1、 硬件配置和軟件環境3.1實驗配置3.1.1 西門子S7-200S7-200系列PLC可提供4種不同的基本單元和6種型號的擴展單元。其系統構成包括基本單元、擴展單元、編程器、存儲卡、寫入器、文本顯示器等。本論文采用的是CUP224。它具有24個輸入點和16個輸出點。S7-200系列的基本單元如表3-1所示13。表3-1 S7-200系列PLC中CPU22X的基本單元型 號輸入點輸出點可帶擴展模塊數S7-200CPU221640S7-200CPU222862個擴展模塊S7-200CPU22414107個擴展模塊S7-200CPU224XP24167個擴展模塊S7-200CPU22624167個擴

2、展模塊3.1.2 傳感器熱電偶是一種感溫元件，它直接測量溫度，并把溫度信號轉換成熱電動勢信號。常用熱電偶可分為標準熱電偶和非標準熱電偶兩大類。所調用標準熱電偶是指國家標準規定了其熱電勢與溫度的關系、允許誤差、并有統一的標準分度表的熱電偶，它有與其配套的顯示儀表可供選用。非標準化熱電偶在使用范圍或數量級上均不及標準化熱電偶，一般也沒有統一的分度表，主要用于某些特殊場合的測量。標準化熱電偶我國從1988年1月1日起，熱電偶和熱電阻全部按IEC國際標準生產，并指定S、B、E、K、R、J、T七種標準化熱電偶為我國統一設計型熱電偶。本論文才用的是K型熱電阻14。3.1.3 EM 231模擬量輸入模塊傳感

3、器檢測到溫度轉換成041mv的電壓信號，系統需要配置模擬量輸入模塊把電壓信號轉換成數字信號再送入PLC中進行處理。在這里，我們選用了西門子EM231 4TC模擬量輸入模塊。EM231熱電偶模塊提供一個方便的，隔離的接口，用于七種熱電偶類型：J、K、E、N、S、T和R型，它也允許連接微小的模擬量信號(±80mV范圍)，所有連到模塊上的熱電偶必須是相同類型，且最好使用帶屏蔽的熱電偶傳感器。EM231模塊需要用戶通過DIP開關進行選擇的有：熱電偶的類型、斷線檢查、測量單位、冷端補償和開路故障方向，用戶可以很方便地通過位于模塊下部的組態DIP開關進行以上選擇，如圖3-2所示。本設計采用的是K

4、型熱電偶，結合其他的需要，我們設置DIP開關為00100000。對于EM231 4TC模塊，SW1SW3用于選擇熱電偶類型，見表3-3 。SW4沒有使用，SW5用于選擇斷線檢測方向，SW6用于選擇是否進行斷線檢測，SW7用于選擇測量單位，SW8用于選擇是否進行冷端補償，見表3-415。為了使DIP開關設置起作用，用戶需要給PLC的電源斷電再通電。圖3-2 EM231模塊DIP開關表 3-3 熱電偶類型選擇熱電偶類型SWISW2SW3J（默認）000K001T010E011R100S101N110+/-80mv111表 3-4 熱電偶其他設置DIP開關功能開/關狀態SW5熔斷方向正向標定0負定方

5、向1SW6斷線啟動斷線測量電流0禁止斷線測量電流1SW7測量單位攝氏0華氏1SW8冷端啟用冷端補償啟用0冷端補償禁止13.2 STEP 7 Micro/WIN32軟件介紹 STEP 7-MWIN32編程軟件是基于Windows的應用軟件，是西門子公司專門為SIMTIC S7-200系列PLC設計開發的。該軟件功能強大，界面友好，并有方便的聯機功能。用戶可以利用該軟件開發程序，也可以實現監控用戶程序的執行狀態，該軟件是SIMATIC S7-200擁護不可缺少的開發工具3.2.1安裝STEP 7-MWIN32 V4.0在開始安裝的時候是選擇語言界面，對于版本4.0來說，這時候沒有選擇中文的，但可以

