鍋爐內(nèi)膽靜態(tài)水溫PID控制

沈陽理工大學課程設計緒論

采用WinCC組態(tài)技術(shù)設計多機聯(lián)網(wǎng)運行的實時監(jiān)控系統(tǒng)，核心思想是通過計算機超強的處理能力，以軟件實現(xiàn)實際生產(chǎn)過程變化，把傳統(tǒng)控制中進行人工操作或數(shù)據(jù)分析與處理、數(shù)據(jù)輸出與表達的硬件，利用方便的PC機軟硬件代替。

建立WinCC組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。首先啟動WinCC，建立一個單用戶項目——添加通訊驅(qū)動程序——選擇通道單元——輸入邏輯連接名，確定與S7—300端口的通訊連接。然后在驅(qū)動程序連接下建立結(jié)構(gòu)類型和元素，給過程變量分配一個在PLC中的對應地址（地址類型與通訊對象相關(guān)），給除二進制變量外的過程變量和內(nèi)部變量設定上限值和下限值（當過程值超出上限值和下限值的范圍時，數(shù)值將變?yōu)榛疑?，并且不可以再對其進行任何處理）。

接著創(chuàng)建和編輯主導航畫面、單臺空壓機組態(tài)畫面、遠程監(jiān)控畫面、分析診斷畫面、數(shù)據(jù)歸檔畫面、報警顯示畫面、報警在線限制值畫面、報表打印畫面、用戶登錄方式畫面等。對畫面中添加的按鈕、窗口和靜態(tài)文本等，進行組態(tài)變量連接、狀態(tài)顯示設置等等。

