基于CP5611板卡的DP总线监控设计论文

南 阳 理 工 学 院本科生毕业设计（论文）学院（系）： 电子与电气工程学院 专 业： 自动化 学 生： 指导教师： 完成日期 2012 年 5 月南阳理工学院本科生毕业设计（论文）基于CP5611板卡的DP总线监控设计Monitoring design based on the the CP5611 board DP bus总 计： 34 页 表 格： 2 个 插 图： 21 幅南 阳 理 工 学 院 本 科 毕 业 设 计 论 文基于CP5611板卡的DP总线监控设计Monitoring Design Based On The CP5611 Board Of DP Bus 学 院（系）： 电子与电气工程系 专 业： 自动化 学 生 姓 名： 学 号： 10409102003 指 导 教 师（职称）： ） 评 阅 教 师： 完 成 日 期： 南阳理工学院Nanyang Institute of Technology基于CP5611板卡的DP总线监控设计基于CP5611板卡的DP总线监控设计自动化专业 摘 要本设计将插有CP5611板卡的计算机做主站，S7-300 PLC（CPU315-2DP）做从站，组建两个节点的Profibus-DP现场总线网络。同时用WinCC设计PLC控制站的监控画面。计算机还能通过DP总线口对PLC进行Step7编程。计算机WinCC界面上能够设置控制参数，监控控制过程曲线等。监控的过程为一小型模拟不锈钢锅炉的加热过程，用FB41 PID模块+FB43 PWM模块进行温度PID调节。关键词Profibus-DP；CP5611；西门子S7-300；WinCC；PIDMonitoring Design Based On The CP5611 Board Of DP BusAutomation Speciality GUO Ning-ningAbstract: the computer which has CP5611 board is called as master in this design. S7-300PLC(CPU-2DP) is slave. we construct a Profibus-DP network with two nodes. At the same time, we can monitor the screen of slave by WinCC. The computer also program PLC with Step7 by DP bus. We can set up some parameters in the WinCC screen and monitor the course curve and so on. The monitoring course is about a small stainless steel boiler that hotted. The temperature is regulated by FB41 PID module and FB43 PWM module with PID.Keywords:Profibus-DP; CP5611 ;S7-300; WinCC ;PID目 录1 引言12 Profibus及Profibus-DP的简介12.1 Profibus的简介12.2 Profibus-DP的相关知识22.3 CP5611板卡简介32.4 网络组建33 温度监控系统的硬件设计43.1 温度监控系统的设计思想43.2 硬件介绍43.2.1西门子S7-300即SM321、SM322和SM334模块44 温度监控系统的软件设计74.1 Step7软件的简介及设置要点74.2 WinCC简介及设置要点94.3 PID的控制原理135 锅炉温度控程序设计及监控结果145.1 程序简介145.2监控图像及简要分析17结束语19参考文献20附录一21致谢34341 引言现场总线是自动化领域的技术潮流，Profibus-DP是应用最广泛的现场总线。本题目设计和组态现场总线，并在WinCC中对PLC控制站的控制情况进行监控。通过本题目的设计，提高自己的自动化工程设计能力，使自己有能力进入自动化行业发展。由于现实条件的限制，此次设计运用实验室已具备的一些条件进行和完成。早在20世纪80年代中期，国外就提出了现场总线，但研究进展缓慢，且没有国际标准可以遵循。1986年德国开始制定过程现场总线（Profibus）的标准1。由此拉开了现场总线标准的制定和产品开发的序幕。