论文总字数：18192字

摘 要

过程控制是一种及时性的控制方法，通过PC、PLC等硬件端对实时的信号（如温度、液位等）进行采集，之后选择合适的有效的过程控制方法对数据进行调控，从而在保证工业生产稳定性的同时提高控制效果与工作效率。它能够保证生产过程稳定，防止发生事故；保证产品质量；节约原料、能源消耗，降低成本；提高生产的效率，并使得设备潜力得到充分发挥与利用；减轻劳动强度，改善劳动条件。

过程控制的方法和形式多种多样，可以依靠的硬件也很多样，而工业生产中，我们所追求的不外乎可靠性与简单便利，PLC在经过几十年的发展后，以它出众优秀的抗干扰性，获得了许多工业过程控制现场的青睐！

本文主要是基于西门子S7200PLC的过程控制教研装置的研制，主要应用PID算法对各种过程量进行控制与数据处理。用LAD梯形图实现了一般性的浮点计算简易原件PID为中心的整体程序设计，实现类似液位、温度等过程量的控制系统的设计。

同时介绍了新版STEP7软件自带的PID子程序模块的PID程序向导的使用方式，利用程序错提供的功能图，实现PID参数的整定，并将它与之前的梯形图大程序数据进行对比，充分学习PID算法

关键词：PLC S7-200 PID 过程控制

research and development of process control teaching device based on siemens s7-200

Abstract

Process control is also called real-time control, computer timely collect inspection data, according to the optimal value quickly to control the object of automatic control and automatic adjustment of the control method, such as CNC machine tools and production line control. It can guarantee the stability of the production process, to prevent the occurrence of accidents; to ensure the quality of products; saving raw materials and energy consumption, and reduce its cost. Improve production efficiency, fully play and use the potential of equipment; reduce labor intensity, improve working conditions.

Process control methods and forms of a variety of PLC and high reliability, anti-interference ability, but also easy to learn to use, so the use of PLC control is a superior control method.

This paper is mainly based on the development of SIEMENS S7200PLC process control research equipment, the main application of the PID algorithm for a variety of process control and data processing. Using LAD ladder diagram to achieve the general floating point calculation simple original PID as the center of the overall program design, to achieve a similar level, temperature and other process control system design.

It also introduces the comes with a new version of the STEP7 software PID subroutine modules PID wizard is used and the function provided by the use of the wrong program to achieve PID parameters tuning, and will it and before the ladder chart program data are compared, full of learning PID algorithm.

KEYWORDS: PLC, S7-200, PID, Process Control.

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 课题研究背景 1

1.1.1 过程控制 1

1.1.2 可编程控制器（PLC） 1

1.2 本文的研究内容 2

第2章 PLC的发展与组成 3

2.1 可编程控制器的产生 3

2.2 PLC的分类与组成 4

第3章 硬件配置和软件环境 6

3.1 实验配置（硬件） 6

3.1.1 西门子S7-200 6

3.2 软件及编译方法 8

3.2.1 STEP 7 Micro/WIN32软件介绍 8

3.2.2 LAD 编辑器 9

第4章 控制算法描述 11

4.1 PWM技术 11

4.2 PID控制法 11

4.2.1 PID算法详解 12

4.2.2 PID在PLC中的回路指令 13

4.2.3 PID参数整定 14

第5章 程序设计 16

5.1 方案设计思路 16

5.2 内存地址分配与PID指令回路表 17

5.2.1 内存地址分配
 17

5.3 S7-200程序设计梯形图 18

5.3.1 初次上电 18

5.3.2 开始与停止运行的过程 19

5.3.3 子程序 20

5.3.4 中断程序，PID的计算 21

第6章 PID 向导 23

6.1 PID编程向导使用步骤与说明 23

6.2 PID程序参数的自整定 31

6.2.1 PID 调控面板 31

第7章 总结与展望 33

参考文献 34

致谢 35

绪论

课题研究背景

过程控制

在工业生产中，液位、流量、成分、温度、压力、等工艺参数都被我们称为过程量，而以他们作为被控变量的自动控制方法，就是过程控制技术。过程控制是一种及时性的控制方法，通过PC、PLC等硬件端对实时的信号（如温度、液位等）进行采集，之后选择合适的有效的过程控制方法对数据进行调控，从而在保证工业生产稳定性的同时提高控制效果与工作效率。

过程控制的主要作用是：保证生产过程稳定，防止发生事故；保证产品质量；节约原料、能源消耗，降低成本；提高效率，并提高设备的利用率；减轻劳动强度，改善劳动条件。

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