第五章自動控制儀表

1、第五章第五章 自動控制儀表自動控制儀表(控制器控制器)第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 基本控制規(guī)律及其對系統(tǒng)過渡過程的影響基本控制規(guī)律及其對系統(tǒng)過渡過程的影響第三節(jié)第三節(jié) 模擬式控制器模擬式控制器第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字式控制器數(shù)字式控制器第五章第五章 自動控制儀表自動控制儀表(控制器控制器)第一節(jié)第一節(jié) 概述概述控制器在自動控制系統(tǒng)中將被控變量的測量值與給定值控制器在自動控制系統(tǒng)中將被控變量的測量值與給定值相比較相比較,產(chǎn)生一定的偏差產(chǎn)生一定的偏差,控制儀表根據(jù)該偏差進行一定控制儀表根據(jù)該偏差進行一定的的數(shù)學運算數(shù)學運算,并將運算結(jié)果以一定的信號形式送往執(zhí)行器并將運算結(jié)果以一定的信號形式送往執(zhí)

2、行器,以以實現(xiàn)對于被控變量的自動控制。實現(xiàn)對于被控變量的自動控制。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述控制儀表三個階段：控制儀表三個階段：1.基地式控制儀表基地式控制儀表:將控制儀表與檢測裝置、指示裝置組將控制儀表與檢測裝置、指示裝置組成一體成一體,同時具有檢測、控制與顯示的功能。同時具有檢測、控制與顯示的功能。結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單,價格低廉價格低廉,使用方便使用方便,但通用性差但通用性差,信號不易傳遞信號不易傳遞,僅用于簡單控制系統(tǒng)。僅用于簡單控制系統(tǒng)。2.單元組合式儀表中的控制單元單元組合式儀表中的控制單元:單元組合式儀表單元組合式儀表:儀表按功能不同分成若干單元儀表按功能不同分成若干單元(如變送單如變送單

3、元元. 控制單元控制單元.顯示單元等顯示單元等),每個單元只完成一種功能。各每個單元只完成一種功能。各個單元之間以統(tǒng)一標準信號聯(lián)系。個單元之間以統(tǒng)一標準信號聯(lián)系。控制單元接受測量值與給定值信號控制單元接受測量值與給定值信號,進行計算進行計算,給出偏差給出偏差,再根據(jù)偏差發(fā)出與之有一定關(guān)系的控制作用信號。再根據(jù)偏差發(fā)出與之有一定關(guān)系的控制作用信號。電動控制儀表分為電動控制儀表分為DDZ-型型,0-10mA信號信號; DDZ-型型,4-20mA信號。信號。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述3.以微處理器為基元的控制裝置以微處理器為基元的控制裝置:以微處理器為核心以微處理器為核心, 控制控制功能豐富功能豐富.操

4、作方便操作方便,易構(gòu)成各種復(fù)雜控制系統(tǒng)。易構(gòu)成各種復(fù)雜控制系統(tǒng)。有單回路數(shù)字控制器、集散控制裝置、可編程數(shù)字控制器有單回路數(shù)字控制器、集散控制裝置、可編程數(shù)字控制器(PLC)和微計算機系統(tǒng)等。和微計算機系統(tǒng)等。第二節(jié)第二節(jié) 基本控制規(guī)律及其對系統(tǒng)過渡過程的影響基本控制規(guī)律及其對系統(tǒng)過渡過程的影響控制規(guī)律控制規(guī)律: 控制器輸出信號與輸入信號之間的關(guān)系?？刂破鬏敵鲂盘柵c輸入信號之間的關(guān)系?？刂破鞯妮斎胄盘柨刂破鞯妮斎胄盘?給定值信號給定值信號x與測量信號與測量信號z的差值的差值,即偏差信號即偏差信號e=x-z?？刂破鞯妮敵鲂盘柨刂破鞯妮敵鲂盘?送往執(zhí)行器的信號送往執(zhí)行器的信號p。研究控制器的控制規(guī)

5、律研究控制器的控制規(guī)律:控制器和系統(tǒng)斷開控制器和系統(tǒng)斷開,在開環(huán)時單獨在開環(huán)時單獨研究控制器本身的特性。指研究控制器本身的特性。指p與與e之間的函數(shù)關(guān)系之間的函數(shù)關(guān)系,即即p=f(e)=f(x-z) 。研究。研究e為一階躍信號為一階躍信號, p隨時間變化規(guī)律。隨時間變化規(guī)律?？刂埔?guī)律的形式控制規(guī)律的形式:位式控制位式控制(雙位控制雙位控制).比例控制比例控制(P).積分積分控制控制(I).微分控制微分控制(D).比例積分控制比例積分控制(PI).比例微分控制比例微分控制(PD).比例積分微分控制比例積分微分控制(PID)。自動控制系統(tǒng)方塊圖自動控制系統(tǒng)方塊圖xez-控制器控制器控制閥控制閥對象

6、對象測量元件測量元件 變送器變送器干擾作用干擾作用 f被控變量被控變量y測量值測量值給定值給定值p偏差偏差操縱變量操縱變量q1.動作規(guī)律動作規(guī)律:當測量值當測量值z x (給定值給定值)時時,控制器的輸出控制器的輸出p為最為最大大(或最小或最小);當當z 0(或或e0)時時pmin e0)時時p=理想的雙位控制器其輸出與輸入偏差之間的關(guān)系：理想的雙位控制器其輸出與輸入偏差之間的關(guān)系：實例實例:利用電極式液位計來控制貯槽的液位利用電極式液位計來控制貯槽的液位,是采用雙位是采用雙位控制的液位控制系統(tǒng)?？刂频囊何豢刂葡到y(tǒng)。一、雙位控制一、雙位控制當當HHo時時,電極接觸流電極接觸流體體,J接通接通,

7、V全關(guān)全關(guān),流體不流體不再流入貯槽。再流入貯槽。電磁閥頻繁動作而易損壞。電磁閥頻繁動作而易損壞。具有中間區(qū)的雙位控制。具有中間區(qū)的雙位控制。4.雙位控制的特點雙位控制的特點結(jié)構(gòu)簡單結(jié)構(gòu)簡單.成本低成本低.易于實現(xiàn)易于實現(xiàn).應(yīng)用普遍。應(yīng)用普遍。偏差在中間區(qū)內(nèi)偏差在中間區(qū)內(nèi),控制機構(gòu)不動作?？刂茩C構(gòu)不動作。當當eemax時時,控制器輸出為最大控制器輸出為最大pmax,控制機構(gòu)打開控制機構(gòu)打開(或關(guān)或關(guān))；當當eemin時時,控制器輸出為最小控制器輸出為最小pmin,控制機構(gòu)關(guān)閉控制機構(gòu)關(guān)閉(或開或開) 。實際的雙位控制特性實際的雙位控制特性pminpmaxep開開關(guān)關(guān)emaxemin3.具有中間區(qū)