在现有的各种现场总线标准中，Profibus总线是一种比较流行的现场总线标准，用于设备级控制系统与分散式I/O通信的Profibus-DP是市场占有率绝对领先的总线技术。欧洲市场占有率达到40%，广泛应用于加工自动化、楼宇智能化、过程自动化、发电与输配电及各种生产线等。目前,我国对于Profibus-DP的应用和研究主要以西门子等公司的成套设备为主，而自主研究开发通信接口的却比较少。如何为仪表或电气设备开发Profibus-DP通信接口，使国产设备能连接到Profibus总线中，以推动我国仪表业的智能化进程和现场总线在我国的应用就显得尤为重要。总体来说，我国的发展起步晚，与国际水平有不小的差距。2 Profibus及Profibus-DP的简介2.1 Profibus的简介Profibus是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的现场总线标准，Profibus的传输速度可在9.6kbit/s-12mbit/s范围内选择，且当总线系统启动时，所有连接到总线上的装置应被设成相同的速度2。广泛用于制造业的自动化、流程工业的自动化和楼宇、交通、电力和其他领域得自动化。具体来说，它是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信和控制的现场总线技术。可实现现场设备层到车间级监控的数字控制盒现场通信网络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了现行的解决方案。与其它现场总线系统相比，Profibus的最大优点在于具有稳定的国际标准EN50170作保证，并经实际应用验证具有普遍性。Profibus是一种多主站系统，可以实现多个控制、配置或可视化系统在一跳总线上相互操作3。拥有访问权（令牌）的主站无需外部请求就可以发送数据。而从站是一种被动设备，不享有总线访问权，从站只能对接收到的消息进行确认或者在主站请求时进行发送。总线上最多可接126个设备Profibus也支持广播和多点通讯。Profibus有三个兼容部分组成，即Profibus-DP、Profibus-PA、Profibus-FMS。主要使用主-从方式，通常周期性地与传动装置进行数据交换。Profibus-DP是一种高速低成本通信，用于设备级控制系统和分散式I/O的通信，使用Profibus-DP可取代24VDC和4-20mA信号传输。Profibus-PA专为过程自动化设计，可使传感器和执行机构联在在一根总线上，并有本征安全规范。Profibus-FMS用于车间级监控网络，是一个令牌结构、实时多主网络4。Profibus的协议标准是根据ISO7498的国际标准，以开放式系统互联网络作为参考模型的，第一层定义了物理的的传输性，第二层定义了总线存取协议，第七层定义了应用功能，3-6层未用5。Profibus的协议结构如图1所示。图1 Profibus的协议结构2.2 Profibus-DP的相关知识Profibus-DP的DP即decentralized periphery。它具有高速低成本，用于设备级控制系统与分散式I/O的通信。主要用于现场层的高速数据传送，主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息。总线循环时间必须要比主站（PLC）程序循环时间短。除周期性用户数据传输外，Profibus-DP还提供智能化设备所需的非周期性通信以进行组态诊断和报警处理。 Profibus-DP的传输介质是RS-485双绞线、双线电缆或者光纤。波特率从9.6kbit/s到12mbit/s。一些主要参数如表1所示。表1 电缆的主要参数在总线存取方面，各主站间令牌传送，主站与从站间为主-从传送，支持单主或者多主系统，总线上最多站点数为126个，其理论地址范围为0-127，最多可用32个主站，多主情况下，总的站数可达132个。每个DP从站的输入和输出数据最大为244字节。Profibus-DP的传输距离与速率的对应关系如表2所示。 表2 传输距离与波特率的关系2.3 CP5611板卡简介 CP5611卡是上位机（电脑的台式机）与下位机（PLC）进行MPI或是DP通讯的硬件设备，是Profibus-DP通讯卡，安装在上位机上，用于上位机和PLC通过Profibus-DP协议通讯。主要的功能是为了实现上下位机的通讯与在线监控，兼容PCI标准，普通的PCI插槽是乳白色的。CP5611板卡使用时需要安装驱动，不过，没有专用的驱动程序，如果电脑上安装有西门编程软件，则不需要安装驱动程序。价格相对昂贵。