4.4 s7-200用于模拟量控制系统

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1、4.4S7-200用于模拟量控制系统1.关于模拟量控制系统模拟量控制系统是指输入信号为模拟量的控制系统。控制系统的控制方式上可分为开环控制和闭环控制。开环控制是根据控制的设定值直接向控制对象输出控制信号，这种控制容易受外界干扰而偏离控制目标。对于控制要求比较高的场合，一般都采用闭环控制方式。闭环控制是使用控制的设定值与反馈值的差进行控制的，以求得设定值与反馈值的偏差最小。因而闭环控制也叫偏差控制。闭环控制根据其设定值的不同，又可以分为调节系统和随动系统两种。调节系统的设定值是由控制系统的控制器给出，控制器的作用就是使反馈值

2、向给定值靠近，以反馈值对设定值的偏差最小为目的。随动系统的设定值是由被控制对象给出的，控制器的作用就是使控制目标不断地向被控对象靠近。各种跟踪系统都是随动系统。模拟量控制系统设计中应该注意抗干扰问题。解决干扰的办法有4个。其一是接地问题。这里包括PLC接地端的接地，要真接地不要假接地。这里所说的接地就是接大地。其二是模拟信号线的屏蔽向题，屏蔽线的始端和终端都要接地。信号线的屏蔽是防止干扰的重要措施。其三是对某些高频信号要解决匹配问题。如果不匹配很容易在信号传送中引进干扰，使信息失真。其四是对信号进行滤波。模拟量信号如电压值

3、、电流值等，常常会因为现场瞬时干扰而产生较大波动，产生误差。采用滤波可以有效地减小误差。这里所说的滤波包括硬件滤波和软件滤波。软件滤波主要是数字滤波。数字滤波的方法比较多，如常用的平均值法、中值法等等。S7-200系列PLC在系统设计中可以利用STEP7-Micro/MIN32软件对模拟量输入信号增加滤波功能。如果需要数字滤波可以设置滤波选项。2.模拟量控制系统设计举例砌块在生产过程中最后一道工序是养护。目前养护过程有两种。一种是自然养护。自然养护只需要一个养护的露天场地，靠阳光加温养护。这种养护方法投资少，养护成本低。其

4、缺点是养护周期长，受天气影响大，对产品质量要求较高时无法保证。而且，对于我国北方地区的冬季也不适用。另一种养护是在养护窑中养护，可以根据砌块的工艺要求制定养护规则，由手动控制或自动控制方法进行养护。养护窑养护过程是严格根据工艺要求实施控制的。它能保证产品的质量，保证生产进度，不受气候影响。其中自动控制方式养护方式，可以借助于PID算法、模糊控制算法及一些优化控制算法，使养护窑的养护温度被严格地控制在养护规则要求的范围之内。3.系统设计举例例4-4-1窑温模糊控制设计图4-4-1图4-4-1所示系统就是对养护窑进行温度控制系

5、统。本系统控制2个养护窑。每个养护窑有一个测温输入点（模拟量输入），一个进气电磁阀控制输入蒸汽（开关量），一个排气电磁阀控制热气的排出（开关量），一个送风电机（开关量），共三个开关量输出。一个启动按钮，一个停止按钮一个急停按钮。一个养护窑需要3个开关量输入，3个开关量输出和一个模拟量输入。整个系统还需要设置一个总启动开关，一个总停止开关（共2个开关量输入点）。一个总进气电磁阀，一个总排风电磁阀（共2个开关量输出点）。合计整个控制系统需要开关量输入8点，开关量输出8点，模拟量输入2点。控制过程应该满足如下要求。总启动按钮按下

6、以后整个系统允许运行。按下总停止按钮整个系统停止运行。每个窑都可以自行控制。按下各窑的启动按钮后各窑开始运行，按下其停止按钮各窑停止运行，按下急停按钮禁止各窑的输出控制。每个窑的具体控制流程要求：启动电机供风循环热气流；开启进气阀门供热气控温；经过一定时间（设恒温10小时）关闭进气阀门；打开排气阀门排气；按下停止按钮关风机关排气阀，准备砌块出窑。连锁要求只要有一个窑排气，总排气阀要打开，只有总进气阀打开，才能启动各窑进气阀。图4-4-2（1）硬件选择：选CPU224（14点开关量输入/1O开关量输出，提供给扩展单元5VDC

7、电流能力为660mA）主机，模拟量输入模块EM231（4路模拟量输入，消耗5VDC电流为1OmA）模块1块，组成硬件系统。如图4-4-2所示。所选系统中，CPU224能够满足所带扩展单元全部5VDC电流的要求，且所带的扩展模块不大于7个，这表明硬件配置合理。整个系统具有开关量输入14点，开关量输出10点，模拟量输入4点，这表明硬件系统满足全部工艺要求。(2)输入输出点地址分配：输入输出点地址分配见表4-4-1。表4-4-1模块号输入端子号输出端子号地址号信号名称说明CPU22412345678910111213141234

8、56I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7I1.0I1.1I1.2I1.3I1.4I1.5Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5l号启动，上升沿有效l号停止，上升沿有效1号急停，上升沿有效2号启动，上升沿有效2号停止，上升沿有效2号急停，上升沿有效总启动，上升沿有效总