6、先選擇其他語言，見圖3-5。等軟件安裝好之后再進行語言的切換。圖 3-5 語言選擇界面 在安裝的最后，會出現一個界面，按照硬件的配置，我們需要用232通信電纜，采用PPI的通信方式，所以要選擇PPI/PC Cable(PPI)，這個時候在彈出來的窗口中選擇端口地址，通信模式，一般選擇默認就可以了，見圖3-6。 圖 3-6 通信設置界面 如果想改變編程界面的語言，可在軟件的主界面的工具欄中選擇tools目錄下選擇option選項，在出現的界面中選擇general,然后在右下角就可以選擇中文了。見圖3-7所示。圖3-7 語言重設界面3.2.2 系統參數設置系統塊用來設置S7-200 CPU的系統選

7、項和參數等。系統塊更改后需要下載到CPU中，新的設置才能生效。系統塊的設置如下，需要注意的是，PLC的地址默認是2，但本設計中需要用到的地址是1，如圖3-8。通信端口的設置，同樣的，我們用到的地址是1，如圖3-9所示。圖 3-8 “系統塊對話框” 圖 3-9 通信端口設置 控制算法描述4.1 PWM技術脈寬調制（PWM）是利用微處理器的數字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術，廣泛應用在測量、通信、功率控制與變換的許多領域中。PWM是一種對模擬信號電平進行數字編碼的方法。通過高分辨率計數器的使用，方波的占空比被調制用來對一個具體模擬信號的電平進行編碼。PWM信號仍然是數字的，因為在給定

8、的任何時刻，滿幅值的直流供電要么完全有(ON)，要么完全無(OFF) 16。本論文中采樣周期和加熱周期都是10秒。采樣后，根據溫差的大小進行PID調節，轉化得到一個加熱時間（0-10秒）作為下一個加熱周期的加熱時間。例如溫差大，加熱時間就大，溫差小，那么加熱時間就小。程序采用的是粗調和微控兩段式控制方式。在粗控調階段，占空比恒為一。在微控制階段，占空比就根據溫差不停地變化。4.2 PID控制程序設計模擬量閉環控制較好的方法之一是PID控制，PID在工業領域的應用已經有60多年，現在依然廣泛地被應用。人們在應用的過程中積累了許多的經驗，PID的研究已經到達一個比較高的程度。比例控制(P)是一種最

9、簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關系。其特點是具有快速反應，控制及時，但不能消除余差。在積分控制(I)中，控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關系。積分控制可以消除余差，但具有滯后特點，不能快速對誤差進行有效的控制。在微分控制(D)中，控制器的輸出與輸入誤差信號的微分（即誤差的變化率）成正比關系。微分控制具有超前作用，它能預測誤差變化的趨勢。避免較大的誤差出現，微分控制不能消除余差。PID控制，P、I、D各有自己的優點和缺點，它們一起使用的時候又和互相制約，但只有合理地選取PID值，就可以獲得較高的控制質量17。4.2.1 PID控制算法圖 4-1 帶PID控制器的閉控制系

10、統框圖 如圖4-1所示，PID控制器可調節回路輸出，使系統達到穩定狀態。偏差e和輸入量r、輸出量c的關系: (4.2)控制器的輸出為: (4.3)上式中, PID回路的輸出; 比例系數P; 積分系數I; 微分系數D;PID調節器的傳輸函數為： (4.4)數字計算機處理這個函數關系式，必須將連續函數離散化，對偏差周期采樣后，計算機輸出值。其離散化的規律如表4-5所示：表 4-5 模擬與離散形式模擬形式離散化形式所以PID輸出經過離散化后，它的輸出方程為: (4.6)式4.8中， 稱為比例項； 稱為積分項； 稱為微分項；上式中，積分項是包括第一個采樣周期到當前采樣周期的所有誤差的累積值17。計算中