2.4 网络组建基于主站-从站（主站控制从站）控制方式和反馈调节的原理，组建两节点的现场总线网络。因为是基于Profibus(DP)协议，主站上装有CP5611板卡以采集和交换数据。作用相当于一通讯处理模块。通讯线是是Profibus-DP协议下的专用电缆，物理层是RS-485。在S7-300处于运行状态时，其以扫描的方式接受来自主站的数据，并存入相应的输入缓冲区。输入缓冲区的每一位对应一个数字量输出点，PLC（315-2CPU）对输入点采样，并将采样值存入输入映像寄存器中（I）。设计中组建的DP网络框图如图2所示。图2 Profibus-DP单主单从系统3 温度监控系统的硬件设计 3.1 温度监控系统的设计思想监控对象为一小型模拟不锈钢锅炉的加热，加热过程由西门子S7-300进行PID控制，并且在WinCC中进行相关组态，对加热过程监控。具体来说，装有WinCC软件和CP5611板卡的计算机作为主站，西门子S7-300作为从站，二者之间由专用的电缆通信（基于Profibus-DP协议）。由热电偶（K)测温并将其转换为相应的电流，经温度变送器（AI818)变换为标准的电流信号（4-20mA），经模拟量输入输出模块SM334进入西门子S7-300，由已知的PID算法进行运算，进而发出控制信号，经继电器、接触器控制电热丝是否加热以及以多大的功率加热。在WinCC的监控画面中，可以进行有关参数的修改，观察水温的走势，从而达到对该锅炉的加热过程的监控。3.2 硬件介绍3.2.1西门子S7-300即SM321、SM322和SM334模块S7-300是中小型的PLC系统，能满足中等性能要求的应用，广泛应用于专用机床纺织机械、包装机械、通用机械、机床、楼宇自动化、电器制造等生产制造领域。S7-300提供多种性能递增的CPU和丰富的I/O扩展模块，各种功能模块可以很好的满足和适应自动控制任务，用户根据实际应用选择合适的模块，且当控制任务增加而越加复杂时可以随时附加模块对PLC进行扩展，系统扩展灵活6。S7-300具有以下的显著的特点7（1）循环周期短，指令处理快。0.1-0.6微秒的指令处理时间在中的性能要求范围内开辟全全新的应用领域。（2）指令功能强大，可用于发杂的功能。（3）产品设计紧凑，可用于空间有限的场合；模块化的结构，适合于密集安装。（4）不同档次的CPU及各种功能的扩展模块，可根据实际需要进行选择。（5）CPU的智能化诊断系统连续监控系统的功能是否正常，记录错误和特殊的系统事件（例如超时、模块更新等）。（6）多级口令保护可以高度有效地保护技术机密，防止未经允许的复制和修改。模式选择开关像钥匙一样，当拔出时，不能改变操作方式，以防止非法删除和改写用户程序。S7-300主要组成部分包括导轨（RACK）、电源模块（PS）、中央处理单元（CPU）、接口模块（IM）、信号模块(SM)、通信处理器(CP)等，通过MPI可以直接与编程器（PG）、按键式4面板(OP)和其他S7PLC相连。导轨式安装S7-300各类模块的机架，是特制的不锈钢异形板，其长度有160mm，530mm，482mm,830mm等，可以根据时间需要选择S7-300采用背板总线方式将各模块从物理上和电器上连接起来。电源模块输出DC24V电源。它与CPU模块和其他信号模块之间通过电缆连接而不是通过背板总线连接。中央处理单元CPU模块除完成执行用户程序的主要任务外，还为S7-300背板总线提供DC5V电源并通过多点接口与其他处理器或编程器装置通信。接口模块用于机架的扩展。信号模块使用不同的过程信号电平和S7-300的内部信号电平相匹配，每个信号模块都配有自编码的螺紧型前连接器，外部过程信号可方便地连接在信号模块的前连接器上，其模拟量输入模块独具特色，可以接入热电偶、热电阻、4-20mA电流，0-10V电压等多种不同的信号，输入量程范围很宽。数字量输入模块SM321用于采集现场过程的数字信号点评（直流信号或者交流信号），并把它转换为PLC内部的信号电平，一般的数字量输入模块连接外部的机械触点或者电子数字式传感器数字量模块的输入/输出电缆的最大长度为1000米（屏蔽电缆（和600米（非屏蔽电缆）。它包含有16路额定输入电压为直流24V的数字量输入。SM321有4中型号的模块可供选择，分别是：DC16点输入、DC32点输入、AC16点输入、AC8点输入模块，模块导航每个输入点的状态通过SM321模块上对应的发光二极管进行显示。SM321 DI16DC24V接线图和方框图如图3所示。图3 SM321 DI16DC24V接线图和方框图数字量输出模块SM322将PLC内部信号电平转换为外部过程所需信号电平，同时具有隔离和功率放大作用。