可樂原液稀釋控制系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、摘要可樂原液稀釋控制系統(tǒng)的流程是用一定量的熱水對可樂原液進(jìn)行稀釋，使混合液達(dá)到一定的溫度，以滿足后續(xù)發(fā)酵工藝的要求。本課題主要針對可樂原液的稀釋控制系統(tǒng)，提出了一種基于PID調(diào)節(jié)的PLC控制系統(tǒng)，采用觸摸屏顯示混合溶液的實測溫度、流量和電動控制閥開度。該系統(tǒng)是具有負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。 PID控制的輸入是測量溫度與設(shè)定溫度的偏差。溫度傳感器將測得的溫度通過A/D模塊送至PLC處理，PID控制的輸出經(jīng)D/A模塊處理后送至電動調(diào)節(jié)閥作為其輸入信號，改變閥門的開度。閥門。通過改變閥門的開度，改變熱水的流量，從而改變混合物的溫度，直到達(dá)到設(shè)定溫度。然后用觸摸屏顯示混合液的測量溫度、流量和電動調(diào)節(jié)閥的開度。

2、本課題的重點是實現(xiàn)可樂混合物的溫度控制，采用PID調(diào)節(jié)和控制溫度。首先確定一個與系統(tǒng)相似的控制系統(tǒng)，并在MATLAB的SMULINK環(huán)境中進(jìn)行仿真，利用臨界振蕩法得到系統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)參數(shù)，然后根據(jù)系統(tǒng)響應(yīng)不斷調(diào)節(jié)PID控制參數(shù)，直至達(dá)到得到一組合適的調(diào)整參數(shù)。時間和過沖。將這組PID的控制參數(shù)應(yīng)用到不同的控制系統(tǒng)中，檢驗這組控制參數(shù)的通用性。如果通用性好，則將該組參數(shù)作為系統(tǒng)的PID控制參數(shù)。關(guān)鍵詞：PLC；廣告; D/A； PID調(diào)節(jié)；溫度控制;觸摸屏;摘要_ _一些熱水是在焦液稀釋控制系統(tǒng)技術(shù)中使用d對可樂液進(jìn)行稀釋，使混合物達(dá)到一定的溫度，以滿足后續(xù)發(fā)酵工藝的要求。本課題針對焦炭液稀釋控

3、制系統(tǒng)，提出了基于PID調(diào)節(jié)的PLC控制系統(tǒng)，采用觸摸屏顯示測得的溫度、混合物的流量、電動控制閥的開度。本系統(tǒng)為負(fù)反饋閉環(huán)系統(tǒng)，PID控制輸入為測量溫度與設(shè)定溫度的偏差，溫度傳感器通過A/D模塊將測量溫度送至PL處理C，PID控制輸出通過D/A模塊給電動調(diào)節(jié)閥作為其輸入信號，改變閥門開度，通過改變閥門開度來改變水流量，從而改變混合物的溫度，直到達(dá)到設(shè)定溫度。然后使用觸摸屏顯示測量的溫度、混合物的流量和電動控制閥的開度。本期的重點是實現(xiàn)可樂混合物的溫度控制，利用PID調(diào)節(jié)來控制溫度。首先確定一個類似的控制系統(tǒng)，并在MATLAB的SMULINK環(huán)境中進(jìn)行仿真，通過臨界振蕩得到PID調(diào)節(jié)參數(shù)，然后不

4、斷調(diào)節(jié)PID的控制參數(shù)，直到得到合適的穩(wěn)定時間和超調(diào)量。然后將這組PID控制參數(shù)應(yīng)用于不同的控制系統(tǒng)，考察這組控制參數(shù)的通用性。如果通用性好，則將該組參數(shù)作為系統(tǒng)的PID控制參數(shù)。關(guān)鍵詞： PLC ； _廣告; D/A；溫度控制； PID調(diào)節(jié)；觸摸屏；目錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc263351437 1簡介 圖 4-4 輸入電流與輸出數(shù)字的關(guān)系那么它們之間的對應(yīng)關(guān)系可以用下面的數(shù)學(xué)表達(dá)式來描述：(4-2)結(jié)合公式（4-1）和公式（4-2），可以得到溫度值T與數(shù)字輸出y的關(guān)系：(4-3)但(4-4)因此，在實際程序應(yīng)用中，將PLC中相應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)除以10即可

