基于SPLC的过程控制系统设计讲课文档

基于SPLC的过程控制系统设计第1页，共25页。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第2页，共25页。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。第3页，共25页。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。第4页，共25页。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第5页，共25页。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)第6页，共25页。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第7页，共25页。FC105过程反馈量数值转换程序功能第8页，共25页。第9页，共25页。FC105实际应用第10页，共25页。(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；

第11页，共25页。(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个第12页，共25页。FB41输入/输出参数

第13页，共25页。

FB41经常用到的参数第14页，共25页。FB41—PID内部控制算法图第15页，共25页。FB41实际应用，用DB块进行定义参数第16页，共25页。FB41实际应用，用实际量进行定义参数第17页，共25页。(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第18页，共25页。FC106控制量标准化程序功能第19页，共25页。

第20页，共25页。FC106实际应用第21页，共25页。(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