S7系列PLC电气控制设计与应用第2讲 基于S7-200的恒液位控制系统

浙江工商职业技术学院 李方园

1 前言

图1所示为调节阀外观，该调节阀能够接收0～10V信号来进行开度调节，其中10V代表100%开度，0V表示0%开度。由于容器液体的排放具有不确定性，因此，水位传感器检测过来的信号始终处于变化中。现在要求能保证无论是怎样的扰动，容器的液位始终能保持一个恒定的位置。

2 S7-200实现PID控制的基础

西门子S7-200 PLC具有标准的PID回路指令来实现各种温度控制。PID回路（PID）指令根据表格(TBL)中的输入和配置信息对引用LOOP执行PID回路计算（如表1所示）。同时，逻辑堆栈（TOS）顶值必须是“打开”（使能位）状态，才能启用PID计算。

图1 调节阀

表1 PID回路指令操作数

S7-200程序中可使用八条PID指令，如果两条或多条PID指令使用相同的回路号码（即使它们的表格地址不同），PID计算会互相干扰，结果难以预料。因此，必须在程序设计之初为每一个PID控制指定不同的回路号。

LOOP回路表存储用于控制和监控回路运算的参数，包括程序变量、设置点、输出、增益、采样时间、整数时间（重设）、导出时间（速率）等数值。PID指令框中输入的表格（TBL）起始地址为回路表分配80个字节（具体参考西门子S7编程手册）。

3 S7-200的硬件接线

恒液位控制的难点在于程序，而硬件接线相对简单，如图2所示，采用EM235模块做为模拟量输入和模拟量输出。根据原理图可以知道，液位信号为AIW0，而调节阀输出信号为AQW0，I0.0为手动/自动切换(自锁按钮)。

图2 液位PID控制硬件接线

4 软件程序与调试

恒液位控制的软件可以通过PID向导建立（图3所示），但是PID程序完成后，并不是万事大吉，而是需要进行调试。

图3 进入PID向导

图4 PID调节控制面板

图5 所示为高级PID自动调节参数。

图5 高级PID自动调节参数

5 结束语

在恒液位控制系统中，可能有必要仅采用一种或两种回路控制方法。例如，可能只要求比例控制或比例和积分控制。这时可以通过设置常数参数值对所需的回路控制类型进行选择。

[1] 李方园. 自动化综合实训教程[M].北京：科学出版社，2011.

[2] 李方园. 零起点学西门子S7-200 PLC[M].北京：机械工业出版社，2012.