5、得到實測溫度。4. 3.2 實測流量與PLC可識別數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系根據(jù)以上流量變送器的選型，本系統(tǒng)選用的流量傳感器的測量范圍為30300m3/h，流量變送器的輸出為+4+20mA的模擬量輸出。它們的數(shù)值對應(yīng)關(guān)系可以用下面的線性關(guān)系圖來描述。m3/h300m3/h30030mA420圖 4-5 輸入電流與輸出電流的關(guān)系那么它們之間的對應(yīng)關(guān)系可以用下面的數(shù)學(xué)表達(dá)式來描述：(4-5)由于同一流量的輸入也采用方式一，所以輸入電流與輸出數(shù)據(jù)的關(guān)系如上式所示。然后，結(jié)合公式（4-2）和公式（4-5），可以得到流量Q與數(shù)字輸出y的關(guān)系：(4-6)這是(4-7)4. 3.3 電動調(diào)節(jié)閥開度與PLC部門可識別數(shù)據(jù)

6、的換算關(guān)系根據(jù)以上電動調(diào)節(jié)閥的選型，由于電動調(diào)節(jié)閥的輸入控制信號是420mA的模擬電流信號，而PLC經(jīng)過PID運(yùn)算后輸出的數(shù)據(jù)是數(shù)字信號，所以數(shù)字信號必須由 4D/A 模塊轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換為模擬信號。 4D/A模塊模式1的數(shù)字輸入y和模擬電流輸出I的關(guān)系可以描述如下：42042001000mA數(shù)字輸入電流輸出圖 4-6 數(shù)字輸入和輸出電流的關(guān)系那么它們之間的對應(yīng)關(guān)系可以用下面的數(shù)學(xué)表達(dá)式來描述：(4-38)對于調(diào)節(jié)閥，輸入電流I與輸出開度D的關(guān)系可以用如下線性圖來描述：040420100mA閥度輸出電流輸入%圖 4-7 電流輸入與閥門輸出的關(guān)系但(4-9)則綜合公式（4-38）和公式（4-39）可得

7、：(4-10)4.4 PID控制參數(shù)的確定4.41 PID控制算法說明在工程實踐中，應(yīng)用最廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律是比例、積分和微分控制，簡稱PID控制，又稱PID調(diào)節(jié)。它以其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、運(yùn)行可靠、調(diào)整方便等優(yōu)點成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。當(dāng)被控對象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或者不能得到精確的數(shù)學(xué)模型，以及控制理論的其他技術(shù)難以實現(xiàn)時，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須根據(jù)經(jīng)驗和實際情況確定。現(xiàn)場調(diào)試。 PID控制技術(shù)是最方便的。即當(dāng)我們對一個系統(tǒng)和控制對象不完全了解，或者無法通過有效的測量方法獲得系統(tǒng)參數(shù)時，PID控制技術(shù)是最合適的。PID控制器是線性控制器，根據(jù)給定值r(t)和實際輸出值y(t

8、)形成控制偏差，即e(t)=r(t)-y(t) (4-11)PID的控制規(guī)律為：（4-1（4-12）（4-13）（4-13）或者以傳遞函數(shù)的形式寫成：（4-14）G(s)= =Kp(1+ + *S )（4-14）其中 Kp 是比例系數(shù)、積分時間常數(shù)和微分時間常數(shù)。 比例環(huán)節(jié)：按比例反映控制系統(tǒng)的偏差信號e(t)。一旦出現(xiàn)偏差，控制器將立即采取控制措施以減少偏差。積分環(huán)節(jié)：主要用于消除靜差，提高系統(tǒng)的誤差程度。積分作用的強(qiáng)度取決于積分時間常數(shù)，積分越大，積分作用越弱，反之亦然。微分環(huán)節(jié)：反映偏差信號的變化趨勢，可以在偏差信號過大之前，將有效的早期修正信號引入系統(tǒng)，從而加快系統(tǒng)的動作速度，減少調(diào)整