8、的雙位控制具有中間區(qū)的雙位控制一、雙位控制一、雙位控制被控量被控量(液位液位)在中間區(qū)內(nèi)隨時間在中間區(qū)內(nèi)隨時間變化的曲線是一個等幅振蕩變化的曲線是一個等幅振蕩,品質(zhì)品質(zhì)指標為振幅指標為振幅(yH-yL)和周期和周期(T)。閥門關(guān)閉閥門關(guān)閉閥門打開閥門打開e-杠桿左端的位移杠桿左端的位移,即液位的變化量即液位的變化量(偏差偏差)。p-杠桿右端的位移杠桿右端的位移,即閥桿的位移量。即閥桿的位移量。a,b-分別為兩端與杠桿支點的距離。分別為兩端與杠桿支點的距離。PbKapee1.比例控制規(guī)律比例控制規(guī)律二、比例控制二、比例控制 (P)Kp-放大倍數(shù)放大倍數(shù)(比例增益比例增益)。Kp可調(diào)可調(diào), Kp越

9、大越大,比例控制比例控制作用越強作用越強,是重要參數(shù)。是重要參數(shù)。一般用比例度一般用比例度表示比例表示比例控制的強弱?？刂频膹娙?。定義定義:控制器輸入的變化相對值與相應(yīng)的輸出變化相對值控制器輸入的變化相對值與相應(yīng)的輸出變化相對值之比的百分數(shù)。即之比的百分數(shù)。即 maxminmaxmin(/) 100%epxxpp 2.比例度比例度式中式中:e-控制器輸入變化量控制器輸入變化量,即偏差信號；即偏差信號； p-相應(yīng)輸出變化量相應(yīng)輸出變化量,即控制命令；即控制命令；(xmax-xmin )-輸入的最大變化量輸入的最大變化量,即儀表的量程；即儀表的量程；(pmax-pmin)-輸出的最大變化量輸出的最

10、大變化量,即控制器輸出的工作范圍。即控制器輸出的工作范圍。意義意義:使控制器的輸出變化滿刻度使控制器的輸出變化滿刻度(控制閥從全開到全關(guān)或控制閥從全開到全關(guān)或相反相反)時時,相應(yīng)的儀表測量值變化占儀表測量范圍相應(yīng)的儀表測量值變化占儀表測量范圍(全量程全量程)的百分數(shù)。使輸出變化滿刻度時的百分數(shù)。使輸出變化滿刻度時,輸入偏差變化對應(yīng)指示輸入偏差變化對應(yīng)指示刻度的百分數(shù)?？潭鹊陌俜謹?shù)。二、比例控制二、比例控制 (P)例如例如:DDZ-型型比例控制器比例控制器,其溫度刻度范圍為其溫度刻度范圍為400-800,控制器輸出工作范圍是控制器輸出工作范圍是0-10mA。當指示指針從。當指示指針從600移移到

11、到700時時,控制器相應(yīng)的輸出從控制器相應(yīng)的輸出從4mA到到9mA,比例度為比例度為:700-6009-4(/) 100%50%800400 100說明對于這臺控制器說明對于這臺控制器,溫度變化全量程的溫度變化全量程的50(相當于相當于 200),控制器的輸出能從最小變?yōu)樽畲罂刂破鞯妮敵瞿軓淖钚∽優(yōu)樽畲?在此區(qū)間內(nèi)在此區(qū)間內(nèi), e和和p是成比例的。是成比例的。二、比例控制二、比例控制 (P)比例度示意圖比例度示意圖:當比例度為當比例度為50%.100%.200%時時,只要偏差只要偏差e變化占儀表全量程的變化占儀表全量程的50%.100%.200%時時,控制器的輸出可控制器的輸出可由最小由最小p

12、min變?yōu)樽畲笞優(yōu)樽畲髉max。二、比例控制二、比例控制 (P)比例度比例度與放大倍數(shù)與放大倍數(shù)Kp的關(guān)系的關(guān)系:maxminPmaxmin1() 100%Kppxx maxminmaxmin(/) 100%epxxpp PbKapee比例度比例度與放大倍數(shù)與放大倍數(shù)Kp成反比。成反比。與與Kp都能表示控制器控制作用的都能表示控制器控制作用的 強弱。強弱。 Kp越大表示控制作用越強越大表示控制作用越強,而而越大表示控制作用越弱。越大表示控制作用越弱。二、比例控制二、比例控制 (P)余差余差:從比例控制系統(tǒng)可知液位從比例控制系統(tǒng)可知液位達到新的平衡比原穩(wěn)態(tài)值低達到新的平衡比原穩(wěn)態(tài)值低,存存在余差

13、在余差。為了減少。為了減少余差余差,增大增大KP,但系統(tǒng)穩(wěn)定性變差。但系統(tǒng)穩(wěn)定性變差。二、比例控制二、比例控制 (P)3.比例度比例度對系統(tǒng)過渡過程的影響對系統(tǒng)過渡過程的影響 大大(KP小小),過渡過程平穩(wěn)過渡過程平穩(wěn),但余差大。但余差大。小小(KP大大),過渡過程曲線是發(fā)散過渡過程曲線是發(fā)散振蕩。振蕩。臨界臨界:過渡過程出現(xiàn)等幅振蕩時過渡過程出現(xiàn)等幅振蕩時的比例度。的比例度。適當?shù)倪m當?shù)?過渡過程為衰減振蕩過渡過程為衰減振蕩,曲線平穩(wěn)曲線平穩(wěn),但余差不至于太大。但余差不至于太大。 特點特點:反應(yīng)快反應(yīng)快,控制及時控制及時。有輸入。有輸入e時時,輸出立即與它成正比輸出立即與它成正比地變化地變化

14、,偏差越大偏差越大,輸出控制作用越強。但輸出控制作用越強。但存在余差存在余差。有關(guān)說明：有關(guān)說明： 在控制規(guī)律中在控制規(guī)律中,比例作用是最基本比例作用是最基本.最重要最重要.應(yīng)用最普遍的應(yīng)用最普遍的, 它它能迅速地克服干擾的影響能迅速地克服干擾的影響,使系統(tǒng)很快穩(wěn)定使系統(tǒng)很快穩(wěn)定。 適用于擾動幅度較小、負荷變化不大、滯后較小或適用于擾動幅度較小、負荷變化不大、滯后較小或 控制要求不高的場合?？刂埔蟛桓叩膱龊?。 當比例控制的控制指標不能滿足工藝生產(chǎn)要求時當比例控制的控制指標不能滿足工藝生產(chǎn)要求時,才需才需 在比例控制的基礎(chǔ)上適當引入積分或微分控制作用。在比例控制的基礎(chǔ)上適當引入積分或微分控制作

15、用。二、比例控制二、比例控制 (P)如不允許存在余差時如不允許存在余差時,在比例控制的基礎(chǔ)上在比例控制的基礎(chǔ)上,加上能消除加上能消除余差的積分控制作用。余差的積分控制作用。1.積分控制規(guī)律積分控制規(guī)律 (I)定義定義:p與與e的積分成正比。即：的積分成正比。即：I1ddIpKetetTIApKt三、積分控制三、積分控制 (I)當當e為一階躍信號時為一階躍信號時,特點特點:積分作用可消除余差積分作用可消除余差。有。有e時時,p隨時間增大隨時間增大; e為零時為零時, p停止變化而停止變化而穩(wěn)定在某一值穩(wěn)定在某一值,則可達到無余差。則可達到無余差。積分控制作用不及時積分控制作用不及時。KI為積分速

