S7200 PLC在PID閉環(huán)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

杜浩

【摘 要】工業(yè)是我國(guó)的龍頭產(chǎn)業(yè)，它在社會(huì)生產(chǎn)力不斷進(jìn)步的過(guò)程當(dāng)中，其自身的生產(chǎn)效率也隨之提高。然而，就我國(guó)目前的形勢(shì)來(lái)看，企業(yè)要想實(shí)現(xiàn)高效率和高質(zhì)量的生產(chǎn)過(guò)程，就必須要對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格的控制，而能夠達(dá)到這一目的的，也就只有S7-200 PLC了。于是，如何更為有效地把S7-200 PLC應(yīng)用在PID閉環(huán)控制系統(tǒng)當(dāng)中，就成為了各大企業(yè)目前的首要任務(wù)。因此，本文將針對(duì)S7-200 PLC，對(duì)其在PID閉環(huán)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行深入的分析和探究。

【關(guān)鍵詞】S7-200 PLC；高效率；閉環(huán)控制系統(tǒng)；高質(zhì)量；PID

一、簡(jiǎn)析S7-200 PLC和PID閉環(huán)控制系統(tǒng)

（一）分析S7-200 PLC

所謂的“S7-200 PLC”是西門(mén)子旗下的一款PLC，它在實(shí)時(shí)模式下具有速度快、通訊功能以及較高生產(chǎn)力的特點(diǎn)。它自身結(jié)構(gòu)中一致的模塊化設(shè)計(jì)促進(jìn)了低性能定制產(chǎn)品的創(chuàng)造和可擴(kuò)展性的解決方案。S7-200 PLC可以被當(dāng)做是一個(gè)獨(dú)立的微型PLC解決方案或者是與其他控制器相結(jié)合使用。S7-200 PLC的優(yōu)點(diǎn)如下。

（1）具有強(qiáng)大的功能，比如，最優(yōu)模塊化以及開(kāi)放式通訊功能。

（2）具有大容量程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。

（3）結(jié)構(gòu)緊湊小巧。

（4）能夠進(jìn)行快速和精確的操作順序和過(guò)程控制。

（5）具有實(shí)時(shí)響應(yīng)功能，能夠在任何時(shí)間對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行全面的控制。這樣一來(lái)，就能夠提高生產(chǎn)的質(zhì)量、效率以及安全性。

（二）簡(jiǎn)析PID

PID是一個(gè)基于數(shù)學(xué)和物理領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)，它由8位端口優(yōu)先級(jí)加端口號(hào)組成。其中，端口號(hào)占低位，默認(rèn)端口號(hào)優(yōu)先級(jí)128。它的實(shí)現(xiàn)原理是：在生成樹(shù)協(xié)議當(dāng)中，如果端口收到的BID和path cost相同的時(shí)候，則比較PID來(lái)選擇阻塞端口。

二、試析S7-200 PLC的控制方式

S7-200 PLC在PID閉環(huán)控制系統(tǒng)當(dāng)中，可以采用三種方式來(lái)對(duì)PID進(jìn)行控制，它們分別如下。

（一）匯編語(yǔ)言控制方式

如果PID閉環(huán)控制系統(tǒng)中，沒(méi)有自帶的控制機(jī)制或者是不包含有任何的功能指令，那么就可以依據(jù)PID閉環(huán)控制系統(tǒng)的實(shí)際需求，利用S7-200 PLC，并通過(guò)匯編語(yǔ)言，編譯形成一個(gè)主控制程序，然后再讓該程序?qū)ID閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行全方位的控制。

（二）PID控制方式

PID控制方式，也是PLD當(dāng)中的一種，它的操作方法比較簡(jiǎn)單，具體表現(xiàn)在：當(dāng)把該控制方式應(yīng)用在PID閉環(huán)控制系統(tǒng)當(dāng)中的時(shí)候，使用者只要替它設(shè)置一些參數(shù)就可以了。

（三）指令控制方式

該方式大多用在PID的子程序中，且它在使用的過(guò)程當(dāng)中，還必須要將它和整個(gè)系統(tǒng)的輸入、輸出模塊合理地結(jié)合起來(lái)，這樣才可以讓它達(dá)到與PID控制一樣的效果。