9、時間。4.4.2 PID控制參數(shù)的確定由于無法完全掌握該系統(tǒng)中被控對象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，無法獲得準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型。嚴(yán)格來說，工業(yè)生產(chǎn)過程中的對象特性具有非線性、時變和分布參數(shù)的特點。因此，無論是從某種假設(shè)推導(dǎo)出來的對象數(shù)學(xué)模型，還是通過辨識得到的估計模型，其使用范圍都是有限的。為了研究方便，通常將受控對象作為一個集中參數(shù)處理。大部分可以用一階慣性加純滯后來描述，傳遞函數(shù)為：（4-15（4-15）式中，K為調(diào)整系統(tǒng)的總放大倍數(shù)；它是系統(tǒng)的純滯后時間； T 是慣性時間常數(shù)。因此，當(dāng)被控對象的傳遞函數(shù)無法確定時，為了確定PID控制的參數(shù)，我們只能先找到一個與系統(tǒng)相似的傳遞函數(shù)，然后根據(jù)相似的傳遞函數(shù)得到對

10、應(yīng)的PID參數(shù)，然后通過 不斷調(diào)整PID控制參數(shù)，直到滿足系統(tǒng)要求。然后用不同的傳遞函數(shù)來驗證這組PID控制參數(shù)的通用性。如果系統(tǒng)性能在不同傳遞函數(shù)下仍能滿足要求，說明該組PID控制參數(shù)通用性強(qiáng)，可作為PLC控制系統(tǒng)的PID控制參數(shù)。它的具體實現(xiàn)還不夠，如下： 尋找與被控對象相似的傳遞函數(shù)；通過大量搜索相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)上面的傳遞函數(shù)確實用途廣泛。幾種典型系統(tǒng)的傳遞函數(shù)在大學(xué)教材自動控制原理中也有詳細(xì)描述，其中電樞控制直流伺服電機(jī)，控制閥控制單容量水箱的水位，電加熱爐的傳遞函數(shù)均如式(4-15)。而大多數(shù)溫控系統(tǒng)的傳遞函數(shù)也是通過大圓搜索得到的公式（4-15）。接近系統(tǒng)被控對象的傳遞函數(shù)是確定的。

11、這個傳遞函數(shù)是（4-16（4-16）K=4, T=3min, =0.6min 通過上述類似傳遞函數(shù)獲取其PID控制的參數(shù)；為了快速方便地獲取系統(tǒng)PID控制的參數(shù)，筆者選擇在MATLAB軟件下的SIMULINK環(huán)境下對系統(tǒng)PID控制進(jìn)行仿真，確定PID控制參數(shù)。為了確定PID控制參數(shù)，通過臨界振蕩法的設(shè)計來選擇PID控制的參數(shù)。步驟如下：(1)首先在MATLAB軟件中進(jìn)入SIMULINK環(huán)境，在元件庫中選擇需要的元件，用鼠標(biāo)連接元件，得到完整的框圖如下圖所示：圖 4-8 系統(tǒng) SIMULINK 仿真圖(2)將積分系數(shù)Ki和Kd設(shè)為0 ，將Kp設(shè)為較小的值。逐漸改變比例控制系數(shù)Kp ，使系統(tǒng)的階躍

12、響應(yīng)達(dá)到臨界振蕩狀態(tài)。此時，比例系數(shù)為K r ，振蕩周期為Tr 。然后根據(jù)下表所示經(jīng)驗公式確定各種控制類型的控制參數(shù)：表 4-2 臨界振蕩法的經(jīng)驗公式控制類型Kp起KDP調(diào)節(jié)器0.5Kr_ _PI調(diào)節(jié)器0.455Kr_ _0.535 K r /T rPID調(diào)節(jié)器0.6氪1.2 K r /T r0.075 K r T r具體來說，在SIMULINK下，可以實現(xiàn)如下：先取較大的Kr，使系統(tǒng)不穩(wěn)定、振蕩；然后采取減半的方法找到臨界增益。當(dāng)Kr=2.5時，體系分散；當(dāng) Kr=2 時，系統(tǒng)收斂；因此，只要 Kr 在 2 到 2.5 之間，系統(tǒng)就會出現(xiàn)臨界振蕩。當(dāng) Kr=2.36 時，系統(tǒng)出現(xiàn)臨界振蕩，如