再對遠程控制畫面中的啟動/停止按鈕進行變量連接，設置手動控制和自動控制兩種方式，并且手動控制為高級控制方式。通過設置隨變量值的變化范圍而改變顏色的比功率棒圖進行故障診斷分析；通過對過程值的歸檔，建立歷史和當前的表格與曲線兩種狀態(tài)的監(jiān)控界面；利用報警和報表打印等，實現(xiàn)信息上報、及時反饋的功能，實現(xiàn)最佳的生產(chǎn)狀態(tài)監(jiān)測控制。還可通過用戶管理權(quán)限的設置，為不同級別的用戶設置權(quán)限和等待空閑時間，以更好地安全防護。4WINCC組態(tài)軟件4.1WINCC概述WINCC指的是WindowsControlCenter，它是在生產(chǎn)和過程自動化中解決可視化和控制任務的監(jiān)控系統(tǒng)，它提供了適用于工業(yè)的圖形顯示、消息、歸檔以及報表的功能模板。高性能的功能耦合、快速的畫面更新以及可靠的數(shù)據(jù)交換使其具有高度的實用性。WINCC是基于WindowsNT32位操作系統(tǒng)的，在WindowsNT或Windows2000標準環(huán)境中，WINCC具有控制自動化過程的強大功能，它是基于個人計算機，同時具有極高性價比的操作監(jiān)視系統(tǒng)。WINCC的顯著特性就是全面開放，它很容易結(jié)合用戶的下位機程序建立人機界面，精確的滿足控制系統(tǒng)的要求。不僅如此，WINCC還建立了像DDE、OLE等在Windonws程序間交換數(shù)據(jù)的標準接口，因此能毫無困難的集成ActiveX控制和OPC服務器、客戶端功能。WINCC軟件是基于多語言設計的，這意味著可以在中文、德語、英語等眾多語言之間進行選擇。4.2WINCC的通訊連接和畫面組態(tài)方法WINCC的通訊連接是組態(tài)上位機監(jiān)控界面的第一步。在WINCC的變量管理器里添加新的驅(qū)動程序之后，你就會看到WINCC有很多種通訊連接方式，根據(jù)你的通訊硬件配置選取正確的通訊連接方式。WINCC比較常用的的通訊方式有MPI、PROFIBUS和工業(yè)以態(tài)網(wǎng)，本系統(tǒng)在上位監(jiān)控機和控制器之間采用工業(yè)以太網(wǎng)方式通訊，在控制器和現(xiàn)場裝置之間采用PROFIBUS方式通訊。PROFIBUS（過程現(xiàn)場總線）和工業(yè)以太網(wǎng)都是一種用于單元級和現(xiàn)場級的子網(wǎng)。PROFIBUS用于在少數(shù)幾個通訊伙伴之間傳送少量數(shù)據(jù)或中等數(shù)量的數(shù)據(jù)，通過DP（分散設備）協(xié)議，PROFIBUS可與智能型現(xiàn)場設備通訊，這種通訊類型具有快速、周期性傳送數(shù)據(jù)的特點。工業(yè)以太網(wǎng)用于許多站之間長距離、大數(shù)據(jù)量的傳送。下面詳述在WINCC中建立和PLC通訊連接所必須的組態(tài)步驟。4.3通訊驅(qū)動程序WINCC中的通訊通過使用各種通訊驅(qū)動程序來完成，對于不同總線系統(tǒng)上不同PLC的連接，會有相應的通訊驅(qū)動程序可用。將通訊驅(qū)動程序添加到WINCC資源管理器內(nèi)的變量管理器中。具體做法是鼠標右鍵單擊變量管理器，從彈出式菜單中選擇“添加新驅(qū)動程序”來完成該添加過程。該動作將在對話框內(nèi)顯示圖4.1添加訊驅(qū)動程序界面計算機上安裝的所有通訊驅(qū)動程序。通訊驅(qū)動程序是具有.chn擴展名的文件，計算機上安裝的通訊驅(qū)動程序位于WINCC安裝文件夾的BIN子文件夾內(nèi)，每個通訊驅(qū)動程序只能被添加到變量管理器中一次，添加通訊驅(qū)動程序的界面如圖4-1所示。將通訊驅(qū)動程序添加到WINCC項目中之后，就會在WINCC資源管理器中列出在變量管理器下與內(nèi)部變量相鄰的子條目。4.4通道單元變量管理器中的通訊驅(qū)動程序條目包含一些子條目，這就是通常所說的通訊驅(qū)動程序的通道單元，每個通道單元構(gòu)成一個確定的從屬硬件驅(qū)動程序,PC通訊模塊的接口必須對通道單元尋址的通訊模塊進行定義。在系統(tǒng)參數(shù)對話框中定義通訊模塊。通過右鍵單擊相應的通訊連接條目，從彈出式菜單中選擇“系統(tǒng)參數(shù)”來打開對話框，其操作如圖1.2所示。圖4.2設置系統(tǒng)參數(shù)通常，在此處打開的對話框中指定通道單元使用的模塊，少數(shù)情況下，可能需要指定附加的通訊參數(shù)。4.5WINCC變量要獲得PLC中的某個數(shù)據(jù)，必須組態(tài)WINCC變量，相對于沒有過程驅(qū)動程序連接的內(nèi)部變量，我們稱這些變量為外部變量。要創(chuàng)建新的WINCC變量，可通過右鍵單擊相應的條目，從彈出式菜單中選擇“新建變量”。在WINCC變量屬性對話框中，可以定義不同的變量屬性，其操作界面如圖1.3所示。圖4.3新建變量在WINCC中建立了通訊連接和WINCC變量之后，接下來重要的一步就是畫面組態(tài)了。用鼠標左鍵單擊WINCC變量管理器窗口中的“圖形編輯器”條目，再在右邊窗口空白處右鍵單擊，選擇“新建畫面”條目，右邊窗口就會出現(xiàn)新建的畫面，鼠標左鍵雙擊，進入圖形編輯器。圖形編輯器具有如下特點：帶有工具和圖形選項板的用戶界面；具有組態(tài)好的集成對象和圖庫；開放的圖形導入方式；可動態(tài)提示畫面組態(tài)；通過腳本組態(tài)可鏈接附加的函數(shù)；可以與創(chuàng)建的圖形對象鏈接。在圖形編輯器中組態(tài)好畫面，并把畫面中的對象和WINCC變量相連接，保存組態(tài)好的畫面，進入WINCC資源管理器，點擊即可進入運行環(huán)境。