数字量输出模块能连接继电器、电磁阀、接触器、小功率电机、指示灯和电动机软启动等负载。SM322 DO16DC24V/0.5A，它含有16个直流输出点，最大输出电流为0.5A，8点位一组，具有组隔离功能。模块上每个输出点的状态通过其上对应的发光二级管显示。SM322DO16DC24V/0.5A接线图和方框图如图4所示。图4 SM322 DO16DC24V/0.5A接线图和方框图（1）通道号（2）状态显示-绿色（3）背板总线接口SM334 AI4/AO28Bit 分为两组，一组为4个模拟量输入，一组为2个数字量输出，分辨率为8位，在每个通道组，可通过硬件接线定义测量和输出类型是非隔的I/O模块，模块的I/O端口从模块起始地址开始寻址，通过模块的起始地址和地址偏移量来计算通道地址。其提供0-10V和0-20mA测量范围，SM334AI4/AO28Bit的电压测量和电流输出的接线。3.2.2 K型热电偶相关知识 K型热电偶作为一种温度传感器，K型热电偶通常和显示仪表，记录仪表和电子调节器配套使用。K型热电偶可以直接测量各种生产中从0到1300范围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。 K型热电偶通常由感温元件、安装固定装置和接线盒等主要部件组成。K型热电偶丝直径一般为1.24.0mm。正极（KP）的名义化学成分为：Ni：Cr=92：12，负极（KN）的名义化学成分为：Ni：Si=99：3，其使用温度为-2001300。 K型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度高，稳定性和均匀性较好，抗氧化性能强，价格便宜等优点，能用于氧化性惰性气氛中广泛为用户所采用。 K型热电偶不能直接在高温下用于硫，还原性或还原，氧化交替的气氛中和真空中，也不推荐用于弱氧化气氛。其测温原理是利用冷热两端金属材料的不同两端的温差，即热电效应。3.2.3 温度变送器AI818介绍 AI818是一种人工智能调节器，采用先进的AI人工智能PID算法，无超调，具备自整定功能，采用先进的模块化结构，提供丰富的输出规格，能广泛满足各种使用场合的需要，交货迅速且交货方便避免上电报警误动作。出支持标准的电流电压信号输入外，还支持热电偶、热电阻、电阻及辐射温度计等，并具备扩充的输入插座安装特殊输入格式，并可自定义特殊输入的非线性表格，可外接Cu50电阻做热电偶冷端补偿，0.1级的测量精度，温漂小于30。AI818可作为一台有显示及温度变送输出功能的仪表使用，可设置各种热电偶和热电阻的输入，可任意设置温度变送范围及输出电流规格，变送精度在0-2mA范围内误差小雨0.1mA，作为变送器时，CF参数中的C=1，并在仪表辅助功能（COMM）部分安装一个线性电流输出模块。在本次设计中参数Sn=0。4 温度监控系统的软件设计4.1 Step7软件的简介及设置要点Step7软件包不是一个单一的应用程序，而是集成了一系列的应用程序（基本工具），包括SIMATIC管理器、NETPRO通信网络组态编辑器、硬件组态编辑器、符号编辑器、硬件诊断及LAD/FBD/STL程序编辑器等。其界面如图5所示。图5 Step7项目管理器界面此次设计中，首先进行的必要的一步是硬件组态，硬件组态时，要和实际使用的设备及型号相一致，否则，在下载程序集组态网络时提示出错，S7-300中组态结果如图6所示。图6 硬件组态界面当然，为了保证Step7软件和PLC的通信，组态一通信网络，进行相关参数的设置，将西门子S7-300的端口设置为Profibus通讯协议，同样，将要连接的WinCC6.0的对应端口设置为Profibus协议。的其余的参数默认即可。如图7-1和7-2所示。图7-1 组态的通信网络图7-2 组态通信网络的默认参数4.2 WinCC简介及设置要点WinCC即windows control center，视窗控制中心，它继承了SCADA，组态、脚本语言（script）和OPC对先进技术，为用户提供了windows操作系统下，使用各种软件的功能。作为一种组态软件，WinCC确保SIMATIC S5、S7、和505系列的PLC连接的方便和通讯的高效。WinCC还具有对SIMATIC PLC进行系统诊断的选项，给硬件维护提供了方便。WinCC具有一些特点，例如，包括所有的SCADA功能在内的客服机或服务器系统；可灵活裁剪，有简单任务扩展到复杂任务；众多的选件和附加件扩展了基本功能；使用Microsoft SQL Serve 2000 作为其组态数据和归档数据的存储库；强大的标准接口和使用方便的脚本语言；开放API编程接口可以访问WinCC模块及可选择语言的组态软件和在线语言切换；提供所有主要PLC系统的通讯通道等9。