三、探究S7-200 PLC在PID閉環(huán)控制系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用

在PID的所有指令當(dāng)中，當(dāng)開(kāi)始利用匯編語(yǔ)言進(jìn)行編程的時(shí)候，倘若指令的初始位置超過(guò)了回路號(hào)的范圍，那么CPU就會(huì)把錯(cuò)誤信息輸出來(lái)。這時(shí)，編程就會(huì)結(jié)束。

另外，變量是PID在進(jìn)行運(yùn)算時(shí)寫(xiě)入的值，它在整個(gè)回路當(dāng)中只能被讀取，且在完成一次具體的運(yùn)算之后，系統(tǒng)都會(huì)自動(dòng)地把回路表中的值進(jìn)行重新寫(xiě)入，而重新寫(xiě)入值的范圍也只能在0.0至1.0的之間，倘若，PID在進(jìn)行運(yùn)算的過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)了某一個(gè)錯(cuò)誤，那么存儲(chǔ)器的數(shù)值就會(huì)被顯示成1，同時(shí)系統(tǒng)也會(huì)自動(dòng)結(jié)束PID的整個(gè)運(yùn)算過(guò)程。此時(shí)，如果想進(jìn)行下一個(gè)運(yùn)算，那么就要在運(yùn)算的前一階段，用新值來(lái)代替之前輸入的值。

四、探析PID匯編語(yǔ)言控制的實(shí)際應(yīng)用

在現(xiàn)代社會(huì)中，PID匯編語(yǔ)言控制有著比較廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)針對(duì)較為常見(jiàn)的溫度控制體系，對(duì)其用PID匯編語(yǔ)言控制方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度進(jìn)行合理控制的過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析和探究。

利用C200HPC構(gòu)建溫度控制體系，該體系的組成結(jié)構(gòu)包括：輸出層、溫度傳感器層、輸入層以及系統(tǒng)CUP處理中心等。其中，“C200HPC”指的是：一種較小型的可編程序控制器，該體系中的可控變量為溫度，其實(shí)現(xiàn)的原理如下。

（1）利用符合測(cè)量要求的電偶準(zhǔn)確地測(cè)量出體系中的毫伏信號(hào)，然后將這種信號(hào)傳送到PLC當(dāng)中。其傳送方式可以分為兩種：其一，通過(guò)變送器設(shè)備將毫伏信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，然后再將電流信號(hào)傳送到PLC當(dāng)中；其二，把測(cè)量出的毫伏信號(hào)直接傳送到系統(tǒng)的傳感器當(dāng)中，讓它成為與之相應(yīng)的實(shí)際溫度值，然后再將這個(gè)溫度值轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，傳送到CUP處理中心進(jìn)行有效的處理。通過(guò)上述的兩個(gè)方法，都能夠?qū)崿F(xiàn)毫伏信號(hào)的數(shù)字量轉(zhuǎn)換。

（2）利用PID把轉(zhuǎn)換后的信號(hào)進(jìn)行第二次轉(zhuǎn)換，待第二次轉(zhuǎn)換結(jié)束之后，就可以把最終轉(zhuǎn)換成的信號(hào)輸送到調(diào)整器中。此時(shí)，就可以利用可控硅對(duì)電源的輸出電壓進(jìn)行合理的改變，這樣就可以達(dá)到預(yù)期的控溫目的。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，社會(huì)生產(chǎn)力的進(jìn)步，勢(shì)必會(huì)帶動(dòng)我國(guó)整體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，在這樣的一個(gè)情況之下，企業(yè)為了能夠提高自身的生產(chǎn)效益，也為了讓整個(gè)生產(chǎn)的過(guò)程能夠得到準(zhǔn)確的控制，就可以將S7-200 PLC更為廣泛地應(yīng)用在PID閉環(huán)控制系統(tǒng)當(dāng)中。與此同時(shí)，企業(yè)也可以利用S7-200 PLC的各種控制方式，對(duì)自身的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)和控制。這樣一來(lái)，就可以讓S7-200 PLC為企業(yè)的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程提供一個(gè)強(qiáng)有力的安全保障。

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