11、，沒有必要保留所有的采樣周期的誤差項，只需要保留積分項前值，計算機的處理就是按照這種思想。故可利用PLC中的PID指令實現位置式PID控制算法量18。4.2.2 PID在PLC中的回路指令現在很多PLC已經具備了PID功能，STEP 7 Micro/WIN就是其中之一有的是專用模塊，有些是指令形式。西門子S7-200系列PLC中使用的是PID回路指令。見表4-7。表4-7 PID回路指令名稱PID運算指令格式PID指令表格式PID TBL，LOOP梯形圖使用方法：當EN端口執行條件存在時候，就可進行PID運算。指令的兩個操作數TBL和LOOP，TBL是回路表的起始地址，本文采用的是VB100，

12、因為一個PID回路占用了32個字節，所以VD100到VD132都被占用了。LOOP是回路號，可以是07，不可以重復使用。PID回路在PLC中的地址分配情況如表4-8所示。表4-8 PID指令回路表偏移地址名稱數據類型說明0過程變量（PVn）實數必須在0.01.0之間4給定值（SPn）實數必須在0.01.0之間8輸出值（Mn）實數必須在0.01.0之間12增益（Kc）實數比例常數，可正可負16采樣時間（Ts）實數單位為s，必須是正數20采樣時間（Ti）實數單位為min，必須是正數24微分時間（Td）實數單位為min，必須是正數28積分項前值（MX）實數必須在0.01.0之間32過程變量前值（PV

13、n-1）實數必須在0.01.0之間1) 回路輸入輸出變量的數值轉換方法 本文中，設定的溫度是給定值SP，需要控制的變量是爐子的溫度。但它不完全是過程變量PV，過程變量PV和PID回路輸出有關。在本文中，經過測量的溫度信號被轉化為標準信號溫度值才是過程變量，所以，這兩個數不在同一個數量值，需要他們作比較，那就必須先作一下數據轉換。溫度輸入變量的數10倍據轉化。傳感器輸入的電壓信號經過EM231轉換后，是一個整數值，他的值大小是實際溫度的把A/D模擬量單元輸出的整數值的10倍。但PID指令執行的數據必須是實數型，所以需要把整數轉化成實數。使用指令DTR就可以了。如本設計中，是從AIW0讀入溫度被傳

14、感器轉換后的數字量。其轉換程序如下:MOVW AIW0, AC1DTR AC1, AC1MOVR AC1, VD1002) 實數的歸一化處理因為PID中除了采樣時間和PID的三個參數外，其他幾個參數都要求輸入或輸出值0.01.0之間，所以，在執行PID指令之前，必須把PV和SP的值作歸一化處理。使它們的值都在0.01.0之間。歸一化的公式如4.9: （4.9）式中, 標準化的實數值； 未標準化的實數值; 補償值或偏置，單極性為0.0，雙極性為0.5; 值域大小，為最大允許值減去最小允許值，單極性為32000.雙極性為6400。本文中采用的是單極性，故轉換公式為: （4.10）因為溫度經過檢測和

15、轉換后，得到的值是實際溫度的10倍，所以為了SP值和PV值在同一個數量值，我們輸入SP值的時候應該是填寫一個是實際溫度10倍的數，即想要設定目標控制溫度為100時，需要輸入一個1000。另外一種實現方法就是，在歸一化的時候，值域大小可以縮小10倍，那么，填寫目標溫度的時候就可以把實際值直接寫進去19。3) 回路輸出變量的數據轉換本設計中，利用回路的輸出值來設定下一個周期內的加熱時間。回路的輸出值是在0.01.0之間，是一個標準化了的實數，在輸出變量傳送給D/A模擬量單元之前，必須把回路輸出變量轉換成相應的整數。這一過程是實數值標準化過程。 （4.11） S7-200不提供直接將實數一步轉化成整

16、數的指令，必須先將實數轉化成雙整數，再將雙整數轉化成整數。程序如下：ROUND AC1, AC1DTI AC1, VW344.2.3 PID參數整定PID參數整定方法就是確定調節器的比例系數P、積分時間Ti和和微分時間Td，改善系統的靜態和動態特性，使系統的過渡過程達到最為滿意的質量指標要求。一般可以通過理論計算來確定，但誤差太大。目前，應用最多的還是工程整定法：如經驗法、衰減曲線法、臨界比例帶法和反應曲線法。經驗法又叫現場湊試法，它不需要進行事先的計算和實驗，而是根據運行經驗，利用一組經驗參數，根據反應曲線的效果不斷地改變參數，對于溫度控制系統，工程上已經有大量的經驗，其規律如表4-12所示