WinCC主要包括以下九大主要部件，变量管理器，图形编辑器，报警记录，变量归档，报表编辑器，全局脚本，文本库，用户管理器，交叉引用表。WinCC还有拥有一些常用选件，例如服务器系统，冗余系统，Web浏览器，用户归档，开放式工具包等。WinCC的基本组件是组态软件和运行软件。WinCC的项目管理器是组态软件的核心，对整个工程项目的数据组态和设置进行全面的管管理，WinCC的运行软件，操作人员可监控生产过程5。在本次设计中，为了保证WinCC对加热过程的有效监控，在其的变量管理器中添加西门子通讯驱动协议SIMATIC S7 PROTOCOL.SUITE 和连接，添加西门子通讯协议和连接的过程实际上就是建立上位机和下位机之间通道的过程，是必须的，同时建立外部相关变量，需要注意的是，外部变量是与PLC通讯的一种手段，是一种介质，那么，其的变量类型和地址就要和实际PLC中变量类型及其地址相一致，否则，也通讯不上，即监控不到目标值，所设外部变量如图8所示。图8 温控所设外部变量特别注意的是有关连接的设置，地址和波特率必须和在Step7硬件组态设置一样，如图9所示。图9 WinCC中的连接参数且在保持通讯时，CPU必须在运行状态，WinCC必须在激活状态。需要注意的是，因为借助了CP5611板卡，在Profibus协议下，必须选择对应的逻辑设备，如图10所示。图10 WinCC中逻辑设备选型然后进入Windows操作系统下的控制面板，设置Set PG/PC Interface,如图11所示。图11 PG/PC接口相关设置关键的一点是，要设置CP5611板卡的相关参数，要与在Step7中所组态的网络的参数相一致，如图12所示。图12 CP5611板卡相关通讯参数在此次设计中，由于涉及众多变量及其设置，不便一一累述，特选一典型的外部变量PV为例，以图说明设置的过程，PV对话框组态如图13-1所示和其对象属性中动作事件选择图13-2所示。图13-1 PV的I/O域组态图13-2 PV的动作事件设置在图形编辑器的监控画面中，双击控件，控件的主要设置和PV的相关设置如14-1和14-2所示。图14-1 监控趋势主要设置参数图14-2 趋势图中PV设置4.3 PID的控制原理在控制系统中，PID控制是控制器最常用的控制规律。PID控制系统原理框图，如图15所示。图15 PID控制原理图上述系统由PID控制器和被控对象组成。PID控制器管理输出数值，以便将偏差(ER)为零，使系统达到稳定状态。偏差是给定值（SV）和过程变量（PV）的差。连续系统PID控制器的数学形式为10：比例(P)调节作用：比例调节依据“偏差的大小”来动作，它的输出与输入偏差的大小成比例。比例调节及时，有力，但有余差。它用比例度来表示其作用的强弱，比例度越小，调节作用越强。相反，比例度越大，调节作用就越弱；比例作用太强时，会引起震荡。比例调节作用是按比例反应系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例作用大，可以加快调节，减少误差，但是过大的比例，使系统的稳定性下降，甚至造成系统的不稳定。积分(I)调节作用：积分调节依据“偏差是否存在”来动作，它的输出与偏差对时间的积分成比例，只有当余差消失时。积分作用才会停止，其作用是消除余差。但积分作用使最大动偏差增大，延长了调节时间。它用积分时间T来表示其作用的强弱，T越小，积分作用越强，但积分作用太强时，也会引起震荡。积分调节作用是使系统消除稳态误差，提高无差度。因为有误差，积分调节就进行，直至无差，积分调节停止，积分调节输出一个常值。积分作用的强弱取决与积分时间常数Ti，Ti越小，积分作用就越强。反之Ti大则积分作用弱，加入积分调节可使系统稳定性下降，动态响应变慢。积分作用常与另两种调节规律结合，组成PI调节器或PID调节器11。微分(D)调节作用：微分调节依据“偏差变化的速度”来动作。它的输出与输入偏差变化的速度成比例，其效果是阻止被调参数的一切变化，有超前调节的作用，对滞后大的对象(温度)有很好的效果。它使调节过程偏差减小，时间缩短，余差也减小(但不能消除)。它用微分时间Td来表示其作用的强弱，Td大，作用强，但Td太大，也会引起振荡。微分作用反映系统偏差信号的变化率，具有预见性，能预见偏差变化的趋势，因此能产生超前的控制作用，在偏差还没订形成之前，已被微分调节作用消除。因此，可以改善系统的动态性能。在微分时间选择合适情况下，可以减少超调，减少调节时间。