4.3.4 PID指令向导的运用

STEP7-MicroWIN提供了PID Wizard（PID指令向导），可以帮助用户方便地生成一个闭环控制过程的PID算法。此向导可以完成绝大多数PID运算的自动编程，用户只需在主程序中调用PID向导生成的子程序，就可以完成PID控制任务。PID向导既可以生成模拟量输出PID控制算法，也支持开关量输出；既支持连续自动调节，也支持手动参与控制[18]。本项目程序中就正好运STEP7-MicroWIN软件自带的PID指令向导。从而使得程序简单易懂，同时也达到了控制要求。

首先打开“指令向导”，选择“PID”，如图4-6所示。 图4-6 配置PID指令 点击“下一步”后出现如图4-7所示画面。

图4-7 编辑0的PID配置

图4-8是配置PID环路参数的。其中，增益Kc=120,积分时间为3分钟，微分时间为1分钟，抽样时间为10秒。还有，PID环路的设定点设置为0.0-1.0，便于归一化处理。

图4-8 PID参数设置 一般单极性的值域都是，如图4-9所示。 图4-9 环路输入、输出设置

设置好以上所有步骤后，接下来需要根据回路表为PID参数分配存储地址，图4-10、图4-11和图4-12就是此作用。

图4-10 为PID配置分配内存

图4-11 创建初始化子例行程序

图4-12 为配置生成项目元件

到此为止，PID配置结束。

4.3.5 语句表（STL）程序

下面是STL程序，它可以和梯形图程序相互转换。

第五章 基于组态王的HMI设计

随着自动化技术迅猛发展，控制系统功能越来越强大，控制过程也变得越来越复杂，系统操作最大透明化已经成为一种需要。人机界面（HMI Human Machine Interface）以其过程可视化、操作员对操作过程可方便的控制等显著特点，很好的满足了这种需求而得到广泛的应用。工业HMI又称触摸屏监控器，是一种智能化操作控制显示装置。它一般与PLC等工业控制设备，利用显示屏显示，通过输入单元（如触摸屏、键盘、鼠标等）写入工作参数或输入操作命令，实现人与机器信息交互。HMI的主要功能有：数据的输入与显示；系统或设备的操作状态方面的实时信息显示；报警处理及打印；数据归档和报表系统。此外，新一代工业人机界面还具有简单的编程、对输入的数据进行处理、数据登录及配方等智能化控制功能

[19]

。

5.1 人机界面（HMI）设计

HMI监控系统由监控主画面及相应的功能子画面组成，HMI画面设计对于HMI来说是非常关键的。HMI画面是用组态软件来做的，常见的组态软件有西门子公司的Wincc、罗克韦尔公司的RsView及国产的组态王、力控等。在本温度控制系统设计中，我们选择了组态王来完成监控画面的设计。组态王和其他组态软件相比最大的优势是它操作方便，提供了资源管理器式的操作主界面，并且提供了以汉字作为关键字的脚本语言支持，对

于新手来说很容易上手。

我们从北京亚控公司的主页上下载了组态王6.5.3演示版，安装好以后。双击桌面图标，打开工程管理器，建立工程。如图5-1所示，最下面的一行是我们新建的工程，工程名称为“组态王”。

双击工程管理器中的工程名，出现工程浏览器。在工程浏览器中，双击新建图标，新建画面（如图5-2所示）。在这里我们制作了监控主界面、实时趋势曲线、历史趋势曲线、报警窗口等画面。

下面详细介绍每个画面的设计方法。

图5-1 新建工程

图5-2 新建画面 5.1.1 监控主界面

打开开发系统页面后，点击“图库”，打开图库管理器，把开关、温度仪表、闹钟直接拖进开发页面，再利用工具箱做好“开始”和“停止”按钮以及温度显示、设定画面、报警窗口等按钮。完整的主界面如图5-3所示。运行组态王后，点击“开始”按钮，开关变绿色，系统开始运行，目前温度值下面的方框和仪表上都显示当前温度值，闹钟上显示当前日期。点击“设定画面”会进入参数设定画面，点击“报警窗口”会进入报警画面，实时趋势曲线和历史趋势曲线也是一样。点击“停止”按钮，系统运行结束，同时开关变红色。

图5-3 主界面

5.1.2 实时趋势曲线

打开开发系统页面后，点击工具箱中的“实时趋势曲线”把实时趋势曲线放进开发页面，然后双击曲线画面，对曲线进行设置，如X轴和Y轴

的设置及标示定义等，最后利用工具箱做好“返回主界面”按钮，即可形成如图5-4所示的实时趋势曲线画面。系统运行时，实时趋势曲线会显示当前温度值的变化趋势和设定温度值。点击“返回主界面”按钮，就会回到主界面。

图5-4 实时趋势曲线

5.1.3 历史趋势曲线

打开开发系统页面后，点击“图库”，打开图库管理器，双击“历史曲线”把它放进开发页面，再双击历史趋势曲线画面，对曲线进行设置，包括曲线定义，坐标系，操作面板和安全属性等设置，最后利用工具箱做好“返回主界面”按钮，即可形成如图5-5所示的历史趋势曲线画面。系统运行时，画面上会记录某段时间内设定温度值和当前温度值的变化曲线。点击“返回主界面”按钮，就会回到主界面。 5.1.4 报警窗口

打开开发系统页面后，点击工具箱中的“报警窗口”把报警窗口放进开发页面，然后双击画面，对报警窗口进行设置，包括通用属性、列属性、操作属性、条件属性、颜色和字体属性的设置。最后利用工具箱做好“返回主界面”按钮，即可形成如图5-6所示的报警窗口画面。系统运行时，报警窗口会根据当前温度值做出适当的报警。此项目中我们设置当前温度低于90度时，“报警类型”栏显示当前温度偏低。当前温度超过105度时，“报警类型”栏显示当前温度偏高。

图5-5 历史趋势曲线 图5-6 报警窗口