16、度為積分速度, TI為積分時間。為積分時間。pIpI1+d+dpKe KetKeetTppIA+AKpKtTATI三、積分控制三、積分控制 (I)2.比例積分控制規(guī)律比例積分控制規(guī)律(PI)特點特點:控制及時控制及時,又能消除余差。又能消除余差。當當t=TI時時, p=2KPA,可確定可確定TI. KP值。值。當當e為一階躍信號時為一階躍信號時,三、積分控制三、積分控制 (I)3. TI對過渡過程的影響對過渡過程的影響TI越短越短, KI越大越大,積分作用越強積分作用越強;TI越長越長,積分作用越弱積分作用越弱。若若TI為為,無積分作用無積分作用,純比例控制。純比例控制。TI過大過大, 積分作

17、用不明顯積分作用不明顯,余差余差消除很慢消除很慢;TI小小,易于消除余差易于消除余差,但但系統(tǒng)振蕩加劇系統(tǒng)振蕩加劇,不易穩(wěn)定不易穩(wěn)定。PI:有兩個參數(shù)有兩個參數(shù)(.TI)可供選擇可供選擇, 適用范圍寬適用范圍寬,多數(shù)控制系統(tǒng)都采用。多數(shù)控制系統(tǒng)都采用。在對象滯后大在對象滯后大.控制控制時間較長時間較長. .e最大最大或負荷變化劇烈時或負荷變化劇烈時,因積分作用緩慢因積分作用緩慢,使控制作用不及時使控制作用不及時, 可可增加微分作用增加微分作用。DddepTt四、微分控制四、微分控制(D)p與與e的變化速度成正比。即的變化速度成正比。即特點特點:p只與只與e變化速度有關(guān)變化速度有關(guān),而與而與e的

18、的存在與否無關(guān)存在與否無關(guān),即即e不變時不變時, 微分作用微分作用無輸出無輸出,因而因而不能消除偏差。不能消除偏差。即使偏差很小即使偏差很小,只要出現(xiàn)變化趨勢只要出現(xiàn)變化趨勢,馬上就進行控制馬上就進行控制,故有故有超前控制。超前控制。TD為微分時間為微分時間1.微分控制規(guī)律微分控制規(guī)律2.比例微分控制規(guī)律比例微分控制規(guī)律(PD) pDd+depKe Tt四、微分控制四、微分控制(D)微分作用微分作用:1).按按e的變化速度進行控制的變化速度進行控制,作用比作用比比例作用快。對慣性大對象用比例作用快。對慣性大對象用PD可改善控制質(zhì)量可改善控制質(zhì)量,減少最大偏差減少最大偏差,節(jié)省控制時間。節(jié)省控制

19、時間。2). 阻止被控變量的變化阻止被控變量的變化,有有抑制振蕩抑制振蕩的效果。但如加得過大的效果。但如加得過大,由于控制作由于控制作用過強用過強,反而會引起被控變量大幅度的震蕩。反而會引起被控變量大幅度的震蕩。 四、微分控制四、微分控制(D)3. TD對系統(tǒng)過渡過程的影響對系統(tǒng)過渡過程的影響 若若TD太小太小,則對控制指標沒有影響則對控制指標沒有影響或或影響甚微影響甚微;選選適當適當TD,控制指標將得到控制指標將得到全面改善全面改善;但若但若TD過大過大,即引入太強的微分作用即引入太強的微分作用,反而可能導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生劇烈的反而可能導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生劇烈的振蕩振蕩。PID控制規(guī)律表達式：控制規(guī)律表達

20、式：pDI1d+d +depKee t TTt五、比例積分微分控制五、比例積分微分控制(PID) 實際的實際的PID控制規(guī)律較為復(fù)雜?？刂埔?guī)律較為復(fù)雜。因因PID控制器有控制器有 (KP).TI. TD三個三個參數(shù)可選擇參數(shù)可選擇, 適用范圍廣適用范圍廣,在溫度和在溫度和成分分析控制系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。成分分析控制系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。PID特點特點:控制速度快控制速度快,消除余差消除余差,有較好的控制性能。有較好的控制性能。但這并不意味著它在任何情況下都是最合適的但這并不意味著它在任何情況下都是最合適的,必須根據(jù)必須根據(jù)過程特性和工藝要求過程特性和工藝要求,選擇最為合適的控制規(guī)律。選擇最為合適

21、的控制規(guī)律。模擬式控制器所傳送的信號為連續(xù)的模擬信號。模擬式控制器所傳送的信號為連續(xù)的模擬信號。一一. 基本構(gòu)成原理及部件基本構(gòu)成原理及部件基本結(jié)構(gòu)包括比較環(huán)節(jié)、反饋環(huán)節(jié)、放大器三部分?；窘Y(jié)構(gòu)包括比較環(huán)節(jié)、反饋環(huán)節(jié)、放大器三部分。比較環(huán)節(jié)比較環(huán)節(jié):將給定值與測量值進行比較得到偏差。電動控將給定值與測量值進行比較得到偏差。電動控制器中是以電信號制器中是以電信號(電壓或電流電壓或電流)進行比較的進行比較的;放大器放大器:是一個穩(wěn)態(tài)增益很大的比例環(huán)節(jié)。電動控制器中是一個穩(wěn)態(tài)增益很大的比例環(huán)節(jié)。電動控制器中用高增益的集成運放。用高增益的集成運放。反饋環(huán)節(jié)反饋環(huán)節(jié):通過正、負反饋來實現(xiàn)比例、積分、微分

22、等控通過正、負反饋來實現(xiàn)比例、積分、微分等控制規(guī)律的。電動控制器中輸出的電信號通過由電阻和電制規(guī)律的。電動控制器中輸出的電信號通過由電阻和電容構(gòu)成的無源網(wǎng)絡(luò)反饋到輸入端。容構(gòu)成的無源網(wǎng)絡(luò)反饋到輸入端。第三節(jié)第三節(jié) 模擬式控制器模擬式控制器-比較環(huán)節(jié)比較環(huán)節(jié)放大器放大器反饋環(huán)節(jié)反饋環(huán)節(jié)輸出信號輸出信號測量信號測量信號給定值給定值偏差偏差1. DDZ型儀表的特點型儀表的特點(1).采用標準信號。標準電流信號采用標準信號。標準電流信號(4-20mADC)通過轉(zhuǎn)換通過轉(zhuǎn)換電阻電阻250,轉(zhuǎn)換為標準電壓信號轉(zhuǎn)換為標準電壓信號(1-5VDC)。.電氣零點不是從零開始電氣零點不是從零開始,且不與機械零點重合

23、且不與機械零點重合,可線性可線性化化,且易識別斷電、斷線等故障。且易識別斷電、斷線等故障。. 改變轉(zhuǎn)換電阻值改變轉(zhuǎn)換電阻值,控制室儀表可接收控制室儀表可接收1:5的其他電流信的其他電流信號號,如將如將1-5mA或或10-50mA,再轉(zhuǎn)換為電壓信號再轉(zhuǎn)換為電壓信號(1-5V)。.實現(xiàn)現(xiàn)場變送器與控制室儀表的兩根導(dǎo)線連接。實現(xiàn)現(xiàn)場變送器與控制室儀表的兩根導(dǎo)線連接。二、二、DDZ-III型電動控制器型電動控制器(2).采用集成電路采用集成電路,可靠性提高可靠性提高,維修量減少。維修量減少。. 運放為差放運放為差放,輸入對稱性好輸入對稱性好,漂移小漂移小,提高了穩(wěn)定性。提高了穩(wěn)定性。.采用高增益運放采

