验，其规律如表4-12所示。
表 4-12温度控制器参数经验数据
被控变量 规律的选择 比例度 积分时间（分钟） 微分时间（分钟） 温度 滞后较大 20~60 3~10 0.5~3
实验凑试法的整定步骤为\先比例，再积分，最后微分\。 1）整定比例控制
将比例控制作用由小变到大，观察各次响应，直至得到反应快、超调小的响应曲线。 2）整定积分环节
先将步骤1）中选择的比例系数减小为原来的50～80％，再将积分时间置一个较大值，观测响应曲线。然后减小积分时间，加大积分作用，并相应调整比例系数，反复试凑至得到较满意的响应，确定比例和积分的参数。 3）整定微分环节环节
先置微分时间TD=0，逐渐加大TD，同时相应地改变比例系数和积分时间，反复试凑至获得满意的控制效果和PID控制参数[20]。
根据反复的试凑，调出比较好的结果是P=120. I=3.0 D=1.0。 第五章 程序设计 5.1方案设计思路
PLC采用的是的S7-200，CPU是224系列，采用了5个灯来显示过程的状态，分别是运行灯，停止灯，温度正常灯，温度过高（警示灯）灯，和加热 灯，可以通过5个灯的开关状况判断加热炉内的大概情况。K型传感器负责检测加热炉中的温度，把温度信号转化成对应的电压信号，经过PLC模数转换后进行 PID调节。根据PID输出值来控制下一个周期内（10s）内的加热时间和非加热时间。在加热时间内使得继电器接通，那加热炉就可处于加热状态，反之则停 止加热[21]。
1) 硬件连线如图5-1所示。
2) I/O点地址分配如表5-2所示。 地址 名称 功能
I0.1 启动按扭 按下开关，设备开始运行 I0.2 开关按钮 按下开关，设备停止运行 I0.3 保护按钮 按下开关，终止加热 Q0.0 运行灯 灯亮表示设备处于运行状态 Q0.1 停止灯 灯亮表示设备处于停止状态
Q0.3 温度状态指示灯（正常 灯亮表示炉温在正常范围内
Q0.4 温度状态指示灯（危险） 灯两表示炉温过高，处于危险状态 Q0.5 固态继电器 灯亮表示加热炉正处于加热阶段 3）程序地址分配如表5-3所示。
表 5-3 内存地址分配 地址 说明
VD0 用户设定比例常数P存放地址 VD4 用户设定积分常数I存放地址 VD8 用户设定微分常数D存放地址 VD12 目标设定温度存放地址 VD16 系统运行时间秒存放地址 VD20 系统运行时间分钟存放地址 VD30 当前实际温度存放地址
VW34 一个周期内加热时间存放地址 VW36 一个周期内非加热时间存放地址 4） PID指令回路表如表5-4所示。
表 5-4 PID指令回路表 地址 名称 说明
VD100 过程变量（PVn） 必须在0.0~1.0之间 VD104 给定值（SPn） 必须在0.0~1.0之间 VD108 输出值（Mn） 必须在0.0~1.0之间 VD112 增益（Kc） 比例常数，可正可负
VD116 采样时间（Ts） 单位为s，必须是正数 VD120 采样时间（Ti） 单位为min，必须是正数 VD124 微分时间（Td） 单位为min，必须是正数 VD128 积分项前值（MX） 必须在0.0~1.0之间
VD132 过程变量前值（PVn-1） 必须在0.0~1.0之间 5.2 程序流程图
程序流程图如图5-5所示，1个主程序，3个子程序。 5.3助记符语言表 主程序
LD SM0.0 // SM0.0常ON LPS // 将SM0.0压栈
AR<= VD30, 105.0 // 如果温度小于105℃ S Q0.3, 1 // 使Q0.3保持ON R Q0.4, 1 // 使Q0.4保持OFF LPP // 弹出SM0.0
AR>= VD30, 105.0 // 如果温度大于105℃ S Q0.4, 1 // 使Q0.4保持ON R Q0.3, 1 // 使Q0.3保持OFF LD SM0.0 LPS
A I0.1 // 按下启动按扭，启动系统
AN I0.3 // I0.3为保护关开，一般情况下保持ON S M0.1, 1 R M0.2, 1 LPP
A I0.2 // 按下关闭按扭，停止运行 AN I0.3 R M0.1, 1 S M0.2, 1 LD SM0.0 AN I0.3 LPS