5系統(tǒng)總體方案分析5.1被控對象分析鍋爐內(nèi)膽水為動態(tài)循環(huán)水，變頻器、磁力泵與鍋爐內(nèi)膽組成鍋爐內(nèi)膽溫度測試系統(tǒng)。如圖2.1所示：圖5.1鍋爐內(nèi)膽溫度測試系統(tǒng)本實驗采用MACS系統(tǒng)組態(tài)軟件進行，由于自動控制的時候考慮到機械及機器會出現(xiàn)故障，設置的調(diào)節(jié)閥可在及其出現(xiàn)故障時，非自動的情況下，手動進行調(diào)節(jié)開度，是鍋爐內(nèi)膽保持給定值，運用在大型生產(chǎn)過程中采用手動和自動模式替換操作達到整個生產(chǎn)的能耗最低，效益最大化。被控變量為鍋爐內(nèi)膽水溫，要求鍋爐內(nèi)膽水溫等于給定值。實驗前先通過變頻器、磁力泵支路給鍋爐內(nèi)膽打滿水，然后關(guān)閉鍋爐內(nèi)膽的進水閥門。待系統(tǒng)運行后，變頻器－磁力泵再以固定的小流量使鍋爐內(nèi)膽的水處于循環(huán)狀態(tài)。在內(nèi)膽水為靜態(tài)時，由于沒有循環(huán)水進行熱交換，而三相電加熱管功率為4.5KW，從使內(nèi)膽水溫上升相對快速，散熱過程又比較緩慢，而且調(diào)節(jié)的效果受對象特性和環(huán)境的限制，導致系統(tǒng)的動態(tài)性能較差，即超調(diào)大，調(diào)節(jié)時間長。改變?yōu)檠h(huán)水系統(tǒng)后，有利于熱交換，加快了散熱能力，相比于靜態(tài)溫度控制實驗，在控制的動態(tài)精度、快速性方面有了很大地提高。系統(tǒng)采用的調(diào)節(jié)器為工業(yè)上常用AI智能調(diào)節(jié)儀。圖2為鍋爐內(nèi)膽動態(tài)水溫控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。因可控硅調(diào)壓模塊是通過輸入信號使電源電壓變化，實驗前，先用萬用表測可控硅模塊輸入端的電壓，再測輸出端的電壓看是否變化。當給鍋爐加熱時，應使輸出端電壓為60V左右，而一旦超過設定值，可控硅的輸出電壓為最小。這樣，電加熱管停止加熱，使溫度超過設定值不會太高便于散熱。本項目的任務就是設計一套方案，使鍋爐內(nèi)膽的水溫保持在設定值。圖5.2鍋爐內(nèi)膽動態(tài)水溫控制系統(tǒng)的方框圖5.2工程描述1．工程名稱：GLND2．硬件配置：1）這是個簡單的工程因此點比較少，所以操作員站OPS只需要一個，兼任工程師站，服務器SVR：采用單機結(jié)構(gòu)；2）現(xiàn)場控制站FCS：1個；3）鍋爐內(nèi)膽水溫定值控制系統(tǒng)需要一個輸入測量信號，一個輸出控制信號。因此需要一個模擬量熱電阻輸入模塊FM143A和一個模擬量輸出模塊FM151。現(xiàn)場IO模塊數(shù)量及地址分配如表3.1所示；4）以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)：上層管理監(jiān)控網(wǎng)和系統(tǒng)網(wǎng)公用，網(wǎng)段為128、129。表3.1IO模塊FM143AFM151數(shù)量11地址343．功能要求：1）服務器算法：建立“服務器負荷率”計算方案頁；2）控制器策略：采用CFC語言，實現(xiàn)鍋爐內(nèi)膽水溫定值控制功能。6系統(tǒng)組態(tài)分析6.1建立工程在數(shù)據(jù)庫總控里建立一個工程名：GLND；將該工程分配到1號組0號域。6.2編輯數(shù)據(jù)庫鍋爐內(nèi)膽水溫定值控制系統(tǒng)需要一個輸入測量信號，一個輸出控制信號。因此需要一個模擬量熱電阻輸入模塊FM143A和一個模擬量輸出模塊FM151。FM143A的通道1采集鍋爐內(nèi)膽溫度TT1，控制輸出信號由模擬量輸出模塊FM151的通道3送出，去控制調(diào)壓模塊輸出AO2，通過改變電動調(diào)節(jié)閥的開度AO0，用來施加階躍干擾作用。另外，必須在數(shù)據(jù)庫總控里編輯數(shù)據(jù)庫時，在“AM”類型數(shù)據(jù)庫里添加“FUHE00”中間量點，并且“FUHE00”點在數(shù)據(jù)庫里站號為“0”。表3.4記錄序號1點名FUHE00點說明服務器負荷率站號046.3設備組態(tài)圖6.1工程系統(tǒng)圖在設備組態(tài)時仍按照“標準工程”組態(tài)，由于該工程采用單以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，因此需要手動配置服務器前兩塊網(wǎng)卡和操作站兩塊網(wǎng)卡的IP地址。