2。3  S7-200的编程语言 5

2。4  本章小结 6

3  PID控制算法的了解与应用 8

3。1  PID控制原理 8

3。2  PID控制在S7-200中的实现 9

3。3  本章小结 12

4  CS4000过程控制系统实验装置 13

4。1  CS4000的简要介绍 13

4。2  CS4000的主要构成 13

4。3  本章小结 16

5  水箱模拟锅炉液位控制实验 18

5。1  一阶单容水箱液位特性测试 18

5。2  二阶双容水箱液位特性测试 18

5。3  一阶单容水箱液位PID控制 20

5。4  二阶双容水箱液位PID控制 31

5。5  二阶双容水箱液位串级控制 33

5。6  本章小结 37

结  论 38

致  谢 39

参 考 文 献 40

附录A  CPU222性能指标 42

附录B  EM235技术指标 43

1  绪论

1。1  课题研究背景和意义

自动控制技术是利用控制装置使机器、设备等被控对象的被控量在无人直接参与的条件下按照预定规律自动运行[1]。它通过一些微电子技术产物将过程量数字化，以实现简单快速灵活的工业控制，因此正在逐步地取代复杂的继电器控制系统，成为现代工业控制的主流。最近的一二十年以来，先进的控制理论与计算机技术并驾齐驱，得到了迅猛的发展，计算机等硬件设施的性能在以超乎线性的比例迅速增强，而出于同行之间的竞争利益，计算机的价格却在降低，从上世纪的五位数字价格到如今的人人的普及，有了极大的亲民性[2]。借此，许多西方发达国家都纷纷将计算机技术领域运用到了锅炉的控制当中，以相对低廉的成本完成锅炉控制这一工业生产所必要的环节，因此锅炉控制计算机系统即应运而生。当前国内多数地区的锅炉控制系统几乎都是采用了分布式控制系统DCS（Distributed Control System）[3]。

PLC全称叫作可编程逻辑控制器，是一种基于计算机技术的工业控制装置。许多年以来，PLC从其产生至今，实现了从接线逻辑到存储逻辑的飞跃，朝着小型化以及大型化发展，功能越来越强大。批量生产控制器、过程控制器、分散控制系统、加工单元控制器及其它种种装置和系统所具备的种种功能，成为工业控制领域的主流地控制设备之一，在各行各业中发挥着巨大而不可忽视的作用[4]。而在现代的控制系统中大多数的中小型控制系统将S7-200 PLC作为控制核心，结合电动阀、传感器等输入输出装置对普通的控制系统进行了一定的改造，提高了系统的自动化水平[5]。

PID是Proportional（比例）、Integral（积分）、Differential（微分）三者的缩写。PID控制器通过利用设定值与反馈值之间偏差的比例、积分、微分的线性关系计算得出控制量，从而对被控对象进行控制。PID具有算法简单、鲁棒性和可靠性高等优点[6]。因此PID在工业自动化控制领域中有着广泛的应用。