)并聯(lián)而成，本質(zhì)上屬于串聯(lián)滯后-超前校正裝置，其目的是改善原系統(tǒng)的性能。PID控制算法的傳遞函數(shù)、微分方程分別如下所示：9中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院7.2PID控制算法現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)1.PID控制理論P(yáng)ID參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響如表所示。10中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院7.2PID控制算法現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)2.PID指令及使用S7-1200CPU提供了16個(gè)PID控制回路，可同時(shí)對(duì)16個(gè)回路進(jìn)行控制。用戶可以手動(dòng)調(diào)試回路參數(shù)，也可使用參數(shù)自整定功能自動(dòng)調(diào)試參數(shù)。PID控制器結(jié)構(gòu)包含三個(gè)部分：PID指令塊、循環(huán)中斷塊以及工藝對(duì)象背景數(shù)據(jù)塊。PID指令塊用以定義控制算法、提供輸入輸出接口；PID指令塊應(yīng)放置在循環(huán)中斷塊中，即每隔固定時(shí)間調(diào)用中斷執(zhí)行PID運(yùn)算一次；工藝對(duì)象背景數(shù)據(jù)塊用以定義輸入輸出參數(shù)。此外，S7-1200CPU提供了三種不同控制算法的PID控制器，如下表所示。11中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院7.2PID控制算法現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)2.PID指令及使用PID_Compact指令的視圖分為基本視圖和擴(kuò)展視圖?；疽晥D中可以看到的參數(shù)為給定值、反饋值和輸出值等基本參數(shù)，定義這些參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)PID控制器最基本的控制能力；在擴(kuò)展視圖中可以設(shè)置更多參數(shù)，如：手動(dòng)/自動(dòng)切換、上限/下限報(bào)警等，這些參數(shù)可以豐富控制器的功能。PID_Compact指令塊如圖所示。12中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院7.2PID控制算法現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)1.系統(tǒng)整體方案該系統(tǒng)主要由四個(gè)部分構(gòu)成，即CPU1215C型PLC、上位機(jī)、變頻器SINAMICSV20和異步電機(jī)機(jī)組。通過上位機(jī)給PLC發(fā)出相關(guān)指令（啟停、正反轉(zhuǎn)、頻率給定等），PLC執(zhí)行完轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制算法后輸出模擬量用以控制變頻器的頻率，變頻器控制異步電機(jī)機(jī)組進(jìn)行變頻調(diào)速；通過電機(jī)機(jī)組上的直流測速發(fā)電機(jī)檢測實(shí)際轉(zhuǎn)速并反饋給PLC用以進(jìn)行轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制，從而實(shí)現(xiàn)異步電機(jī)的無靜差調(diào)速。13中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)1.系統(tǒng)整體方案根據(jù)自動(dòng)控制理論可知，為保證實(shí)際轉(zhuǎn)速很好地跟蹤給定轉(zhuǎn)速，需對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行PID閉環(huán)控制，本系統(tǒng)的原理圖如圖所示。14中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)1.系統(tǒng)整體方案I/O分配表硬件接口電路

15中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)1.系統(tǒng)整體方案主要設(shè)備清表

16中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)2.PID_Compact控制器添加PID工藝對(duì)象項(xiàng)目樹中，雙擊“添加新設(shè)備”，添加CPU1215CDC/DC/DC。如下圖所示。項(xiàng)目樹中，雙擊“PLC_1CPU1215C”→“工藝對(duì)象”→“插入新對(duì)象”，選擇PID_Compact通用類型，并命名為：“轉(zhuǎn)速控制器”。17中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)2.PID_Compact控制器將PID工藝對(duì)象加入到程序中（1）項(xiàng)目樹中，雙擊“PLC_1CPU1215C”→“程序塊”→“添加新塊”，添加一個(gè)名為“Cyclicinterrupt”的“循環(huán)中斷塊”，如圖所示。