具體配置如下：1）服務器配4塊網(wǎng)卡：其中前兩塊為上層管理監(jiān)控網(wǎng)需要配置IP地址，需要手動配置IP。A網(wǎng)IP地址：128.0.0.1B網(wǎng)IP地址：129.0.0.1后兩塊網(wǎng)卡為系統(tǒng)網(wǎng)，系統(tǒng)網(wǎng)不必配置IP地址。2）50操作站配2塊網(wǎng)卡。需要手動配置IPA網(wǎng)IP地址：128.0.0.50B網(wǎng)IP地址：129.0.0.503）完成工程鍋爐內(nèi)膽水溫定值控制的設備組態(tài)。6.4服務器算法組態(tài)組態(tài)一個服務器算法頁，算法也的內(nèi)容為“服務器負荷率”計算，公式如圖6.2所示。圖6.2計算公式圖6.5控制器算法組態(tài)首先選擇工程“鍋爐內(nèi)膽水溫定值控制”的“10站”，完成PID模塊的導入hasac.lib，資源的建立，模塊的建立。1．創(chuàng)建POU在對象組織器中，選中POUs，新建一文件夾，重命名為“LHF”，然后選中文件夾，單擊鼠標右鍵，選中“添加”彈出創(chuàng)建POU窗口，POU命名為，新“S03_LOOP”POU類型選、“程序”、POU語言選“CFC”。2．聲明變量在資源——>全局變量中聲明變量。注意：一條聲明要寫在一行中。VAR_GLOBALSINGLE03:BOOL;PID04:HSPID:=(SP:=0,CP:=0.5,DL:=100,MC:=0,RM:=0,PT:=100,TI:=30,KD:=10,OT:=100,OB:=0,PK:=0,OM:=0,AD:=1,ME:=1,AE:=1,CE:=0,PU:=100,PD:=0);ENG_VAR3．編主程P_H_E();P_H_RTD();P_H_CT();P_H_TC();P_H_PI();GetSysInfo();GetDPDevState();IFSINGLE03THENS03_LOOP();END_IFP_E_H();4．編寫子程序子程序如圖5所示。圖55．編譯工程編寫好后選擇“工程》全部再編譯”，檢查是否有錯誤。直至編譯成功，保存工程，退出。6.6流程圖繪制1．繪制靜態(tài)圖形在工程“GLND”中，新建一個圖形文件，利用繪圖工具繪制鍋爐內(nèi)膽水溫定值控制系統(tǒng)的靜態(tài)圖形。2．設置文字動態(tài)特性1）單擊鍋爐內(nèi)膽溫度的文字特性XXX.X℃，右擊鼠標選擇動態(tài)特性。設置文字特性：在“文字”標簽中選擇“有文字特性”，點名為TT1，項名為AV，域號為0，其他選擇默認。2）單擊電動閥調(diào)節(jié)開度的文字特性XXX.X％，右擊鼠標選擇動態(tài)特性。設置文字特性：在“文字”標簽中選擇“有文字特性”，點名為AO0，項名為AV，域號為0，其他選擇默認。3．設置增減交互特性1）單擊電動調(diào)節(jié)閥控制的增減值特性“+”，右擊鼠標選擇交互特性，設置增減值特性：在“增減值”標簽中選擇“有增減值特性”，點名為AO0，項名為AV，域號為0，增量為0.5，其他默認選擇。2）單擊電動調(diào)節(jié)閥控制的增減值特性“-”，右擊鼠標選擇交互特性，設置增減值特性：在“增減值”標簽中選擇“有增減值特性”，點名為AO0，項名為AV，域號為0，增量為-0.5，其他默認選擇。4．設置推出窗口交互特性單擊鍋爐內(nèi)膽溫度的文字特性XXX.X℃，右擊鼠標選擇交互特性。設置交互特性：在“推出窗口”標簽中選擇“有推出窗口特性”，窗口類型為“PID窗口”，PID點名為“PID04”，域號為0，其他選擇默認。5．設置Tip顯示交互特性單擊鍋爐內(nèi)膽溫度的文字特性XXX.X℃，右擊鼠標選擇交互特性。設置交互特性：在“Tip顯示”標簽中選擇“有Tip顯示特性”，選擇“顯示固定字符串”，輸入顯示內(nèi)容“點擊可修改參數(shù)！”其他選擇默認。6．設置在線修改交互特性單擊電動閥調(diào)節(jié)開度的文字特性XXX.X％，右擊鼠標選擇動態(tài)特性。設置文字特性：“在在線修改數(shù)據(jù)庫點值”標簽中選擇“有在線修改特性”，點名為AO0，項名為AV，域號為0，其他選擇默認。7．保存文件將剛才繪制的鍋爐內(nèi)膽水溫定值控制系統(tǒng)流程圖保存，圖形文件名為GLND，圖形組態(tài)完畢。第7章控制系統(tǒng)的軟件設計7.1

