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PLC控制系统在气体调节中的应用
       导读： PLC采用Siemens公司生产的S7-300系列，由于现场的PLC系统与主控室的上位机距离较远（800米左右），因此通讯系统需成对加装RS-485中继器，另外在现场增加TP27-10//触摸屏进行数据显示，确保系统运行的稳定性。

3 软件设计

根据该系统具体情况，PLC系统软件设计过程中着重要考虑的是以下几个方面：

（1） 数据采集及工程量转换

（2） PID算法

（3） 温压补偿计算以及流量的累积计算

对于系统中的逻辑控制选用梯形图（LADDER）编程，直观、方便;对于PID回路控制温压补偿计算以及流量的累积计算部分则采用语句表（STL）编程，结构紧凑而又灵活。

PID调节是该系统中较为重要的控制程序，因此特将PID算法作一重点介绍。

3.1 PID算法

STEP7提供了两种常用的PID算法：连续型PID（FB41）和离散型PID（FB42），根据实际要求，选用的是FB41。并在组态王中使用画图功能模拟一个PID调节器的操作面板，完成PID调节控制中的手/自动切换、给定值输入、手动输出值输入、PID参数（比例系数、积分时间）输入等功能。

PID算法的输出实际上是比例（P）、积分（I）、微分（D）三部分作用之和：

Mn=MPn+MIn+MDn

MPn = GAIN（SPn- PVn）

MPn = GAIN  TS/ TI（SPn-PVn）+ MX

MDn = GAIN  TD/ TS（PVn-1-PVn）

Mn：*n次采样时刻的输出值。

MPn：*n次采样时刻的比例作用，与偏差成正比。

MIn：*n次采样时刻的积分作用，可以静差，提高控制品质。

MDn：*n次采样时刻的微分作用，根据差值的变化率调节，可抑制**调。SPn：*n次采样时刻的设定值。

PVn：*n次采样时刻的过程值。

MX：*n-1次采样时刻的积分作用，每次采样计算后自动刷新。

GAIN：回路增益，P参数。

TI：积分时间常数，即I参数。

TI：微分时间常数，即D参数。

TS：采样时间。

从上面的公式中可以看出，参数P（GAIN）与P、I、D作用都是成正比的，它决定了PID回路的灵敏度，即调节速度的快慢;I参数越大，积分作用越弱，而D参数越大，微分作用越强。不能单靠理论计算来确定PID参数，一的衡量标准就是被控参数（压力）的精度和稳定度，所以在实际调试中，都是参照被控参数的实时曲线，反复观察分析，从而达到较佳的控制效果。

4 采用该系统的意义

（1）计算机化管理使得系统信息储存量大，数据采集与反馈及时、准确，系统的生产数据可实现长期保存，有利于生产数据的历史查询和故障的即时排除;

（2）该系统投入运行后，通过计算机显示与控制，提高了过程自动化的程度，可实现无人调节操作，减少了操作环节，降低了运行成本，使系统的管理和控制上了一个新台阶。

5 结束语

该系统自2005年7月投入运行后，工作稳定、可靠，成功地实现了全部控制功能，**了比较好的控制效果，达到了预期的控制指标

PLC控制系统在气体调节中的应用
      导读： PLC采用Siemens公司生产的S7-300系列，由于现场的PLC系统与主控室的上位机距离较远（800米左右），因此通讯系统需成对加装RS-485中继器，另外在现场增加TP27-10//触摸屏进行数据显示，确保系统运行的稳定性。

PLC的编程软件采用SIEMENS公司的SIMATIC STEP7 V5.1软件平台用来完成硬件组态、地址和站址的分配以及编制整个生产过程的控制程序的。上位机软件采用国产软件组态王，全部采用汉化界面，便于系统的开发与操作，该系统运行于bbbbbbs2000中文平台，可实现对生产过程的全面监控，对重要参数形成历史记录，以报表或曲线的形式显示给操作人员。通过VB语言脚本，可以在主控室的上位机显示重要参数的历史趋势、实时趋势，实现压力调节的手自动切换、操作、压力的高、低限报警、流量数据的显示与累计，满足高生产率的调度需求。

1.3 现场显示

现场采用TP27触摸屏进行参数显示、控制，触摸屏程序由组态软件来完成，人机界面采用中文菜单，界面友好，操作方便，功能较强，主要用于现场压力、流量、阀位的显示与操作。可作为操作人员现场操作的依据。

1.4 工控机配置

工控机采用研华IPC-610，通过CP5611卡，完成S7-300 PLC与工控机的通讯。主要完成下列任务：传送现场监控数据;运行监控;故障记录和排除提示;参数设置;生产数据管理和处理;图形化示教和离线编程。

2 系统实现了供气系统的自动控制和监控，主要包括如下功能：

1）灵活的操作方式以及强大的系统控制功能：

系统可以实现上位机操作、控制柜触摸屏操作和就地手动操作;

2）报警功能：

当压力**过工艺要求，可在现场、就地实现高、低限压力报警;

3）简单、方便的参数设定：

压力调节阀的压力设定值、P、I、D等参数可以在上位机中设定。

2. 系统控制功能

（1）过程控制的功能：

1）系统对供气压力实现了PID自动调节控制;

2）对所采集的模拟信号进行线性化、滤波、工程单位转换处理;

3）实现了流量信号的温、压补偿，提高了仪表的测量精度。

（2）逻辑控制

联锁逻辑控制实现开/关的控制，逻辑控制及用户自定义功能块等。系统实现了电磁阀控制以及参数越限报警等功能。

（3）人机接口

HMI系统中包含主工艺画面，各系统送气压力、流量，供气压力调节等多幅画面，画面直观、丰富，具备PID在线调节、在线显示调节曲线功能，包括过程量变化趋势的实时趋势曲线、历史趋势曲线。

（4）报表打印

以报表形式绘制报警记录、历史记录画面，调节间数据报表。实时趋势曲线和历史趋势曲线可随意设定时间段，打印在线趋势，历史趋势曲线