西門子信號模塊SM322

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本程序的設計主要是針對水箱液位的在線控制而設計的，利用PID控制方式，使下水箱液位達到控制要求。本人設計了兩套系統，一個是單閉環的一個是三閉環的，對其控制效果進行比較，得出兩系統優缺點。下面對本程序的設計作詳細介紹。在本程序中，使用的主要模塊有：OB35，DB41，DB42, DB43，DB44，DB1，OB1和FB41。
2.4.1 OB35模塊
S7 CPU提供循環中斷OB，可用于按一定間隔中斷循環程序的執行，循環中斷按間隔觸發，間隔的時間是從STOP狀態到RUN時開始計算。
時間間隔不能小于5ms，如果時間間隔過短，還沒有執行完循環中斷程序又開始調用它，將會產生時間錯誤事件。在本程序中，使用循環中斷OB35，其默認的時間間隔為100ms，程序運行后每隔100ms將自動調用一次OB35，周期性地執行閉環控制系統的PID運算程序[3]。
2.4.2 FB41模塊
FB41稱為連續控制的PID用于控制連續變化的模擬量，其功能是S7-300提供的標準的已經為用戶編制好程序模塊，用戶可以直接調用它們，以便高效地編制自己的程序，但不能修改這些功能塊。系統功能塊有存儲功能，其變量保存在指定給它的背景數據塊中。FB41的框圖如圖2.1所示。圖2.1 FB41的框圖

所有產品為西門子原裝正品，全新未開封，質保一年。型號太多，無法一一列出，詳情請來電咨詢。

（1） 對設定值、過程變量和誤差的處理
設定值的輸入：浮點數格式的設定值用變量SP_INT（內部設定值）輸入。 過程變量的輸入：可以用兩種方式輸入過程變量（即反饋值）：
1、用PV_IN（過程輸入變量）輸入浮點格式的過程變量，此時開關量PVPER_ON（外圍設備過程變量ON）應為0狀態。
2、用PV_PER（外圍設備過程變量）輸入外圍設備（I/O）格式的過程變量，即用模擬量輸入輸出的數字值作為PID調節的過程變量，此時開關量PVPER_ON應為1狀態。
外圍設備過程變量轉換為浮點數：外圍設備（即模擬量輸入模塊）正常范圍的*大輸出值（100.0%）為27648（6C00H），功能CRP_IN將外圍設備輸入值轉換為-100.0%至100.0%之間的浮點數格式的數值，CPR_IN的輸出（以%為單位）用下式計算：
PV_R=PV_PER*100/27648
（2.1）
外圍設備過程變量的標準化：PV_NORM功能用下面的公式將CPR_IN的輸出PV_R格式化：
 PV_NORM的輸出=PV_R*PV_FAC+PV_OFF （2.2）
式中：PV_FAC —— 過程變量的系數，默認值為1.0；
PV_OFF —— 過程變量的偏移量，默認值為0.0。 PV_FAC和PV_OFF用來調節過程輸入的范圍。
如果設定值有物理意義，實際值（即反饋量）也可以轉換為該物理值。 （2） 手動模式
參數MAN_ON（手動值ON）為1時為手動模式，為0時為自動模式。在手動模式中，控制變量（Manipulated Variable，即控制器的輸出值）被手動選擇的值MAN（手動值）代替。
在手動模式時如果令微分分項為0，將積分部分（INT）設置為LMN-LMN_P-DISV，可以*保*手動到自動的無憂切換，即切換時控制器的輸出值不會突變，DISV為擾動輸入變量。 （3） 輸出限幅
LMNLIMIT（輸出量限幅）功能用于將控制器輸出值（Manipulated Value）限幅。 LMNLIMIT功能的輸入量超出控制器輸出值的上極限LMN_HLM時，信號位QLMN_HLM（輸出超出上限）變為1狀態；小于下極限值LMN_LLM時，信號位QLMN_LLM（輸出超出下限）變為1狀態。 （4） 輸出量的格式化處理
LMN_NORM（輸出量格式化）功能用下述公式來講功能LMNLIMIT的輸出量LMN_LIM格式化：
LMN=LMN_LIM×LMN_FAC+LMN_OFF （2.3）
式中：LMN —— 格式化后浮點數格式的控制器輸出值；
LMN_FAC —— 輸出量的系數，默認值為1.0； LMN_OFF —— 輸出量的偏移量，默認值為0.0； LMN_FAC和LMN_OFF用來調節控制器輸出量的范圍。 （5） 輸出量轉換為外圍設備（I/O）格式
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