24、用高增益運放,可提高儀表精度?？商岣邇x表精度。.采用集成電路采用集成電路,焊點少焊點少,提高了可靠性。提高了可靠性。(3).儀表的電源采用統(tǒng)一的儀表的電源采用統(tǒng)一的24VDC電源電源,且有備用電源。且有備用電源。.去掉變壓器去掉變壓器,解決了發(fā)熱問題解決了發(fā)熱問題,為防爆提供了有利條件。為防爆提供了有利條件。.停電時停電時,有備用電源可照常工作。有備用電源可照常工作。(4).結(jié)構(gòu)合理結(jié)構(gòu)合理.有全刻度指示控制器和偏差指示控制器兩種。指示為有全刻度指示控制器和偏差指示控制器兩種。指示為大表頭大表頭,指示醒目指示醒目,便于監(jiān)視操作。便于監(jiān)視操作。.有自動有自動.手動切換方式手動切換方式,并有硬手動

25、和軟手動兩種方式。并有硬手動和軟手動兩種方式。.可單獨安裝和高密度安裝?？蓡为毎惭b和高密度安裝。.有內(nèi)給定和外給定兩種方式。有內(nèi)給定和外給定兩種方式。.整套儀表可構(gòu)成安全火花型防爆系統(tǒng)。整套儀表可構(gòu)成安全火花型防爆系統(tǒng)。1. DDZ型儀表的特點型儀表的特點以全刻度指示的基型控制器為例：以全刻度指示的基型控制器為例：組成組成:輸入電路、給定電路、輸入電路、給定電路、PID運算電路、自動與手動運算電路、自動與手動切換電路、輸出電路及指示電路。切換電路、輸出電路及指示電路。2. DDZ-III型電動控制器的組成與操作型電動控制器的組成與操作4-20mA4-20mA1-5V4-20mA(1-5V)輸出

26、指示輸出指示穩(wěn)定電壓源穩(wěn)定電壓源250 1-5V圖圖4-18 DTL-3110型調(diào)節(jié)器正面圖型調(diào)節(jié)器正面圖2雙針垂直指示器雙針垂直指示器有兩個指針有兩個指針,紅針為測量信號指針紅針為測量信號指針,黑針為給定信號指針黑針為給定信號指針; 兩者之差為偏差。兩者之差為偏差。當外給定時當外給定時,外給定指外給定指示燈示燈(7)亮。亮。3內(nèi)給定設(shè)定輪內(nèi)給定設(shè)定輪顯示控制器輸出顯示控制器輸出信號大小。信號大小。4輸出指示器輸出指示器8閥位指示器閥位指示器表示閥門安全開度表示閥門安全開度,X表表示關(guān)閉示關(guān)閉,S表示打開。表示打開。12手動輸出插孔手動輸出插孔11輸入檢測插孔輸入檢測插孔10位號牌位號牌1自動

27、自動-軟手動軟手動-硬手動切換開關(guān)硬手動切換開關(guān)5硬手動操作桿硬手動操作桿6軟手動操作板鍵軟手動操作板鍵9輸出記錄指示輸出記錄指示DTL-3110型調(diào)節(jié)器型調(diào)節(jié)器圖圖4-18 DTL-3110型調(diào)節(jié)器正面圖型調(diào)節(jié)器正面圖右側(cè)面還有正右側(cè)面還有正.反作用切換開關(guān)。反作用切換開關(guān)。正作用正作用:當調(diào)節(jié)器的測量信號增大當調(diào)節(jié)器的測量信號增大(給給定信號減少定信號減少)時時,輸出信號隨之增大。輸出信號隨之增大。反作用反作用:當調(diào)節(jié)器的測量信號增大當調(diào)節(jié)器的測量信號增大(給給定信號減少定信號減少)時時,輸出信號隨之減少大。輸出信號隨之減少大。DTL-3110型調(diào)節(jié)器型調(diào)節(jié)器一、數(shù)字式控制器主要特點一、數(shù)

28、字式控制器主要特點1. 實現(xiàn)了模擬儀表與計算機一體化實現(xiàn)了模擬儀表與計算機一體化;2. 具有豐富的運算控制功能具有豐富的運算控制功能;3. 使用靈活方便使用靈活方便,通用性強通用性強;4. 具有通訊功能具有通訊功能,便于系統(tǒng)擴展便于系統(tǒng)擴展;5. 可靠性高可靠性高,維護方便。維護方便。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字式控制器數(shù)字式控制器模擬式控制器采用模擬技術(shù)模擬式控制器采用模擬技術(shù),以運放等模擬電子器件為基以運放等模擬電子器件為基本部件本部件;數(shù)字式控制器采用數(shù)字技術(shù)數(shù)字式控制器采用數(shù)字技術(shù),以以微處理機為核心微處理機為核心 。圖圖5-19 數(shù)字式控制器的硬件電路數(shù)字式控制器的硬件電路 由由硬件硬件和和軟

29、件軟件組成組成,軟件決定其控制功能。軟件決定其控制功能。1.硬件部分硬件部分:主機電路主機電路.過程輸入通道過程輸入通道.過程輸出通道過程輸出通道.人機人機接口電路和通訊接口電路等。接口電路和通訊接口電路等。二、數(shù)字式控制器的基本構(gòu)成二、數(shù)字式控制器的基本構(gòu)成控制器的核心。實現(xiàn)數(shù)據(jù)運算及各組成部分之間的管理?？刂破鞯暮诵?。實現(xiàn)數(shù)據(jù)運算及各組成部分之間的管理。將開關(guān)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。將開關(guān)量轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。為了抑制干擾采用光電耦為了抑制干擾采用光電耦合器件合器件,進行隔離傳輸。進行隔離傳輸。420mA15V人人/機聯(lián)系部件機聯(lián)系部件 人機聯(lián)系部件放置在控制器的正面和側(cè)面。人機聯(lián)系部件放置在控制器

30、的正面和側(cè)面。正面板正面板:有測量和給定值顯示器有測量和給定值顯示器,輸出顯示器輸出顯示器,運行狀態(tài)運行狀態(tài)(自動自動/串級串級/手動手動)切換按鈕切換按鈕,給定值增給定值增/減按鈕和手動操作減按鈕和手動操作按鈕及一些狀態(tài)顯示燈。按鈕及一些狀態(tài)顯示燈。側(cè)面板側(cè)面板:有設(shè)置和指示各種參數(shù)的鍵盤有設(shè)置和指示各種參數(shù)的鍵盤.顯示器。有的帶有顯示器。有的帶有后備手操器。當發(fā)生故障時后備手操器。當發(fā)生故障時, 用手操器改變輸出用手操器改變輸出,進行遙控。進行遙控。通信接口電路通信接口電路將欲發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標準通信格式的數(shù)字信號將欲發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標準通信格式的數(shù)字信號,由發(fā)送由發(fā)送電路送往外部通信線路