PLC的硬件組態(tài)控制程序設計

PLC的硬件組態(tài)。STEP7是西門子公司針對S7系列PLC所開發(fā)的一款編程軟件，可以通過MPI接口實現(xiàn)PC和PLC之間的通訊，并在PC上對PLC下載和上載程序。進行組態(tài)，組態(tài)結(jié)束后，在CPU為‘STOP’模式下點擊，將PLC的硬件組態(tài)下載到PLC中。

組態(tài)結(jié)果如圖4.1所示。圖7.1

硬件組態(tài)結(jié)果7.2

PLC的控制程序設計

(1)在“Blocks”中添加所需編程模塊，進行編程。設計中主要用到的編程模塊為FB4。具體添加的模塊見圖4.2所示。圖7.2程序所建立的模塊(2)創(chuàng)建“符號表”。如圖4.1、圖4.2所示，其中用符號“AI1”定義為‘鍋爐水溫信號’的采樣通道,在模擬量輸入模塊中的地址為‘IW2’;“AI3”定義為‘夾套水溫信號’的采樣通道,在模擬量輸入模塊中的地址為‘IW4’;“AQ1”定義為‘電加熱控制信號’的輸出通道,在模擬量輸出模塊中的地址為‘QW16’。其余為創(chuàng)建模塊后系統(tǒng)自動生成的。圖7.3符號表之一圖7.4

符號表之二(3)PLC編程。使用STEP7編程軟件中的LAD形式(即梯形圖形式)編程?！翊蜷_組織塊OB35，在OB35中編寫‘鍋爐內(nèi)膽靜態(tài)水溫PID控制’梯形圖(如圖也是本課題中主要涉及的程序;●編好程序后，鼠標點擊將各個塊的程序下載到PLC中;