17、。 表 4-12溫度控制器參數經驗數據被控變量規律的選擇比例度積分時間（分鐘）微分時間（分鐘）溫度滯后較大20603100.53實驗湊試法的整定步驟為"先比例，再積分，最后微分"。 1）整定比例控制 將比例控制作用由小變到大，觀察各次響應，直至得到反應快、超調小的響應曲線。 2）整定積分環節先將步驟1）中選擇的比例系數減小為原來的5080，再將積分時間置一個較大值，觀測響應曲線。然后減小積分時間，加大積分作用，并相應調整比例系數，反復試湊至得到較滿意的響應，確定比例和積分的參數。 3）整定微分環節環節先置微分時間TD=0，逐漸加大TD，同時相應地改變比例系數和積分時間，反復

18、試湊至獲得滿意的控制效果和PID控制參數20。根據反復的試湊，調出比較好的結果是P=120. I=3.0 D=1.0。 第五章 程序設計5.1方案設計思路PLC采用的是的S7-200，CPU是224系列，采用了5個燈來顯示過程的狀態，分別是運行燈，停止燈，溫度正常燈，溫度過高（警示燈）燈，和加熱燈，可以通過5個燈的開關狀況判斷加熱爐內的大概情況。K型傳感器負責檢測加熱爐中的溫度，把溫度信號轉化成對應的電壓信號，經過PLC模數轉換后進行PID調節。根據PID輸出值來控制下一個周期內（10s）內的加熱時間和非加熱時間。在加熱時間內使得繼電器接通，那加熱爐就可處于加熱狀態，反之則停止加熱21。1)

19、硬件連線如圖5-1所示。 圖 5-1 硬件連線圖2) I/O點地址分配如表5-2所示。 表 5-2 I/O點地址分配地址名稱功能I0.1啟動按扭按下開關，設備開始運行I0.2開關按鈕按下開關，設備停止運行I0.3保護按鈕按下開關，終止加熱Q0.0運行燈燈亮表示設備處于運行狀態Q0.1停止燈燈亮表示設備處于停止狀態Q0.3溫度狀態指示燈（正常燈亮表示爐溫在正常范圍內Q0.4溫度狀態指示燈（危險）燈兩表示爐溫過高，處于危險狀態Q0.5固態繼電器燈亮表示加熱爐正處于加熱階段3）程序地址分配如表5-3所示。 表 5-3 內存地址分配地址說明VD0用戶設定比例常數P存放地址VD4用戶設定積分常數I存放地

20、址VD8用戶設定微分常數D存放地址VD12目標設定溫度存放地址VD16系統運行時間秒存放地址VD20系統運行時間分鐘存放地址VD30當前實際溫度存放地址VW34一個周期內加熱時間存放地址VW36一個周期內非加熱時間存放地址4） PID指令回路表如表5-4所示。 表 5-4 PID指令回路表地址名稱說明VD100過程變量（PVn）必須在0.01.0之間VD104給定值（SPn）必須在0.01.0之間VD108輸出值（Mn）必須在0.01.0之間VD112增益（Kc）比例常數，可正可負VD116采樣時間（Ts）單位為s，必須是正數VD120采樣時間（Ti）單位為min，必須是正數VD124微分時間

21、（Td）單位為min，必須是正數VD128積分項前值（MX）必須在0.01.0之間VD132過程變量前值（PVn-1）必須在0.01.0之間5.2 程序流程圖程序流程圖如圖5-5所示，1個主程序，3個子程序。溫度高于限制溫度溫度低于限制溫度 運行PLC初始化安全燈I0.1=？I0.1=0初始化運行指示燈I0.1=1調用子程序0調用子程序1每10s調用1次子程序2爐子加熱主程序子程序0初試化粗調溫度=？微調返回溫度小于限制溫度 設定目標溫度設定PID值返回子程序1子程序2讀入溫度并轉換把實際溫度值放于VD30中調用PID指令時間寄存器加10s設定下一周期內的加熱時間返回 圖 5-5 程序流程圖5