18中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)2.PID_Compact控制器將PID工藝對(duì)象加入到程序中（2）項(xiàng)目樹中，雙擊打開“Cyclicinterrupt[OB30]”程序塊，將“程序資源”下的“PID_Compact”指令添加到循環(huán)快中，選擇“轉(zhuǎn)速控制器”，如圖所示。19中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)2.PID_Compact控制器組態(tài)PID控制器PID控制器如要正常工作，需要提前配置好設(shè)定值和反饋值的來源、PID運(yùn)算結(jié)果存放地址、控制器參數(shù)（比例增益、積分時(shí)間、微分時(shí)間等），即組態(tài)PID控制器。PID控制器的組態(tài)界面如圖所示：20中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)2.PID_Compact控制器組態(tài)PID控制器（1）：控制器類型“控制器類型”：可選擇為常規(guī)、溫度、壓力、長度、電壓、電流等不同的應(yīng)用場合。在此，我們選擇為常規(guī)控制?！胺崔D(zhuǎn)控制邏輯”：若勾選，則啟用控制邏輯取反功能，主要應(yīng)用在“隨著控制偏差不斷增大，輸出值不斷減小”的場合，如：空調(diào)降溫系統(tǒng)中，溫度隨著功率增加而下降。“CPU重啟后激活Mode”：若勾選，CPU重啟后自動(dòng)激活PID功能，此時(shí)需要選擇PID的Mode（非活動(dòng)、與調(diào)節(jié)、精確調(diào)節(jié)、自動(dòng)模式、手動(dòng)模式）。本系統(tǒng)中，“控制器類型”設(shè)置界面中的參數(shù)選擇為默認(rèn)的常規(guī)控制即可。21中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)2.PID_Compact控制器組態(tài)PID控制器（2）：Input/Output參數(shù)“Input/Output參數(shù)”主要有三個(gè)：Setpoint（設(shè)定值）、Input（過程反饋值）以及Output（PID輸出值）。如圖所示。本系統(tǒng)中，“Input/Output參數(shù)”設(shè)置界面中的參數(shù)選擇為：Setpoiont為“指令”、Input為“Input”、Output為“Output_PER（模擬量）”。22中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)2.PID_Compact控制器組態(tài)PID控制器（3）：過程值設(shè)置“過程值”設(shè)置主要有兩個(gè)：過程值限值和過程值標(biāo)定分別如圖所示。本系統(tǒng)中，“過程值”設(shè)置界面中，將“過程值上限”改為1500.0即可。23中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)2.PID_Compact控制器在線調(diào)試PID控制器在完成PID控制器的參數(shù)配置以及系統(tǒng)PLC控制程序后，編譯并下載至PLC中，即可在線調(diào)試PID控制器。具體操作：項(xiàng)目樹中，單擊“PLC_1CPU1215C”→“工藝對(duì)象”，雙擊“調(diào)試”，出現(xiàn)如圖所示界面。

24中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)2.PID_Compact控制器在線調(diào)試PID控制器按下左上角的“Start”按鈕，開始在線調(diào)試，通過“調(diào)節(jié)狀態(tài)”觀察調(diào)試進(jìn)度和有無錯(cuò)誤。調(diào)試結(jié)束后，給出優(yōu)化后的PID參數(shù)，用戶可單擊左下方的“上傳PID參數(shù)”將優(yōu)化后的PID參數(shù)由PLC里上傳到電腦中的軟件項(xiàng)目中來。PID控制器的參數(shù)調(diào)節(jié)模式分為“預(yù)調(diào)節(jié)”和“精確調(diào)節(jié)”兩種。其調(diào)節(jié)過程為：如果滿足預(yù)調(diào)節(jié)的要求，則啟動(dòng)預(yù)調(diào)節(jié)。已確定的PID參數(shù)將用于控制，直到控制回路已穩(wěn)定并且滿足精確調(diào)節(jié)的要求為止。之后啟動(dòng)精確調(diào)節(jié)。如果無法實(shí)現(xiàn)預(yù)調(diào)節(jié)，PID控制器將根據(jù)已組態(tài)的響應(yīng)對(duì)錯(cuò)誤作出反應(yīng)。如果預(yù)調(diào)節(jié)的過程值已經(jīng)十分接近設(shè)定值，則將嘗試?yán)米钚』蜃畲筝敵鲋祦磉_(dá)到設(shè)定值。這可能會(huì)增加超調(diào)量。