●將PLC置于RUN模式，運行程序。8系統(tǒng)調(diào)試8.1電源連接三項電源輸出端U、V、W對應連接到三相SCR移相調(diào)壓裝置的三相電源輸入端U、V、W端；三相SCR移相調(diào)壓裝置的三相調(diào)壓輸出端U0、V0、W0接至三相電加熱管輸入端U0、V0、W0；三相電源輸出端U、V、W對應連接三相磁力泵（~380V）的輸入端U、V、W；電動調(diào)節(jié)閥~220V輸入端L、N接至單相電源III的3L、3N端。將控制屏上的直流24V電源（+、－）端對應接到FM模塊電源輸入（+、－）端。8.2測試步驟1．按上述要求連接完實驗系統(tǒng)，打開圖1對象相應的水路（打開閥F1-1、F1-2、F1-5、F1-13，其余閥門關(guān)閉）；2．用電纜線將對象和DCS控制臺連接起來；3．用電動閥支路給鍋爐內(nèi)膽和夾套均打滿水，待實驗投入運行之后，用電動閥支路以固定的小流量給鍋爐內(nèi)膽打循環(huán)水冷卻；4．合上DCS控制屏電源，啟動服務器和主控單元；5．在工程師站的組態(tài)中選擇該工程進行編譯下裝；6．啟動操作員站，選擇運行界面中的實驗；7．啟動對象總電源，并合上相關(guān)電源開關(guān)（三相電源、單相III），開始實驗（如果是控制柜，打開三相電源總開關(guān)、三相電源、單相開關(guān)，并同時打開三相調(diào)壓模塊和三相磁力泵電源開關(guān)、電動調(diào)節(jié)閥電源開關(guān)控制站電源開關(guān)）；8．手動操作調(diào)節(jié)器的輸出，并根據(jù)對象的階躍響應曲線求得對象的K、T和τ值，確定PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)σ和TI，并整定之。在流程圖的溫度測量值上點擊左鍵，彈出PID窗口，進行相應參數(shù)的設置；由于熱電偶溫度升得快降得慢所以靜態(tài)控制跟動態(tài)控制的效果是不一樣的，動態(tài)控制比靜態(tài)控制的升溫過程稍慢，降溫過程稍快。無論操作者采用靜態(tài)控制或者動態(tài)控制，本實驗的上位監(jiān)控界面操作都是一樣的。本系統(tǒng)主要涉及兩路信號，一路是現(xiàn)場測量信號鍋爐內(nèi)膽溫度，另外一路是控制移項調(diào)壓模塊輸出的控制信號。1）接通控制系統(tǒng)電源，打開用作上位監(jiān)控的PC機，進入后的控制系統(tǒng)主界面。2）在實驗主界面中選擇本實驗項即“鍋爐內(nèi)膽水溫PID控制實驗”，系統(tǒng)進入正常的測試狀態(tài)，呈現(xiàn)的實驗界面如圖7所示。圖7：控制系統(tǒng)界面3）在上位機監(jiān)控界面中點擊“手動”，并將輸出值設置為一個合適的值，此操作既可拉動輸出值旁邊的滾動條，也可直接在輸出值顯示框中輸入。4）合上三相電源空氣開關(guān)，三相電加熱管通電加熱，適當增加/減少輸出量，使鍋爐內(nèi)膽的水溫穩(wěn)定于設定值。5）按本章第一節(jié)中的經(jīng)驗法或動態(tài)特性參數(shù)法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)，選擇PID控制規(guī)律，并按整定后的PID參數(shù)進行調(diào)節(jié)器參數(shù)設置。6）待鍋爐內(nèi)膽水溫穩(wěn)定于給定值時，將調(diào)節(jié)器切換到“自動”狀態(tài)，待水溫穩(wěn)定后，突增(或突減)設定值的大小，使其有一個正（或負）階躍增量的變化（即階躍干擾，此增量不宜過大，一般為設定值的5％～15%為宜），鍋爐內(nèi)膽的水溫便離開原平衡狀態(tài)，經(jīng)過一段調(diào)節(jié)時間后，水溫穩(wěn)定至新的設定值。點擊實驗界面下邊的切換按鈕，觀察實時曲線、歷史曲線、數(shù)據(jù)報表所記錄的設定值、輸出值，內(nèi)膽水溫的響應過程曲線將如圖8所示。圖8內(nèi)膽水溫的響應過程曲線適當改變控制器的PID參數(shù)，重復步驟6，觀察計算機記錄不同參數(shù)時系統(tǒng)的曲線。