13、圖 4-9 所示此時Kr=2.36，從圖4-9可以看出，曲線的兩個峰值之間的距離約為T=2.1s。下一步是計算通過臨界振蕩法獲得的調(diào)諧 PID 參數(shù)。（4-17（4-17）Kp=0.6Kr（4-18）（4-18）（4-19）（4-19）（4-20）（4-20）Kp=0.6Kr=0.62.36=1.416（4-21）（4-21）（4-22）（4-22）圖 4-9 臨界振蕩階躍響應(yīng)曲線系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線如圖4-10所示：圖4-10 PID參數(shù)初步確定下系統(tǒng)響應(yīng)圖(3) 分析系統(tǒng)的響應(yīng)，通過慢正參數(shù)來了解最合適的PID控制參數(shù)。由于系統(tǒng)響應(yīng)曲線的調(diào)整時間僅為8s，速度快，超調(diào)量可大于60%。通過調(diào)整

14、系統(tǒng)參數(shù)，可以獲得系統(tǒng)的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能，如下表4-3所示。表4-3 系統(tǒng)動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能PID參數(shù)系統(tǒng)性能Kp起KD埃斯1.81.7140.473系統(tǒng)不穩(wěn)定1.4161.3480.37206.5s70%1.21.1430.31507s58%10.9530.26308s48%0.60.5710.178010s39%0.50.250.15010s16%0.30.2860.158015s30%0.10.0270.093025s10%0.060.0570.093025s5%0.030.0290.008030 多歲沒有任何從上表可以得到系統(tǒng)PID調(diào)節(jié)的參數(shù)和相應(yīng)的系統(tǒng)性能，基本可以反映系統(tǒng)的動態(tài)性能。超調(diào)

15、量反映系統(tǒng)的阻尼程度，調(diào)整時間是反映系統(tǒng)響應(yīng)速度和阻尼程度的綜合指標(biāo)，穩(wěn)態(tài)誤差是描述系統(tǒng)動態(tài)性能的性能指標(biāo)。考慮到系統(tǒng)的綜合性能，調(diào)整時間不宜過長，超調(diào)也不宜過大。然而，這兩個指標(biāo)往往相互制約。如果調(diào)整時間太小，超調(diào)量可能會太大；如果過沖太小，調(diào)整時間可能太長。因此，應(yīng)選擇一組折中的調(diào)整時間和超調(diào)量。當(dāng)Kp=0.5，Ki=0.25，Kd=0.15時，系統(tǒng)調(diào)整時間=10s，超調(diào)量=16%。這樣調(diào)整時間不會太長，超調(diào)也不會太大。因此，選擇該參數(shù)作為 PID 控制參數(shù)。MATLAB中SIMULINK環(huán)境下的仿真結(jié)果如下圖4-11所示：圖 4-11 系統(tǒng)在合適控制參數(shù)下的響應(yīng)圖從圖 4-11 可以看出

16、，為了滿足本設(shè)計的要求，系統(tǒng)的超調(diào)量已經(jīng)降低。判斷在類似被控對象的傳遞函數(shù)下獲取PID控制參數(shù)的一般性。改變被控對象的傳遞函數(shù)，看看系統(tǒng)在上述 PID 控制參數(shù)下如何響應(yīng)。 被控對象的傳遞函數(shù)為（4-23）（4-23）4-12 系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線從圖4-12可以看出，系統(tǒng)的調(diào)整時間為9s，超調(diào)量為21%。該響應(yīng)效果理想，因此該組PID控制參數(shù)適用于傳遞函數(shù)為公式（4-23）的被控對象。ii 受控對象的傳遞函數(shù)為（4-24（4-24）系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線如下4-13 系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線從圖 4-13 可以看出，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間為 8s，超調(diào)量為 15%，所以響應(yīng)的效果比較理想，所以這組 PID 控制參數(shù)

17、適用于被控對象的傳遞函數(shù)為公式（4-24）。綜上所述，以上確定的PID控制參數(shù)用途廣泛，可以作為系統(tǒng)的PID控制參數(shù)。4.5系統(tǒng)干擾處理系統(tǒng)在實際運(yùn)行中肯定會受到各種干擾，如環(huán)境溫度對混合液的影響等?？紤]到上述PID參數(shù)具有很強(qiáng)的適用性，而本系統(tǒng)的PID控制為自動控制，系統(tǒng)會自動處理各種系統(tǒng)，基本系統(tǒng)的響應(yīng)符合要求。4.6 PLC控制系統(tǒng)中PID參數(shù)的確定PID控制指令為PIDD5PIDD5D154D100D150Y001圖 4-14 PID 控制指令溫度設(shè)定值放在D5，當(dāng)前溫度測量值放在D154，D100D124是PID參數(shù)表。 D100D106 必須設(shè)置七個存儲空間，D150 放在運(yùn)算結(jié)果