22、.3助記符語言表主程序LD SM0.0 / SM0.0常ON LPS / 將SM0.0壓棧AR<= VD30, 105.0 / 如果溫度小于105S Q0.3, 1 / 使Q0.3保持ONR Q0.4, 1 / 使Q0.4保持OFFLPP / 彈出SM0.0AR>= VD30, 105.0 / 如果溫度大于105S Q0.4, 1 / 使Q0.4保持ONR Q0.3, 1 / 使Q0.3保持OFFLD SM0.0 LPSA I0.1 / 按下啟動按扭，啟動系統AN I0.3 / I0.3為保護關開，一般情況下保持ONS M0.1, 1 R M0.2, 1LPPA I0.2 / 按下

23、關閉按扭，停止運行AN I0.3 R M0.1, 1S M0.2, 1LD SM0.0AN I0.3LPSA M0.1S M0.0, 1 R Q0.1, 1 / 使停止指示燈（Q0.1）OFFS Q0.0, 1 / 使運行指示燈（Q0.0）ONLPPA M0.2S Q0.1, 1 / 使停止指示燈（Q0.1）ONR M0.0, 1 R Q0.0, 1 / 使停止指示燈（Q0.0）OFFLD M0.0CALL SBR0 / 調用子程序0LD M0.0CALL SBR1 / 調用子程序1LD M0.0LPSAN M0.3TON T50, 100LPPA T50= M0.3 /每10S使中間繼電器M

24、0.3為ONLD M0.3CALL SBR2 /每10S調用一次子程序2LD M0.0AN I0.3LPSAN T52 /T51爐子一個周期內的加熱時間TON T51, VW34 /T51爐子一個周期內的非加熱時間LRDAN T51= Q0.5 /使繼電器（Q0.5）接通，爐子加熱LPPA T51TON T52, VW36子程序0LD M0.0LPSAR<= VD30, 84.0 /如果溫度小于84S I0.4, 1 /使I0.4常ONR I0.5, 1 /使I0.5常OFFLPPAR>= VD30, 84.0 /如果溫度大于84S I0.5, 1 /使I0.5常ONR I0.4,

25、 1 /使I0.4常OFFLD M0.0 /常ON繼電器AN M0.6A I0.4 /如果I0.4為ON，則執行以下程序MOVR 300.0, VD0 /輸入P值300到VD0MOVR 999999.0, VD4 /輸入I值999999.0到VD4MOVR 0.0, VD8 /輸入D值0.0到VD8MOVR 100.0, VD12 /輸入設定溫度值100.0到VD12LD M0.0 AN M0.6A I0.5 /如果I0.5為ON，則執行以下程序MOVR 120.0, VD0 /輸入P值120.0到VD0MOVR 3.0, VD4 /輸入I值3.0. 到VD4MOVR 1.0, VD8 /輸入

26、D值1.0到VD8MOVR 100.0, VD12 /輸入設定溫度值，100.0到VD12子程序 1LD SM0.0 MOVR VD12, VD104 /輸入設定溫度值/R 3200.0, VD104 /把設定值歸一化處理MOVR VD0, VD112 /輸入P值到PID回路中MOVR 10.0, VD116 /輸入采樣時間到PID回路中MOVR VD4, VD120 /輸入I值到PID回路中MOVR VD8, VD124 /輸入D值到PID回路中子程序2LD M0.0MOVW AIW0, AC1 /采樣溫度，放于AIW0中DTR AC1, AC1 MOVR AC1, VD100/R 3200