通過反復多次調(diào)節(jié)PI的參數(shù)，使系統(tǒng)具有較滿意的動態(tài)性能指示。在實驗中可點擊窗口中的“趨勢”下拉菜單中的“綜合趨勢”，可查看相應的實驗曲線。本實驗以鍋爐內(nèi)膽作為被控對象，內(nèi)膽的水溫為系統(tǒng)的被控制量。本實驗要求鍋爐內(nèi)膽的水溫穩(wěn)定至給定量，將鉑電阻TT1檢測到的鍋爐內(nèi)膽溫度信號作為反饋信號，在與給定量比較后的差值通過調(diào)節(jié)器控制三相調(diào)壓模塊的輸出電壓（即三相電加熱管的端電壓）以達到控制鍋爐內(nèi)膽，水溫的目的。在鍋爐內(nèi)膽水溫的定值控制系統(tǒng)中，其參數(shù)的整定方法與其它單回路控制系統(tǒng)一樣，但由于加熱過程容量時延較大，所以其控制過渡時間也較長，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器可選擇PD或PID控制。9實驗結(jié)果顯示控制系統(tǒng)采用P調(diào)節(jié)器時，實驗結(jié)果如圖9.1所示?？刂葡到y(tǒng)采用PD調(diào)節(jié)器時，實驗結(jié)果如圖9.2所示?？刂葡到y(tǒng)采用PI調(diào)節(jié)器時，實驗結(jié)果如圖9.3所示?？刂葡到y(tǒng)采用PID調(diào)節(jié)器時，實驗結(jié)果如圖9.4圖a、b所示。圖9.1采用P調(diào)節(jié)器時鍋爐內(nèi)膽靜態(tài)水溫效果圖圖9.2采用PD調(diào)節(jié)器時鍋爐內(nèi)膽靜態(tài)水溫效果圖圖9.3采用PI調(diào)節(jié)器時鍋爐內(nèi)膽靜態(tài)水溫效果圖圖a圖b圖9.4采用PID調(diào)節(jié)器時鍋爐內(nèi)總結(jié)1.通過8位帶隔離輸入通道的初步研究，以8051、ADC0809、PC機和一些相關(guān)接口建立起這樣一個基于單片機的數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)的硬件平臺，配合相應的軟件實現(xiàn)對多路模擬量的采集與傳輸，并對所采集的信號進行頻譜分析。信號調(diào)理的任務就是將被測對象的輸出信號變換成計算機要求的輸入信號。信號調(diào)理包括：阻抗匹配、放大電路、隔離電路、濾波等。信號放大電路是信號調(diào)理電路的核心，一般傳感器輸出的物理信號量幅值很小，需要通過放大調(diào)理電路來增加分辨率和敏感性，將輸入信號放大為A/D轉(zhuǎn)換所需要的電壓范圍，為了獲得盡可能高的精度，應將輸入信號放大至與ADC量程相當?shù)某潭?。信號隔離是指使用變壓器、光電耦合或電容耦合等方法在被測系統(tǒng)中與測試系統(tǒng)之間傳輸信號，避免直流的電流或電壓的物理連接的一種手段。（1）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)所監(jiān)測的設備可能會有高壓瞬變現(xiàn)象，足以使計算機與數(shù)據(jù)采集板損壞，隔離可使傳感器信號與計算機隔離開，使系統(tǒng)安全得到保障。（2）保證數(shù)據(jù)采集各個環(huán)節(jié)間不受地電位或共態(tài)電壓差異的影響，從而影響測試精度，這是因為在采集信號時，都需要以“地”為基準，如果在兩“地”之間存在電位差，就可能導致地環(huán)路產(chǎn)生，從而導致所采集的信號再現(xiàn)不準確，若這一電位差太大，可能危機測量系統(tǒng)的安全，利用隔離電路的信號模塊可以消除地環(huán)路，并保證準確的采集信號。模擬信號的隔離比數(shù)字信號的隔離難度大的多，成本高，常用的方法有：采用線性光耦或兩個特性幾乎完全接近的普通光耦用特殊的電路實現(xiàn)，另外，直接采用具有隔離作用的儀表放大器也行。2.鍋爐內(nèi)膽動態(tài)水溫定值控制這個實驗,水溫的升高主要靠鍋爐內(nèi)的電熱棒，水從水箱中抽出進入鍋爐內(nèi)膽，然后循環(huán)流動，要讓水溫始終保持在一定的溫度。開