18、中。在PLC的PID控制指令中，需要設(shè)置的參數(shù)有采樣周期Ts、輸入濾波常數(shù)、比例增益Kp、積分時間TI、微分增益Kd、微分時間TD。由于 PID 控制的傳遞函數(shù)為G(s)= =Kp(1+ + *S )（4-25）= Kp+Ki* （4-25）（4-26）然后= =0.5/0.25=2s（4-26）（4-27）= =0.15/0.5=0.3s（4-27）確定采樣周期。根據(jù)香農(nóng)采樣定理和經(jīng)驗值，采樣周期設(shè)置為500ms。確定D101的賦值。由于本系統(tǒng)的測量值小于設(shè)定值，所以動作取反，所以D101的bit0為1。另外，由于PID的輸出經(jīng)D/A模塊轉(zhuǎn)換為電控的輸入信號閥門來控制其開度，而電動調(diào)節(jié)閥的開

19、度為0100%，根據(jù)上述4-33中電動調(diào)節(jié)閥開度與PLC部門可識別數(shù)據(jù)的換算關(guān)系顯示對應(yīng)的數(shù)字量為 0 1000。為避免 PID 輸出時輸出過大，超過0 1000時閥門開度大于 100% 。因此，輸出上下限應(yīng)設(shè)置，即D101的第5位為1。那么D101的賦值為H21。確定輸入濾波常數(shù)。在查找大量信息的基礎(chǔ)上，將其設(shè)置為70%的經(jīng)驗值。確定比例增益Kp。由上述計算可得Kp=0.5。在 PID 控制指令中，Kp 的單位為 %，則 Kp=50%。確定積分時間。從上面的計算可以得到=2s。在PID控制指令中，TI的單位是100ms，則=20*100ms。確定微分增益Kd。由以上計算可得Kd=0.15。在

20、PID控制指令中，Kd的單位是%，則Kd=15%。確定微分時間。從上面的計算可以得到=0.3s。在PID控制指令中，TD的單位是10ms，所以=30*10ms。由于D101的第5位為1，設(shè)置了輸出的上下限，所以D122的輸出上限設(shè)置為1000，D123的輸出下限設(shè)置為0。4.7系統(tǒng)軟件程序本系統(tǒng)程序分為自動程序和手動程序兩部分。由于程序中只需要輸出原液電磁閥和熱水電磁閥來控制啟停，手動控制和自動控制比較短，所以沒有使用跳轉(zhuǎn)指令來明確區(qū)分手動程序和自動程序。具體步驟見附錄二梯形圖和附錄三指令表。5系統(tǒng)調(diào)試操作及問題分析整個系統(tǒng)設(shè)計完成后，需要進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試，排除軟硬件故障，驗證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性

21、，使系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計要求。本系統(tǒng)的調(diào)試主要分為兩步：PLC程序驗證和觸摸屏顯示驗證。5.1觸摸屏模塊設(shè)計系統(tǒng)采用觸摸屏實現(xiàn)系統(tǒng)的輸入輸出。因此，有必要對觸摸屏的屏幕進(jìn)行設(shè)計。 GT Designer Ver.2 由三菱電機(jī)公司開發(fā)和設(shè)計。是一款用于圖形終端顯示屏制作的Windows系統(tǒng)平臺軟件，支持所有三菱圖形終端。軟件功能齊全，圖像和對象工具豐富，窗口界面直觀，操作簡單易行，可輕松更改所連接的PLC類型，實時對顯示屏進(jìn)行讀寫，還可設(shè)置保護(hù)密碼。在設(shè)計屏幕時，根據(jù)系統(tǒng)的特點，由于控制分為手動和自動部分，三個屏幕準(zhǔn)備設(shè)計。即主控畫面、手動畫面、自動畫面。5.1.1主控畫面主控屏幕用于在手動和自動程序