27、0.0, VD100 /把采樣值歸一化處理MOVR AC1, VD30 /R 10.0, VD30 /把實際溫度值放于VD30中LD M0.0 PID VB100, 0 /調用PID指令+R 10.0, VD16MOVR VD16, VD20 /計時/R 60.0, VD20LD M0.0MOVR VD108, AC1 /控制器輸出*R 100.0, AC1 /把輸出值轉化為下一周期的加熱時間ROUND AC1, AC1DTI AC1, VW34MOVW +100, VW36 /下一周期的非加熱時間-I VW34, VW365.4梯形圖主程序/ 根據溫度大小初始化指示燈 / I0.3是保護按扭

28、/ 啟動/ 關閉/ 使得中間寄存器接通/使停止指示燈亮/使加熱運行燈亮/ 關閉狀態下的初始化/ 啟動狀態下的初始化/ 調用子程序0/ 調用子程序1/每10秒接通1次M0.3/每10秒調用1次子程序2/ T51不接通時處于加熱狀態/ 每10秒接通一次M0.3/ 調用子程序1/ 調用子程序0子程序0/ 溫度小于84度，I0.5接通，I0.4關閉/溫度小于84度，I0.4接通，I0.5關閉/設定溫度/D值/I值/P值 子程序 1/ 把I值傳進PID回路/ 把D值傳進PID回路/ 把P值傳進PID回路/把采樣時間傳進PID回路/ 把設定溫度傳進PID回路子程序2/計算運行時間，單位分 / 得到下一周期

29、的加熱時間/ 得到下一周期的不加 熱時間/ 對PID回路的輸出值進行歸一化處理/計算運行時間，單位秒/調用PID回路 第六章 組態畫面設計6.1組態軟件概述組態軟件是指一些數據采集與過程控制的專用軟件，可為擁護提供快速構建工業自動控制系統監控功能的、通用層次的軟件工具。組態軟件一般英文簡稱有三種，分別為HMI/MMI/SCADA/.HMI/MMI翻譯為人機接口軟件，SCADA翻譯為監視控制和數據采集軟件。國內外的主要產品有wonderware公司的InTouch軟件，Intellution公司的FIX軟件，CIT公司的Citech軟件，Simens公司的Wincc軟件，亞控公司的組態王，華富計

30、算機公司的Controx軟件，力控公司的ForceControl軟件和北京昆倉公司的MCGS軟件22。6.2組態王的介紹組態王開發監控系統軟件是眾多組態軟件里面的一種，組態王是一個具有豐富功能的HMI/SCADA軟件。可用于工業自動化的過程控制和管理監控。它提供了集成、靈活、易用的開發環境和廣泛的功能，能夠快速建立、測試和部署自動化應用，來連接、傳遞和記錄實時信息。使用戶可以實時查看和控制工業生產過程。該系統是中文界面,具有人機界面友好、結果可視化的優點。對用戶而言,操作簡單易學且編程簡單,參數輸入與修改靈活,具有多次或重復仿真運行的控制能力,可以實時地顯示參數變化前后系統的特性曲線,能很直觀

31、地顯示控制系統的實時趨勢曲線,這些很強的交互能力使其在自動控制系統的實驗中可以發揮理想的效果23。6.3組態畫面的建立本論文的組態軟件采用亞控公司的組態王6.53版本。組態軟件提供了可視化監控畫面，包括動畫，實時趨勢曲線，歷史趨勢曲線，實時數據報表，歷史數據報表，實時報警窗口，歷史報警窗口，配方管理等等的功能。可方便地監視系統的運行。并可在在線修改程序參數，有利于系統的性能發揮。6.3.1創建項目 雙擊組態王的快捷方式，出現組態王的工程管理器窗口，雙擊新建按扭，按照彈出的建立向導，填寫工程名稱。然后打開剛建立的工程。進入組態畫面的設計,如圖6.1所示。 圖6.1 新建工程畫面1）新建畫面進入工

