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1、基于S7-300PLC 的过程控制系统设计,第1讲 马秀坤 2012年11月,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,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：电源模块：307-1BA00-0AA0 CPU模块：315-2AG10-0AB0 模拟量输入模块：331-5HF02-0AB0 输入模拟信号：420mA 对应 输出数字量027648 模拟量输出模块：332-5HD01-0AB0 输出模拟信号：420mA 对
2、应 输入数字量027648 数字量输入/输出模块：323-1BH01-0AA0,2.过程对象系统 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 中间执行设备 电动执行器：输入信号420mADC；对应 阀门开度0100%温度调功器：输入信号420mADC；对应 电压物理量0220VAC 过程检测仪表 压力变送器：反馈信号420mADC；对应 压力物理量02Kpa 流量变送器：反馈信号420mADC；对应 流量物理量02500升 温度变送器：反馈信号420mADC；对应 温度物理量0100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
3、计的基础。,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。,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,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，420mA 模拟量输出模块：选二线制，420mA 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(
4、MPI),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Standard Library选TI-S7 ConvertingBlocksFC105,FC105过程反馈量数值转换程序功能,FC105实际应用,(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OB30OB38，它们以固定的时间间隔来调用用户中断程序。在库中Standard
5、 LibraryOrganization Blocks OB编号 默认时间间隔 默认优先级 OB30 5s 7 OB31 2s 8 OB32 1s 9 OB33 500ms 10 OB34 200ms 11 OB35 100ms 12 OB36 50ms 13 OB37 20ms 14 OB38 10ms 15 本例右键插入新对象建立组织块OB34或OB35；,(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Standard Library选PID Co
6、ntrol Blocks FB41 CONT_C ICONT(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,FB41输入/输出参数,FB41经常用到的参数,FB41PID内部控制算法图,FB41实际应用，用DB块进行定义参数,FB41实际应用，用实际量进行定义参数,(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Standard Library选TI-S7 ConvertingBlocksF
7、C106,FC106控制量标准化程序功能,FC106实际应用,(5)五大参数之间的管脚连接 反馈量：现场检测仪表检测的420mA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420mA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。,S7-300PLC闭环控制各参数连接图,(6)建立共享数据块DB 凡与WINCC打交道的数据放在共享DB数据块中，如SV、PV、P、I、D、控制量等.,(7)建立VAT变量表进行监控,