31、電路送往外部通信線路(數(shù)據(jù)通道數(shù)據(jù)通道),同時通過接收電路接收同時通過接收電路接收來自通信線路的數(shù)字信號來自通信線路的數(shù)字信號,將其轉(zhuǎn)換成被計算機接收的數(shù)據(jù)。將其轉(zhuǎn)換成被計算機接收的數(shù)據(jù)。1.硬件部分硬件部分包括包括系統(tǒng)程序和用戶程序。系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序和用戶程序。系統(tǒng)程序是軟件的主體。是軟件的主體。(1).系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序:包括包括監(jiān)控程序和功能模塊監(jiān)控程序和功能模塊。監(jiān)控程序監(jiān)控程序:使控制器各硬件電路能正常工作并實現(xiàn)所規(guī)定使控制器各硬件電路能正常工作并實現(xiàn)所規(guī)定的功能的功能,同時完成各組成部分之間的管理。同時完成各組成部分之間的管理。2.數(shù)字式控制器軟件數(shù)字式控制器軟件功能模塊功能模塊:提

32、供各種功能提供各種功能,用戶可選擇所需的功能模塊構(gòu)成用戶可選擇所需的功能模塊構(gòu)成用戶程序用戶程序,使控制器實現(xiàn)用戶所規(guī)定的功能。使控制器實現(xiàn)用戶所規(guī)定的功能。(2).用戶程序用戶程序 用戶選擇所需的功能模塊用戶選擇所需的功能模塊, 按一定的規(guī)則連接起來。按一定的規(guī)則連接起來。作用是使控制器完成預(yù)定的控制與運算功能。作用是使控制器完成預(yù)定的控制與運算功能。編制程序是完成功能模塊的連接編制程序是完成功能模塊的連接,即組態(tài)工作。即組態(tài)工作。編程采用編程采用“面向過程面向過程POL語言語言”,是為了定義和解決某些是為了定義和解決某些問題而設(shè)計的問題而設(shè)計的專用專用程序語言。程序語言。特點特點:程序設(shè)計

33、簡單程序設(shè)計簡單.操作方便操作方便.容易掌握和調(diào)試。容易掌握和調(diào)試。在線編程在線編程:利用控制器自身的利用控制器自身的CPU,通過編程器將用戶程通過編程器將用戶程序序?qū)懭雽懭隕PROM。離線編程離線編程:編程器脫離控制器編程器脫離控制器,用專門的編程器先編程用專門的編程器先編程,并并寫入寫入EPROM中中,再把該再把該EPROM插在控制器上相應(yīng)的插在控制器上相應(yīng)的插座上。插座上。2.數(shù)字式控制器軟件數(shù)字式控制器軟件編程編程是通過是通過專用的編程器專用的編程器進行的進行的,有在線和離線兩種方法。有在線和離線兩種方法。 (2).用戶程序用戶程序用戶程序有組態(tài)式和空欄式語言。組態(tài)式用戶程序有組態(tài)式和

34、空欄式語言。組態(tài)式:表格式表格式 (KMM調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器)和助記符式組態(tài)語言和助記符式組態(tài)語言(SLPC調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器)。這種控制器的控制規(guī)律可根據(jù)需要由用戶自己編程這種控制器的控制規(guī)律可根據(jù)需要由用戶自己編程,且可且可修改修改,實際是一臺可編程的數(shù)字控制器。可編程序?qū)嶋H是一臺可編程的數(shù)字控制器?？删幊绦蛘{(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器三、三、KMM可編程序調(diào)節(jié)器可編程序調(diào)節(jié)器是一種單回路數(shù)字控制器。它有是一種單回路數(shù)字控制器。它有45個運算和控制模塊。個運算和控制模塊。根據(jù)需要選部分模塊進行組態(tài)根據(jù)需要選部分模塊進行組態(tài),但一次最多可選但一次最多可選30個模塊個模塊組態(tài)。用戶程序用組態(tài)。用戶程序用POL語言語言編寫

35、編寫,采用表格式采用表格式組態(tài)組態(tài)方式。方式。 可接收可接收5個模擬輸入信號個模擬輸入信號,4個數(shù)字輸入信號個數(shù)字輸入信號,輸出輸出3個模擬個模擬信號信號(1-5V),其中一個為其中一個為420mA和輸出和輸出3個數(shù)字信號。個數(shù)字信號。 功能功能:用于單回路的簡單控制系統(tǒng)和復(fù)雜串級控制系統(tǒng)。用于單回路的簡單控制系統(tǒng)和復(fù)雜串級控制系統(tǒng)。完成比例積分微分運算外完成比例積分微分運算外,還進行加還進行加.減減.乘乘.除除.開方等運算開方等運算,還可進行高還可進行高.低值選擇和邏輯運算等低值選擇和邏輯運算等,還能直接接受上位機還能直接接受上位機的設(shè)定值信號的設(shè)定值信號,可作為分散型數(shù)字控制系統(tǒng)中裝置級的

36、可作為分散型數(shù)字控制系統(tǒng)中裝置級的控制器使用?？刂破魇褂谩Ｌ攸c特點:控制精度高控制精度高.使用方便靈活使用方便靈活.還具有自診斷的功能還具有自診斷的功能,維修方便。維修方便。1.上下限報警指示燈上下限報警指示燈2.儀表異常指示燈儀表異常指示燈1.KMM調(diào)節(jié)器的面板及其功能鍵調(diào)節(jié)器的面板及其功能鍵當調(diào)節(jié)器自診斷檢出異常時當調(diào)節(jié)器自診斷檢出異常時,指示燈就亮。指示燈就亮。此時調(diào)節(jié)器處于此時調(diào)節(jié)器處于“后備手操后備手操”運行方式運行方式,在此狀態(tài)時在此狀態(tài)時,各指針的指各指針的指示值均無效。示值均無效。此后的操作由裝在儀表內(nèi)部的此后的操作由裝在儀表內(nèi)部的“后備操作單元后備操作單元”進行。異常原因進行

37、。異常原因不排除不排除,調(diào)節(jié)器就不會自行切換到其他運行方式。調(diào)節(jié)器就不會自行切換到其他運行方式。1.上下限報警指示燈上下限報警指示燈2.儀表異常指示燈儀表異常指示燈3.通信指示燈通信指示燈4.聯(lián)鎖狀態(tài)指示燈聯(lián)鎖狀態(tài)指示燈 及復(fù)位按鈕及復(fù)位按鈕R調(diào)節(jié)器通過附加通訊接口與上位機通訊調(diào)節(jié)器通過附加通訊接口與上位機通訊,此時此時3號燈亮。號燈亮。1.KMM調(diào)節(jié)器的面板及其功能鍵調(diào)節(jié)器的面板及其功能鍵此時調(diào)節(jié)器功能與手動方式相同。此時調(diào)節(jié)器功能與手動方式相同。每次切換到此方式后每次切換到此方式后,聯(lián)鎖信號中斷聯(lián)鎖信號中斷,如不按復(fù)位鍵如不按復(fù)位鍵R,就不能切換到就不能切換到其他運行方式。一按復(fù)位鍵其他運