A M0.1 S M0.0, 1
R Q0.1, 1 // 使停止指示灯（Q0.1）OFF
S Q0.0, 1 // 使运行指示灯（Q0.0）ON LPP
A M0.2
S Q0.1, 1 // 使停止指示灯（Q0.1）ON R M0.0, 1
R Q0.0, 1 // 使停止指示灯（Q0.0）OFF LD M0.0
CALL SBR0 // 调用子程序0 LD M0.0
CALL SBR1 // LD M0.0 LPS
AN M0.3 TON T50, 100 LPP
A T50
= M0.3 //LD M0.3
CALL SBR2 //LD M0.0 AN I0.3 LPS
AN T52 //T51TON T51, VW34 //T51LRD
AN T51
= Q0.5 //LPP
A T51
TON T52, VW36 子程序0 LD M0.0 LPS
AR<= VD30, 84.0 //S I0.4, 1 //R I0.5, 1 //LPP
AR>= VD30, 84.0 //S I0.5, 1 //R I0.4, 1 //LD M0.0 //AN M0.6
A I0.4 //MOVR 300.0, VD0 //调用子程序1 每10S使中间继电器M0.3为ON 每10S调用一次子程序2 炉子一个周期内的加热时间 炉子一个周期内的非加热时间 使继电器（Q0.5）接通，炉子加热如果温度小于84℃ 使I0.4常ON 使I0.5常OFF 如果温度大于84℃ 使I0.5常ON 使I0.4常OFF 常ON继电器 如果I0.4为ON，则执行以下程序 输入P值300到VD0
MOVR 999999.0, VD4 //输入I值999999.0到VD4 MOVR 0.0, VD8 //输入D值0.0到VD8
MOVR 100.0, VD12 //输入设定温度值100.0到VD12 LD M0.0 AN M0.6
A I0.5 //如果I0.5为ON，则执行以下程序 MOVR 120.0, VD0 //输入P值120.0到VD0 MOVR 3.0, VD4 //输入I值3.0. 到VD4 MOVR 1.0, VD8 //输入D值1.0到VD8
MOVR 100.0, VD12 //输入设定温度值，100.0到VD12 子程序 1 LD SM0.0
MOVR VD12, VD104 //输入设定温度值
/R 3200.0, VD104 //把设定值归一化处理 MOVR VD0, VD112 //输入P值到PID回路中
MOVR 10.0, VD116 //输入采样时间到PID回路中 MOVR VD4, VD120 //输入I值到PID回路中 MOVR VD8, VD124 //输入D值到PID回路中 子程序2 LD M0.0
MOVW AIW0, AC1 //采样温度，放于AIW0中 DTR AC1, AC1 MOVR AC1, VD100
/R 32000.0, VD100 //把采样值归一化处理 MOVR AC1, VD30
/R 10.0, VD30 //把实际温度值放于VD30中 LD M0.0
PID VB100, 0 //调用PID指令 +R 10.0, VD16
MOVR VD16, VD20 //计时 /R 60.0, VD20 LD M0.0
MOVR VD108, AC1 //控制器输出
*R 100.0, AC1 //把输出值转化为下一周期的加热时间 ROUND AC1, AC1 DTI AC1, VW34
MOVW +100, VW36 //下一周期的非加热时间 -I VW34, VW36
第六章 组态画面设计 6.1组态软件概述
组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，可为拥护提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件一般英文简称有三种，分 别为HMI/MMI/SCADA/.HMI/MMI翻译为人机接口软件，SCADA翻译为监视控制和数据采集软件。国内外的主要产品有 wonderware公司的InTouch软件，Intellution公司的FIX软件，CIT公