25中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)3.變頻調(diào)速系統(tǒng)變頻調(diào)速原理目前，實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)電力拖動(dòng)系統(tǒng)中大多采用變頻器對(duì)交流電機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速，本系統(tǒng)采用西門子公司生產(chǎn)的SINAMICSV20變頻器。其工作原理為：將三相工頻電網(wǎng)整流成直流電，再通過逆變器產(chǎn)生電壓、頻率可調(diào)的三相交流電施加到異步電機(jī)三相定子繞組中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)異步電機(jī)的變頻調(diào)速。為保證氣隙磁通恒定，在采用定子電壓補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上，只要保證Us/f為常值，即定子電源電壓改變的同時(shí)，改變電源頻率，進(jìn)而改變轉(zhuǎn)速n。

26中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)3.變頻調(diào)速系統(tǒng)異步電機(jī)機(jī)組本系統(tǒng)被控對(duì)象為異步電機(jī)機(jī)組，包括一臺(tái)異步電機(jī)和同軸相連的直流電機(jī)，其機(jī)組參數(shù)如表所示。27中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)3.變頻調(diào)速系統(tǒng)變頻器參數(shù)設(shè)置28中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)4.HMI技術(shù)HMI（Human-MachineInterface，人機(jī)接口）主要對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視和控制，是高性能控制系統(tǒng)不可或缺的設(shè)備，包括上位機(jī)、觸摸屏兩種方式。本系統(tǒng)采用集成開發(fā)環(huán)境TIAPORTALV15，除完成PLC編程外，還集成了Wincc組態(tài)軟件功能，因此選擇PLC編程用電腦同時(shí)作為上位機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。新建SIMATICPCstation（1）新建項(xiàng)目，在項(xiàng)目樹中，雙擊“添加新設(shè)備”，選擇“PC系統(tǒng)”→“SIMATICHMI應(yīng)用軟件”→“WinccRTProfessional”，點(diǎn)擊確定即可插入一個(gè)PCstation，如圖所示。29中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)4.HMI技術(shù)新建SIMATICPCstation（2）項(xiàng)目樹中，雙擊“PCstation”→“設(shè)備組態(tài)”。此時(shí)需要為PC站點(diǎn)配置網(wǎng)卡：點(diǎn)擊右側(cè)“硬件目錄”→“通信模塊”→“常規(guī)IE”，將其拖放至PCStation中，如左圖所示。為了保證PCStataion與CPU1215C進(jìn)行以太網(wǎng)通信，需組態(tài)相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)：雙擊網(wǎng)卡→“屬性”→“以太網(wǎng)地址”→“添加新子網(wǎng)PN/IE_1”，設(shè)置IP地址為192.168.0.1，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0（與電腦IP地址保持一樣）。如右圖所示。30中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)4.HMI技術(shù)新建控制器CPU1215C（1）項(xiàng)目樹中，雙擊“添加新設(shè)備”，選擇“控制器”→“SIMATICS7-1200”→“CPU1215CDC/DC/DC”→“6ES7215-1AG40-0XB0”，點(diǎn)擊確定即可插入一個(gè)CPU，如左圖所示。右圖為新建CPU后項(xiàng)目樹中的視圖。31中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)4.HMI技術(shù)新建控制器CPU1215C（2）項(xiàng)目樹中，雙擊“CPU1215CDC/DC/DC”→“設(shè)備組態(tài)”，如左圖所示。雙擊網(wǎng)口→“以太網(wǎng)地址”→“添加新子網(wǎng)，選擇已建立的子網(wǎng)PN/IE_1”，設(shè)置IP地址為192.168.0.2，子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0。如右圖所示。32中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)4.HMI技術(shù)建立HMI連接配置好PCStation和CPU1215C的網(wǎng)絡(luò)屬性后，還需要為它們創(chuàng)建HMI連接。項(xiàng)目樹中，雙擊“設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)”，如左圖所示。點(diǎn)擊“連接”→“HMI連接”，點(diǎn)擊CPU1215C網(wǎng)口，將產(chǎn)生的線拖到PCStation的網(wǎng)口上即可創(chuàng)建一個(gè)新的HMI連接，如右圖所示。33中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)4.HMI技術(shù)建立HMI連接HMI連接創(chuàng)建成功后，雙擊PCStation中的“連接”，在窗口中可以看到已經(jīng)創(chuàng)建的連接，如圖所示。