38、行方式。一按復(fù)位鍵R,就返回到就返回到“手動手動”方式。方式。1.上下限報警指示燈上下限報警指示燈2.儀表異常指示燈儀表異常指示燈3.通信指示燈通信指示燈4.聯(lián)鎖狀態(tài)指示燈聯(lián)鎖狀態(tài)指示燈 及復(fù)位按鈕及復(fù)位按鈕R1.KMM調(diào)節(jié)器的面板及其功能鍵調(diào)節(jié)器的面板及其功能鍵5.串級運行方式按串級運行方式按鈕及指示燈鈕及指示燈當按下按鈕當按下按鈕C時時,指示燈指示燈5亮亮,這時調(diào)節(jié)器為串級運行方式這時調(diào)節(jié)器為串級運行方式,給定值來給定值來自另一個運算單元或從調(diào)節(jié)器外部來的信號。自另一個運算單元或從調(diào)節(jié)器外部來的信號。6.自動運行方式按自動運行方式按鈕及指示燈鈕及指示燈當按下按鈕當按下按鈕A時時,指示燈指示

39、燈6亮亮,這時調(diào)節(jié)器為這時調(diào)節(jié)器為“自動自動”運行方式運行方式,給定給定值值通過按鈕通過按鈕8進行內(nèi)給定值的增減。進行內(nèi)給定值的增減。8.內(nèi)給定值設(shè)定按鈕內(nèi)給定值設(shè)定按鈕1.上下限報警指示燈上下限報警指示燈2.儀表異常指示燈儀表異常指示燈3.通信指示燈通信指示燈4.聯(lián)鎖狀態(tài)指示燈聯(lián)鎖狀態(tài)指示燈 及復(fù)位按鈕及復(fù)位按鈕R1.KMM調(diào)節(jié)器的面板及其功能鍵調(diào)節(jié)器的面板及其功能鍵8.內(nèi)給定值設(shè)定按鈕內(nèi)給定值設(shè)定按鈕5.串級運行方式按串級運行方式按鈕及指示燈鈕及指示燈6.自動運行方式按自動運行方式按鈕及指示燈鈕及指示燈7.手動運行方式按手動運行方式按鈕及指示燈鈕及指示燈9.輸出操作按鈕輸出操作按鈕當按下按

40、鈕當按下按鈕M時時,指示燈指示燈7亮亮,這時調(diào)節(jié)器為這時調(diào)節(jié)器為“手動手動”運行方式運行方式,通過通過按鈕按鈕9可進行輸出的手動操作?？蛇M行輸出的手動操作。按下右邊按鈕的時按下右邊按鈕的時, 輸出增加輸出增加;按下左邊按鈕的時按下左邊按鈕的時, 輸出減少。輸出減少。輸出值由輸出值由12號顯示。號顯示。12.輸出指針輸出指針1.上下限報警指示燈上下限報警指示燈2.儀表異常指示燈儀表異常指示燈3.通信指示燈通信指示燈4.聯(lián)鎖狀態(tài)指示燈聯(lián)鎖狀態(tài)指示燈 及復(fù)位按鈕及復(fù)位按鈕R輸入到輸入到PID運算單元的測量值和給定值。運算單元的測量值和給定值。1.KMM調(diào)節(jié)器的面板及其功能鍵調(diào)節(jié)器的面板及其功能鍵10

41、.測量值測量值(PV)指針指針11.給定值給定值(SP)指針指針13.備忘指針備忘指針8.內(nèi)給定值設(shè)定按鈕內(nèi)給定值設(shè)定按鈕5.串級運行方式按串級運行方式按鈕及指示燈鈕及指示燈6.自動運行方式按自動運行方式按鈕及指示燈鈕及指示燈7.手動運行方式按手動運行方式按鈕及指示燈鈕及指示燈給正常運行時的測量值、給定值、輸出值做記號用。給正常運行時的測量值、給定值、輸出值做記號用。9.輸出操作按鈕輸出操作按鈕12.輸出指針輸出指針14.標牌標牌2.KMM調(diào)節(jié)器的側(cè)面調(diào)節(jié)器的側(cè)面圖10-5 KMM調(diào)節(jié)器的右側(cè)面1數(shù)據(jù)設(shè)定器 (任選)；2備用手操器；3輔助開關(guān)；4電源單元；5BUF板(前)；6IOC板(中)；7

42、CPU板 (后)數(shù)據(jù)設(shè)定器可設(shè)定數(shù)據(jù)設(shè)定器可設(shè)定PID參數(shù)參數(shù),數(shù)字顯示給定值、測量值。數(shù)字顯示給定值、測量值。BUF:緩沖區(qū)緩沖區(qū); IOC:控制反轉(zhuǎn)控制反轉(zhuǎn)3.調(diào)節(jié)器的啟動步驟調(diào)節(jié)器的啟動步驟1) 調(diào)節(jié)器在啟動前調(diào)節(jié)器在啟動前,先將先將“后備手操單元后備手操單元”的的“后備后備/正正常常”切換到切換到“正常正?！?。2) 使調(diào)節(jié)器通電使調(diào)節(jié)器通電,調(diào)節(jié)器處于調(diào)節(jié)器處于“聯(lián)鎖手動聯(lián)鎖手動”運行方式運行方式,聯(lián)聯(lián)鎖指示燈亮。鎖指示燈亮。3) 用用“數(shù)據(jù)設(shè)定器數(shù)據(jù)設(shè)定器”顯示、核對運行所需的數(shù)據(jù)顯示、核對運行所需的數(shù)據(jù),必要必要時可改變時可改變PID參數(shù)。參數(shù)。4) 按下按下“R”鍵鍵(復(fù)位鍵復(fù)位

43、鍵),解除解除“聯(lián)鎖聯(lián)鎖”。可進行手動、?？蛇M行手動、自動、串級操作。自動、串級操作。第五節(jié)第五節(jié) 可編程序控制器可編程序控制器(PLC)一、概述一、概述1 定義定義:是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲器應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲器,用于其內(nèi)部用于其內(nèi)部存儲程序存儲程序.執(zhí)行邏輯運算執(zhí)行邏輯運算.順序控制順序控制.定時定時.計數(shù)與算術(shù)操作計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令等面向用戶的指令,并通過數(shù)字或模擬式輸入并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。各種類型的機械或生產(chǎn)過程。

44、2 發(fā)展過程發(fā)展過程:初期主要用于順序控制初期主要用于順序控制開關(guān)量邏輯控制開關(guān)量邏輯控制.機械加工的數(shù)字控制機械加工的數(shù)字控制.機器人的控制機器人的控制連續(xù)生產(chǎn)過程的連續(xù)生產(chǎn)過程的閉環(huán)控制閉環(huán)控制單回路控制與各種復(fù)雜控制單回路控制與各種復(fù)雜控制,也可組成多級也可組成多級控制系統(tǒng)控制系統(tǒng),實現(xiàn)工廠自動化網(wǎng)絡(luò)。實現(xiàn)工廠自動化網(wǎng)絡(luò)。 第五節(jié)第五節(jié) 可編程序控制器可編程序控制器(PLC)一、概述一、概述3 分類分類1) 按容量分按容量分:小型小型PLC.中型中型PLC.大型大型PLC小型小型PLC:I/O點總數(shù)為點總數(shù)為20128點。具有邏輯運算點。具有邏輯運算.定時計數(shù)定時計數(shù).移位處理等功能移位