32、程管理器后，在畫面右方雙擊“先建”，新建畫面，并設置畫面屬性，如圖6.2所示，包括畫面名稱，注釋，畫面位置，畫面風格，畫面類型和背景顏色等。如下圖。點擊確定，就會出現，畫面就會自動打開。畫面的工具欄里面，可以選擇工具箱，調色板，線形等在畫面中顯示，這些在畫圖的時候經常需要用上。 圖6.2 新建畫面 2）新建變量要實現組態王對S7-200的在線監控，就先必須建立兩者之間的聯系，那就需要建立兩者間的數據變量。基本類型的變量可以分為“內存變量”和I/O變量兩類。內存變量是組態王內部的變量，不跟被監控的設備進行交換。而I/O變量是兩者之間互相交換數據的橋梁，S7-200和組態王的數據交換是雙向的，一者

33、的數據發生變化，另外一者的數據也跟著變化。所以需要在創建連接前新建一些變量，如圖6.3所示。本文中，PLC用內存VD30來存放當前的實際溫度值。并規定溫度超過105為溫度過高，立刻要作出相應警示信號。點擊工程管理器中的“數據詞典”再雙擊右邊窗口的新建，在出現的定義變量口中填寫相應的要求項，并可在“報警定義”中設定報警，如圖6.4所示。圖6.3 定義畫面變量設置 圖6.4 定義變量報警6.3.2建立主畫面 如圖6.5所示，在該畫面中，仿真實物設備的連接，通過設置開關按扭和關閉按扭來控制系統的啟動和停止。旁邊的指示燈，與Q0.0對應綠色表示系統在運行，紅色表示系統停止運行。加熱爐的指示燈是表示加熱

34、爐的加熱狀態，與Q0.5對應綠色（亮），表示系統處于加熱狀態，黑色（暗）表示爐正處于加熱狀態。爐子的溫度可以在畫面中顯示出來。 圖 6.5 主畫面設置6.3.3建立趨勢曲線畫面實時趨勢曲線可在工具箱中雙擊后在畫面直接獲得。實時趨勢曲線隨時間變化自動卷動，可快速反應變量的新變化，但不能查詢過去的情況，其畫面時間跨度可以通過動畫連接中“表示定義設置”，一個畫面最多可以設置四條曲線，本文只需要用到兩條曲線，綠色曲線表示設定的溫度，紅色曲線表示當前實際溫度。X方向表示時間，Y方向表示變量的量程百份比。Y軸上不能直接出現實際的過程值，但可以通過工具箱的文本進行對應的標記，本文中設置了量程是200，故0.

35、50處的X方向表示100。另外，在畫面中設置了返回按扭，點擊就可以返回到主畫面。如圖6.6所示。 圖 6.6 實時趨勢曲線設置 歷史趨勢曲線可在圖庫管理器中得到。歷史趨勢曲線可以查詢查詢過去的情況。 歷史趨勢曲線需要事先建立兩個內存變量，分表是調整跨度和舉動百分比。調整跨度是為了設置畫面跨度的時間。以秒為單位，可以輸入3600，表示跨度為1個小時。卷動百分比是為了控制一次卷動的時間跨度，最小值是0，最大值是100。歷史趨勢曲線可設置8條曲線，本文只采用了兩條。X表示時間，Y表示百分比，需要另外標識實際的溫度。另外，畫面中設置了爐溫度的在某段時間內的最大值最小值和平均值，時間段可以在畫面中通過按

36、扭選擇。這里需要應用到一個函數，HTGetValueAtZone，例如，需要輸出最小值，那么需要輸入函數HTGetValueAtZone ( 歷史曲線,2, "MinValue" );，如圖6.7所示。圖 6.7 歷史趨勢曲線設置6.3.4建立數據報表1）建立實時數據報表 數據報表是反應生產過程中的數據、狀態等，并對數據進行記錄的一種重要形式。數據報表有實時數據報表和歷史數據報表，既能反應系統實時的運行情況，也能監測長期的系統運行狀況。在組態王的工具箱內選擇“報表工具”，在數據報表畫面中繪制報表，雙擊窗口灰色部分，在彈出的畫面中填寫控件名為“實時數據報表”，并設定行數和列數