注意：將訪問點(diǎn)設(shè)置為“S7ONLINE”，“自動(dòng)設(shè)置”的勾選項(xiàng)去掉。34中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)4.HMI技術(shù)組態(tài)變量建立好PCStation與CPU1215C的HMI連接后，即可進(jìn)行組態(tài)變量。項(xiàng)目樹中，在“PLC變量”和“HMI變量”界面中創(chuàng)建變量，然后進(jìn)行組態(tài)，如圖所示。35中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)4.HMI技術(shù)組態(tài)變量本系統(tǒng)組態(tài)的變量表如表所示。36中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)4.HMI技術(shù)組態(tài)畫面（1）新建畫面：項(xiàng)目樹中，雙擊“PCstation”→“WinCCRTPprofessional”→“畫面”→“添加新畫面”，畫面默認(rèn)名為：“畫面_1”。（2）按鈕組態(tài)：在畫面_1中，新建3個(gè)按鈕：“正轉(zhuǎn)”、“反轉(zhuǎn)”、“停止”，主要組態(tài)設(shè)置如表所示。37中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)4.HMI技術(shù)組態(tài)畫面（3）I/O域組態(tài)：在畫面_1中，新建2個(gè)I/O域：“I/O域_1”、“I/O域_2”，設(shè)置“屬性”→“常規(guī)”，主要組態(tài)設(shè)置如表所示。（4）棒圖組態(tài)：在畫面_1中，新建2個(gè)棒圖：“棒圖_1”、“棒圖_2”，設(shè)置“屬性”→“常規(guī)”，主要組態(tài)設(shè)置如表所示。38中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)4.HMI技術(shù)組態(tài)畫面（5）趨勢(shì)視圖組態(tài)：在畫面_1中，新建“f(t)趨勢(shì)視圖_1”，設(shè)置“屬性”，主要組態(tài)設(shè)置如表所示。39中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)4.HMI技術(shù)組態(tài)畫面本系統(tǒng)組態(tài)完成的畫面如圖所示。40中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)5.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在掌握上述知識(shí)的基礎(chǔ)上，即可實(shí)現(xiàn)基于S7-1200的異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)。41中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)5.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在線調(diào)試后，本系統(tǒng)所采用的PID調(diào)節(jié)器參數(shù)如左圖所示。電機(jī)給定轉(zhuǎn)速為0→1200rpm→800rpm，系統(tǒng)運(yùn)行效果圖如右圖所示。42中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.3異步電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制系統(tǒng)1.系統(tǒng)整體方案該系統(tǒng)主要由五個(gè)部分構(gòu)成，即CPU1215C型PLC、上位機(jī)、單相調(diào)壓模塊、加熱器、水箱、PT100及變送器。通過上位機(jī)給PLC發(fā)出給定溫度指令，通過水箱中的PT100檢測實(shí)際水溫并通過變送器轉(zhuǎn)換為4~20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)反饋給PLC進(jìn)行溫度閉環(huán)控制，PLC執(zhí)行完溫度閉環(huán)控制算法后輸出4~20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)用以控制調(diào)壓模塊的輸出電壓，進(jìn)而改變加熱器的加熱功率，最終實(shí)現(xiàn)水箱溫度的恒溫控制。43中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.4恒溫箱溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)1.系統(tǒng)整體方案根據(jù)自動(dòng)控制理論可知，為保證實(shí)際溫度很好地跟蹤給定溫度，需對(duì)溫度進(jìn)行PID閉環(huán)控制，本系統(tǒng)的原理圖如圖所示。44中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)7.4恒溫箱溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)1.系統(tǒng)整體方案I/O分配表硬件接口電路

45中國礦業(yè)大學(xué)徐海學(xué)院現(xiàn)代電氣控制及