45、處理等功能,采用專用簡易編程器。用來代替繼電器采用專用簡易編程器。用來代替繼電器控制控制,用于機床控制用于機床控制.機械加工和小規(guī)模生產(chǎn)過程聯(lián)鎖控制。機械加工和小規(guī)模生產(chǎn)過程聯(lián)鎖控制。中型中型PLC:I/O點總數(shù)為點總數(shù)為129512點點,內(nèi)存在內(nèi)存在8K以下適合開以下適合開關(guān)量邏輯控制和過程變量檢測及連續(xù)控制。具有小型關(guān)量邏輯控制和過程變量檢測及連續(xù)控制。具有小型PLC功能外功能外,還有算術(shù)運算還有算術(shù)運算.數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)處理及A/D.D/A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換.聯(lián)網(wǎng)通信聯(lián)網(wǎng)通信.遠程遠程I/O等功能等功能, 用于較復(fù)雜過程控制。用于較復(fù)雜過程控制。大型大型PLC:I/O點總數(shù)在點總數(shù)在513點以上點以

46、上,具有中小型具有中小型PLC功能外功能外,還有還有PID運算及高速計數(shù)等功能運算及高速計數(shù)等功能, 與工業(yè)控制計算機相似。與工業(yè)控制計算機相似。第五節(jié)第五節(jié) 可編程序控制器可編程序控制器(PLC)一、概述一、概述3 分類分類2) 按硬件結(jié)構(gòu)分按硬件結(jié)構(gòu)分:整體式整體式PLC.模塊式模塊式PLC.疊裝式疊裝式PLC整體式整體式PLC:各組成部分集裝在一個機殼內(nèi)。編程器和主各組成部分集裝在一個機殼內(nèi)。編程器和主機是分離的。具有結(jié)構(gòu)緊湊機是分離的。具有結(jié)構(gòu)緊湊.體積小體積小.價格低的特點。價格低的特點。小型小型PLC為整體式結(jié)構(gòu)。為整體式結(jié)構(gòu)。模塊式模塊式PLC:采用積木搭接的方式組成系統(tǒng)采用積木

47、搭接的方式組成系統(tǒng),由框架和由框架和各模塊組成各模塊組成,各模塊插在相應(yīng)插槽上各模塊插在相應(yīng)插槽上,通過總線連接。通過總線連接。 I/O點數(shù)較多的大型點數(shù)較多的大型.中型和部分小型采用此結(jié)構(gòu)。中型和部分小型采用此結(jié)構(gòu)。疊裝式疊裝式PLC:結(jié)合上述兩種的優(yōu)點結(jié)合上述兩種的優(yōu)點,用扁平電纜連接用扁平電纜連接,緊密拼裝后組成一個整齊的體積小的長方體緊密拼裝后組成一個整齊的體積小的長方體,且且I/O點數(shù)點數(shù)的配置靈活。的配置靈活。PLC采用了典型的計算機結(jié)構(gòu)采用了典型的計算機結(jié)構(gòu),其基本組成如下圖。其基本組成如下圖。 圖圖4-23 PLC基本組成基本組成二、二、PLC的基本組成的基本組成二、二、PLC

48、的基本組成的基本組成1. 中央處理器中央處理器 主要作用主要作用:解釋并執(zhí)行用戶及系統(tǒng)程序解釋并執(zhí)行用戶及系統(tǒng)程序,通過運行用戶及通過運行用戶及系統(tǒng)程序完成所有控制系統(tǒng)程序完成所有控制.處理處理.通信以及所賦予的其他功能通信以及所賦予的其他功能,控制整個系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致地工作?？刂普麄€系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致地工作。2. 儲存器儲存器 (1)儲存器類型儲存器類型:RAM.ROM.EPROM. E2PROM 。隨機儲存器隨機儲存器(RAM):儲存儲存PLC內(nèi)部的輸入內(nèi)部的輸入.輸出信息輸出信息,并儲存并儲存內(nèi)部繼電器內(nèi)部繼電器.移位寄存器移位寄存器.定時器定時器/計數(shù)器以及累加器等的計數(shù)器以及累加器等的工作狀態(tài)

49、工作狀態(tài),還可儲存用戶正在調(diào)試和修改的程序及各種還可儲存用戶正在調(diào)試和修改的程序及各種暫存的數(shù)據(jù)暫存的數(shù)據(jù).中間變量。中間變量。只讀儲存器只讀儲存器(ROM):儲存系統(tǒng)程序。儲存系統(tǒng)程序?？刹量删幊炭刹量删幊讨蛔x儲存器只讀儲存器(EPROM):存放存放PLC的操作系統(tǒng)和的操作系統(tǒng)和監(jiān)控程序監(jiān)控程序,如用戶程序調(diào)試好后可固化在其中。如用戶程序調(diào)試好后可固化在其中。二、二、PLC的基本組成的基本組成2. 儲存器儲存器 (2)儲存器分配儲存器分配:PLC系統(tǒng)存儲區(qū)和用戶存儲區(qū)儲存器。系統(tǒng)存儲區(qū)和用戶存儲區(qū)儲存器。3. 輸入輸出模塊輸入輸出模塊系統(tǒng)存儲區(qū)系統(tǒng)存儲區(qū)系統(tǒng)程序存儲區(qū)系統(tǒng)程序存儲區(qū)內(nèi)部工作狀

50、態(tài)存儲區(qū)內(nèi)部工作狀態(tài)存儲區(qū) 用戶存儲區(qū)用戶存儲區(qū)數(shù)據(jù)存儲區(qū)數(shù)據(jù)存儲區(qū)用戶程序存儲區(qū)用戶程序存儲區(qū)是可編程序控制器是可編程序控制器(PLC)和生產(chǎn)過程相聯(lián)系的橋梁。和生產(chǎn)過程相聯(lián)系的橋梁。分為開關(guān)量輸入模塊分為開關(guān)量輸入模塊.開關(guān)量輸出模塊開關(guān)量輸出模塊.模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊.模擬量輸出模塊模擬量輸出模塊.脈沖量輸入模塊等。脈沖量輸入模塊等。二、二、PLC的基本組成的基本組成4. 編程器編程器: PLC必不可少的重要外部設(shè)備必不可少的重要外部設(shè)備(1) 編程器的功能編程器的功能:將用戶所希望的功能通過編程語言送到將用戶所希望的功能通過編程語言送到PLC的用戶程序存儲器的用戶程序存儲器,還

51、能對還能對PLC的工作狀態(tài)進行監(jiān)控。的工作狀態(tài)進行監(jiān)控。編程可以在計算機上完成。編程可以在計算機上完成。(2).編程器的工作方式編程器的工作方式:在線和離線編程在線和離線編程在線編程是編程器和在線編程是編程器和PLC相連接相連接,可對程序進行調(diào)試和可對程序進行調(diào)試和修改修改,并監(jiān)視并監(jiān)視PLC內(nèi)部器件的工作狀態(tài)內(nèi)部器件的工作狀態(tài),還可強迫某個器件還可強迫某個器件置位或復(fù)位置位或復(fù)位,強迫輸出。強迫輸出。離線編程是編程器先不和離線編程是編程器先不和PLC相連接相連接, 編制的程序先存在編制的程序先存在編程器中編程器中,程序編寫完再與程序編寫完再與PLC相連接相連接,送到其中。送到其中。離線編程不