37、。設置報表時間：在B4，C4單元中分別輸入“=Date($年,$月,$日) ”和“=Time($時,$分,$秒)”，這樣在系統運行的時候，B4就可以顯示當前的日期，C4中就可以顯示當前時間。顯示變量的實際值：利用數據改變命令語言和報表函數。選種A4單元，在數據改變命令語言中輸入ReportSetCellValue("實時報表",4,1 , 當前實際溫度VD30);，如圖6.8所示。圖 6.8 命令語言設置2）建立歷史數據報表如圖6.9所示，創建歷史報表和表格樣式設計與實時數據報表一樣，并可以通過調用歷史報表查詢函數實現。在畫面中建立一個按扭，命名為報表查詢，在“彈起時”命令

38、語言中輸入歷史查詢函數：ReportSetHistData2();。在設置報表的格式可以根據實際需要設置,在組態王運行的時候可以進行相應數據變量的選擇。圖 6.9 數據報表設置6.3.5 建立報警窗口1) 歷史報警窗口在工具箱中選用報警窗口工具，在面板中繪制報警窗口，添加文本等就可。如圖6.10所示。由于前面已經設置了報警變量，所以當變量值超過所設置的溫度時，那就會在報警畫面中被記錄。6.10 歷史報警設置2) 實時報警窗口其制作過程和歷史報警窗口類似，不同的是，實時報警畫面是要彈出來的，所以必須在新建畫面的時候，把大小調好，并選擇是“覆蓋式”。畫面的自動彈出，在事件命令語言中，輸入showp

39、icture("實時報警窗口");本站點$新報警=0;，這樣每次新報警有產生，就會立刻出報警畫面。如圖6.11所示。6.11 實時報警設置6.3.6建立參數監控畫面此畫面可在線查看當前程序的參數，分別有設定的溫度、當前實際溫度、運行時間，比例系數P，積分系數I，微分系數D。可以通過手動按扭和自動按扭進行PID參數的選擇。雙擊自動按鈕，系統按程序初始的PID參數進行控制，雙擊手動按鈕，可在線修改PID參數，并使得程序在設定的PID參數下運行。當然，也可以修改設定的目標溫度值，如圖6.12所示。圖 6.12 參數監控與設置第七章 系統測試組態王和PLC編程軟件不能同時啟動，因為

40、他們使用的是同一個端口，要想在線利用組態王監控程序，那就先必須在關閉組態王的情況下，先把PLC程序下載到PLC中，并且運行程序，再把編程軟件關閉，才可以啟動組態王，這樣就可以利用組態王在線監控了。7.1啟動組態王打開組態王的項目工程管理器，點擊窗口欄中“WIEW”或者在畫面中點擊右鍵，選擇“切換到VIEW”，啟動組態王，進入主畫面。這個時候，系統會自動打開一個信息窗口，可以通過信息窗口來知道，組態王的運行情況以及和PLC的連接是否成功。如果連接不成功，會出現通信失敗的提示語言，那就要查明原因，否則不能監控。如果提示連接設備成功，窗口會顯示開始記錄數據，那就表示可以開始系統的運行了。圖 7.1

41、信息窗口進入系統的主畫面后，如圖7.2所示。如果沒有點擊啟動按扭，PLC是處于待命停止階段的，指示燈是紅色的。當確定可以開始系統運行的時候，單擊啟動按扭，就相當于按下連在PLCI0.1口的開關，程序進入加熱模式，指示燈變綠，計時開始。爐子里的燈相當于實物中加熱爐的加熱指示燈，兩者亮暗的步伐是同步的。如果點擊關閉按扭，相當于按下PLC中與I0.2想連接的關閉開關，系統進入停止階段。畫面的下方設置了6個鏈接，可以點擊進入選種畫面。如果提示連接設備成功，窗口會顯示開始記錄數據，那就表示可以開始系統的運行了。圖 7.2 啟動主畫面7.2 參數監控和設定如圖7.3所示，畫面的上半部分可以查詢當前的實際溫度和系統運行時候的PID參數，還可以觀察系統運行了多少時間。下半部分設置改變系統的運行參數。點擊“手動”按扭，可以在下面的PID參數欄中輸入新的PID值，系統在下一采樣周期就可以按照設定的參數執行。如果想恢復默認的參數值，可以點擊“自動”