22、之間切換。如下圖5-11所示。其中，自動和手動兩個觸摸鍵使用屏幕切換開關(guān)。這兩個開關(guān)在關(guān)閉狀態(tài)時為綠色，按下按鈕時為紅色。并快速切換到相應(yīng)的畫面。屏幕上還設(shè)有報警燈，屬于指示燈顯示，代表軟元件Y002。報警功能主要是啟動1分鐘后混合物溫度仍未達(dá)到設(shè)定值時報警。報警燈關(guān)閉時為綠色，打開時為紅色。圖 5-1 觸摸屏主控畫面5.1.2自動屏幕如下圖5-2所示，在自動畫面中，自動和停止兩個觸摸鍵屬于位開關(guān)，動作為點動，分別代表軟元件X000和X006；返回鍵屬于畫面切換，用于切換到主控畫面。它們的顏色在關(guān)閉時為綠色，在開啟時為紅色。根據(jù)程序可以看出，打開自動按鈕后，直接跳過手動程序，執(zhí)行自動程序部分。

23、告警指示燈在5.1.1中已經(jīng)提到過，這里不再贅述。測得的可樂混合液的溫度、流量和電動控制閥的開度，讓工作人員更好地了解可樂原液稀釋控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。溫度顯示的代表軟元件D154。它會隨著被測混合物溫度的變化而變化。流量顯示的代表軟元件D160會隨著被測混合物流量的變化而變化。閥門開度顯示的代表軟元件D152會隨著電動調(diào)節(jié)閥的開度而變化。圖 5-2 觸摸屏自動畫面5.1.3手動畫面下圖 5-3 為手動操作畫面。報警、返回、溫度、流量、閥門開度顯示的詳細(xì)功能如前所述。手動鍵為位開關(guān)，動作為點動，代表軟元件為X001，OFF時為綠色，ON時為紅色。右側(cè)兩排觸控按鍵為手動按鍵，每個按鍵控制一個動作。

24、 X002和X003分別控制原液閥和熱水閥的開啟，X004和X005分別控制原液閥和熱水閥的關(guān)閉。它們都是位開關(guān)，動作形式是點動。關(guān)閉時為綠色，開啟時為紅色。圖 5-3 觸摸屏手動畫面5.2梯形圖仿真本程序使用的編程軟件為GX Developer 8c，需要與GX Simulator6.0一起安裝進(jìn)行仿真。仿真過程中的一些問題及其解決方法。在仿真時的程序中，主要是實現(xiàn)對PID指令的賦值指令，以每個數(shù)據(jù)量轉(zhuǎn)換輸出。因此，程序中主要使用數(shù)據(jù)傳輸指令MOV和數(shù)據(jù)操作指令。由于程序中涉及到實數(shù)運(yùn)算，如果用MOV指令傳送到指定的內(nèi)存，在檢查程序時結(jié)果會出現(xiàn)亂碼。后來經(jīng)過仔細(xì)檢查和查閱資料，發(fā)現(xiàn)問題在于M

25、OV指令將源操作數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制致給目標(biāo)操作數(shù)，目標(biāo)操作數(shù)只能處理整數(shù)，不能處理小數(shù)。小數(shù)也要處理，必須在數(shù)據(jù)操作指令前面加上DE，這樣源操作數(shù)和目標(biāo)操作數(shù)都占用兩個存儲空間。但是，如果不能在 MOV 指令前面加上 DE，它就不能處理小數(shù)。在PID控制指令中，需要對參數(shù)表的前七個連續(xù)的存儲空間進(jìn)行賦值，有的賦值可能是小數(shù)，但是由于這七個存儲空間是連續(xù)的，如果通過數(shù)據(jù)運(yùn)算指令間接賦值存儲空間，這將需要兩個存儲空間，但是PID指令只為一個要賦值的變量提供一個存儲空間，這會導(dǎo)致存儲空間的重疊使用，從而導(dǎo)致亂碼。因此，為了系統(tǒng)的正常運(yùn)行，可以盡量使PID指令的各個賦值變量為整數(shù)。 由于PID指令為外部設(shè)