微分作用对噪声干扰有放大作用，因此过强的加微分调节，对系统抗干扰不利。此外，微分反应的是变化率，而当输入没有变化时，微分作用输出为零。微分作用不能单独使用，需要与另外2种调节规律相结合，组成PD或PID控制器12。5 锅炉温度控程序设计及监控结果5.1 程序简介在本次的设计中，对小型模拟不锈钢锅炉的加热采取了PID综合控制，根据偏差的大小而决定是否需要积分作用以及积分作用的大小（主要切积分）。也即在加热控制的过程中运用PI和PID综合控制，这样，可以实现对测量对象的有效地调节。同时，在程序的编写过程中，自己制作了一设定值发生器。为了实现对加热对象加热的精确性，主要用了PID控制包的FB41模块和FB43模块，即连续控制模块和脉宽调制模块13。二者结合使用，以达到对加热丝的精准控制。在监控的过程中，由于加热锅炉的保温性，总存在温升的滞后性，也即容易产生积分饱和现象，在编写程序时，要注意到控制对象的这一特点。当然包括一些其它的干扰，导致监控图像存在一定的误差。所编写程序的过程中，借鉴和得到老师和同学的大力帮助，一些主要程序段及其实现的作用如下所示14：温度采集与标度变换（单极性），如图16所示。图16 温度采集与标度变换在SM334模块中，对于AI818变送过来的420mA标准电流信号经A/D转换后，要通过FC105转换为实际的物理量，以与设定值比较，好进行PID运算。对PID的切积分处理如下：为及时检测到不同温度偏差段所产生的上升沿，所以对PID参数的处理放入OB1中，也可放入OB35中，ER=10,直接手动输出100%，如图17所示。图17 FB41模块的手动百分之百输出选用PI调节方式 ER=3时,积分作用较强，可适当地增大积分增益，也即减小积分时间，以增强积分环节的作用，减小偏差。当ER=1,执行一次积分切除，且将积分作用改小，分别如图18和图19所示。图18 偏差ER=3时的积分输入参量图19 偏差ER=1时的积分切除在此次设计中，设为每10秒给脉冲发生模块PULSEGEN赋一次值，即在中断服务块OB35中，由于时基是100ms，我们在编写程序是加一计数器，每调用一次中断，计数一次，当计数大于等于100时，即大于10秒时，脉冲发生块调一次脉宽，如图20所示。图20 FB43调用一次的计时 FB41模块和FB43模块的各输入参量输入见附录，同时，关于FB41和FB43的初始化程序段见附录，这里不一一列举说明。5.2监控图像及简要分析在WinCC的图形编辑器中进行组态，以对加热过程进行监控。在监控画面下，可以实现一些参数的在线修改，像P、I、D手动还是自动等。同时，通过在线趋势的走向，可以很好的了解小型不锈钢模拟锅炉的加热和被控制过程。对设定值和过程值曲线的比较，及时修改P/I参数，达到良好的监控效果。当然，监控的同时，在设定的温度上下限范围内，在设计中为0100，可以任意地修改设定值，以观察不同温度给定的情况下的PID控制情况。监控趋势图如图21所示。图21 锅炉加热过程监控趋势图由上图的监控趋势图可以看出，在调节的起始阶段由于偏差较大，比例调节期主要作用，迅速、及时。之后积分积分起到主要作用，直到积分饱和，当然，此时存在较大偏差。当调大设定值，由于偏差的一直存在，在积分的一直作用下，偏差逐渐减小，达到一个合理的范围（在程序中，运用切积分，让积分量为零，这样，热惯性得以抑制，避免了较大的超调量)，由于小型模拟不锈钢锅炉的保温作用，热量不能及时散出，所以可以提前一定的时间撤销积分。 积分作用的启闭控制是通过对FB41. I_ITL_ON位的置复位实现的，积分初值通过FB41. I_ITLVAL端设置。在这里我们为了抗积分饱和，将积分初值I_ITLVAL设为0。当施加一定的干扰（加凉水），过程值下降，偏差扩大，还是积分起作用，直到消除偏差或者控制在合理的范围内。当然，可以根据加热升温快慢的实际情况，选择是手动还是自动，如果升温较慢，可以选择手动模式，以百分之百的功率加热。也可以选择手动关闭，以自动PID模式加热。在整个控制的过程中，没有使用微分。由于微分起一个先行调节的作用，对本次设计的监控结果影响不大，所以微分量一直保持为零15。在观察的过程中，考虑到各种干扰作用，把偏差控制在1的范围内，达到了设计的要求，得到了较为理想的监控。结束语本次设计中，因为主要解决的是基于Profibus-DP总线监控的问题，那么，保证主站和总站之间的通讯尤为重要，关系到数据的采样。通过设计的完成，我认为关键是两个方面的问题，第一是Step7软件与西门子S7-300之间的通信，除了二者之间的专用电缆和CP5611板卡之外，还涉及到参数的设置