26、備指令，不連接PLC，僅使用軟件模擬的情況下不支持。因此，要觀察PID指令的效果，應(yīng)連接PLC進(jìn)行仿真。5.3系統(tǒng)仿真系統(tǒng)仿真的方法是：將FX2N-64MR、A/D模塊、D/A模塊與PC相連，（A/D模塊的輸入部分用兩個電位器代替）。打開程序，將程序放入PLC，按F3打開監(jiān)控狀態(tài)。然后打開GT Simulator 2（觸摸屏模擬軟件），在這個軟件中打開之前設(shè)計的觸摸屏設(shè)計（可樂原液稀釋控制系統(tǒng)）。點擊各個觸摸按鍵，看能否實現(xiàn)相應(yīng)的功能，在PLC中實現(xiàn)相應(yīng)的動作。由于該軟件之前只是在PC上模擬，所以只需要同時打開GX Simulator 6.0和GT Simulator 2即可。此時的連接方式是

27、GX 模擬器。將程序放入PLC時，必須將選項中的連接方式改為CPU，否則觸摸屏上的按鍵無效，無法控制PLC的相應(yīng)動作。通過更改此設(shè)置，可以順利模擬程序。六，結(jié)論本課題主要研究可樂原液的稀釋控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以基于PLC的PID調(diào)節(jié)為控制核心，采用觸摸屏顯示測得的混合料溫度和流量以及電動調(diào)節(jié)閥的開度。該系統(tǒng)為負(fù)反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)，涉及的部件很少，只有兩個電磁閥、一個電動控制閥、一個溫度變送器和一個流量變送器。其主要核心是PID控制。系統(tǒng)主要利用實際溫度與設(shè)定溫度的溫差作為PID控制的輸入信號，再通過PID的輸出控制電動調(diào)節(jié)閥的開度，從而改變熱水的流量達(dá)到效果控制混合液的溫度。因此，本課題最大的問題是

28、確定PID控制參數(shù)。由于控制對象的傳遞函數(shù)不能通過具體的數(shù)學(xué)關(guān)系得到，也沒有具體的物理對象來得到相關(guān)的傳遞函數(shù)，只能通過大量的相關(guān)資料才能找到。找一個類似的系統(tǒng)，在MATLAB軟件的SIMULINK環(huán)境下使用臨界振蕩法得到PID控制的參數(shù)，然后不斷地調(diào)整參數(shù)，直到確定出一組理想的PID控制參數(shù)。然后我們用不同的傳遞函數(shù)來檢驗這組控制參數(shù)的通用性。由于一開始在確定PID參數(shù)的過程中并沒有真正了解一些具體的實際過程，所以困惑了半天，咨詢了很多人，浪費(fèi)了很多時間和人力。但最終，在老師和同學(xué)們的悉心關(guān)注下，我找到了正確的方向，基本按要求完成了這門課。單詞經(jīng)過幾個月的研究資料、整理資料、寫論文，今天終于

29、可以順利完成論文的結(jié)語了。想了半天，想寫這一段，說明是時候畢業(yè)答辯了。時光荏苒，四年的努力和付出，伴隨著論文的完成，終于讓我的大學(xué)生活畫上了一個完美的句號。論文的完成，讓人感慨的太多了，首先要感謝海表老師，因為這個畢業(yè)設(shè)計是在海表老師的悉心指導(dǎo)下完成的。海表老師深厚的專業(yè)知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、卓越的工作作風(fēng)、孜孜不倦的教學(xué)和高尚的師德、嚴(yán)格的自律、包容的崇高作風(fēng)、樸實平易的人格魅力對我影響深遠(yuǎn)。海表老師指導(dǎo)了我畢業(yè)設(shè)計的方向和結(jié)構(gòu)，逐字復(fù)習(xí)了這篇論文的初稿，指出了錯誤，給了我思考的方向。他有說服力的教學(xué)和不拘一格的思想給了我無窮的靈感，他嚴(yán)謹(jǐn)、一絲不茍、一絲不茍的作風(fēng)永遠(yuǎn)是我工作和學(xué)習(xí)的榜樣。海表老師要指導(dǎo)很多學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計。除了現(xiàn)有的教學(xué)任務(wù)，工作量可想而知。在論文之外，我學(xué)會了做學(xué)術(shù)的態(tài)度。論文的順利完成也離不開其他老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。在整個畢業(yè)設(shè)計中，各位老師、同學(xué)、朋友都積極幫我查資料，提出有利于畢業(yè)設(shè)計實踐方向的建議和意見。在他們的幫助下，設(shè)計得到了不斷的改進(jìn)，最終幫助我寫出了完整的整篇論文。此外，我要感謝所有在大學(xué)期間傳授我知識的老師。是您的悉心教導(dǎo)，讓我掌