52、影響離線編程不影響PLC的工作的工作,但也不能對其進行監(jiān)視。但也不能對其進行監(jiān)視。二、二、PLC的基本組成的基本組成4. 編程器編程器: PLC必不可少的重要外部設(shè)備必不可少的重要外部設(shè)備(3) 編程器的分類編程器的分類:便攜式編程器和通用計算機便攜式編程器和通用計算機便攜式編程器便攜式編程器(簡易編程器簡易編程器):一般用助記符指令形式編程一般用助記符指令形式編程,只能聯(lián)機編程只能聯(lián)機編程, 對對PLC監(jiān)控功能少監(jiān)控功能少,適用小型適用小型PLC。通用計算機通用計算機:采用梯形圖編程采用梯形圖編程,在通用計算機上加上適當?shù)脑谕ㄓ糜嬎銠C上加上適當?shù)挠布涌诤蛙浖布涌诤蛙浖?可進行編程。

53、有較強的監(jiān)控功能。可進行編程。有較強的監(jiān)控功能。三、三、PLC的編程語言的編程語言梯形圖語言梯形圖語言.助記符語言助記符語言.功能表圖和某些高級語言。功能表圖和某些高級語言。1.梯形圖語言梯形圖語言是在繼電器控制電路基礎(chǔ)上開發(fā)的一種圖形編程語言是在繼電器控制電路基礎(chǔ)上開發(fā)的一種圖形編程語言,沿用了繼電器沿用了繼電器.接點接點.串并聯(lián)等術(shù)語和類似的圖形符號串并聯(lián)等術(shù)語和類似的圖形符號,是多數(shù)是多數(shù)PLC的第一用戶語言。的第一用戶語言。PLC的內(nèi)部等效繼電器電路的內(nèi)部等效繼電器電路。繼電器控制系統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)三、三、PLC的編程語言的編程語言1.梯形圖語言梯形圖語言三、三、PLC的編程語言的編程

54、語言1.梯形圖語言梯形圖語言PLC看成是由許多繼電器組成的控制器看成是由許多繼電器組成的控制器,但這些繼電器的但這些繼電器的通斷是由軟件來控制的通斷是由軟件來控制的,因此稱為因此稱為“軟繼電器軟繼電器”。 輸入觸點輸入觸點中間繼電器觸點中間繼電器觸點輸出單元輸出單元三、三、PLC的編程語言的編程語言1.梯形圖語言梯形圖語言輸入觸點輸入觸點:是是PLC的外接開關(guān)的內(nèi)部影像觸點的外接開關(guān)的內(nèi)部影像觸點,還可還可PLC的內(nèi)部繼電器觸點的內(nèi)部繼電器觸點,或定時器或定時器.計數(shù)器等狀態(tài)計數(shù)器等狀態(tài)。每一個。每一個觸觸點都有自己的特殊編號。點都有自己的特殊編號。輸出線圈輸出線圈:對應(yīng)對應(yīng)PLC內(nèi)存的相應(yīng)位

55、內(nèi)存的相應(yīng)位,包括中間繼電器線圈包括中間繼電器線圈.輔助繼電器線圈輔助繼電器線圈.及定時器及定時器.計數(shù)器等計數(shù)器等,其邏輯動作只有線其邏輯動作只有線圈接通后圈接通后,對應(yīng)的觸點才可能發(fā)生動作對應(yīng)的觸點才可能發(fā)生動作。:常開觸點常開觸點,“1”時閉合時閉合, “0”時打開。時打開。:常閉觸點常閉觸點,“1”時打開時打開, “0”時閉合。時閉合。PLC的等效繼電控制電路的等效繼電控制電路三、三、PLC的編程語言的編程語言1.梯形圖語言梯形圖語言梯形圖從上至下按行編寫梯形圖從上至下按行編寫,每一行則按從左到右的順序每一行則按從左到右的順序編寫。編寫。 PLC按從左到右、從上至下的順序執(zhí)行按從左到右

56、、從上至下的順序執(zhí)行程程序。序。梯形圖按自上而下梯形圖按自上而下,從左到右的順序排列。從左到右的順序排列。 在梯形圖中在梯形圖中,每個繼電器線圈為一個邏輯行每個繼電器線圈為一個邏輯行,即一層階梯。即一層階梯。 梯形圖中的繼電器不是真實的繼電器梯形圖中的繼電器不是真實的繼電器,而是而是“軟繼電器軟繼電器”。 繼電器實質(zhì)上是存儲器中觸發(fā)器繼電器實質(zhì)上是存儲器中觸發(fā)器,故其狀態(tài)有故其狀態(tài)有“1”和和“0” 。線圈中的電流不是真正的電流線圈中的電流不是真正的電流,而為而為“概念電流概念電流”,兩端的兩端的母線也不需接電源。母線也不需接電源。梯形圖中的線圈是廣義的梯形圖中的線圈是廣義的,它可表示計時器它

57、可表示計時器.計數(shù)器計數(shù)器.移位寄存器及各種運算結(jié)果等。移位寄存器及各種運算結(jié)果等。梯形圖中不出現(xiàn)輸入繼電器的線圈梯形圖中不出現(xiàn)輸入繼電器的線圈,而只出現(xiàn)輸入繼電而只出現(xiàn)輸入繼電器的觸頭。其觸頭的狀態(tài)由輸入繼電器線圈的狀態(tài)確定，器的觸頭。其觸頭的狀態(tài)由輸入繼電器線圈的狀態(tài)確定，亦即表示所接收的外部輸入信號。亦即表示所接收的外部輸入信號。三、三、PLC的編程語言的編程語言1.梯形圖語言梯形圖語言梯形圖中的輸出繼電器供梯形圖中的輸出繼電器供PLC作輸出控制用作輸出控制用,而其內(nèi)部而其內(nèi)部繼電器不能作輸出控制用繼電器不能作輸出控制用,其接點只能供其接點只能供PLC內(nèi)部使用。內(nèi)部使用。由梯形圖編寫指令

58、程序時由梯形圖編寫指令程序時,應(yīng)遵循從上到下、從左到右應(yīng)遵循從上到下、從左到右的順序的順序,梯形圖中的每個符號對應(yīng)于一條指令梯形圖中的每個符號對應(yīng)于一條指令,一條指令為一條指令為一個步序一個步序,不存在幾條并列支路或一條支路上幾個符號同不存在幾條并列支路或一條支路上幾個符號同時執(zhí)行的可能性。時執(zhí)行的可能性。三、三、PLC的編程語言的編程語言1.梯形圖語言梯形圖語言2. 助記符語言助記符語言是一種類似于匯編語言是一種類似于匯編語言,語句是用戶程序的基本單元語句是用戶程序的基本單元,每種每種控制功能通過一條或多條語句來描述。不同廠家的控制功能通過一條或多條語句來描述。不同廠家的PLC采用不同的助記

59、符號集采用不同的助記符號集,但基本指令格式是由操作碼和但基本指令格式是由操作碼和操作數(shù)組成。操作數(shù)組成。LD I0.0OR Q3.0AND NOT I0.1AND NOT I0.2OUT Q3.0 END3. 邏輯功能圖邏輯功能圖(FBD)是在數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ)上開發(fā)出的一種圖形編程語言是在數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ)上開發(fā)出的一種圖形編程語言,它采用了數(shù)字電路的圖符它采用了數(shù)字電路的圖符,用用“與與”、“或或”、“非非”等邏輯等邏輯組合來描述控制功能。組合來描述控制功能。四、四、OMRON C系列系列PLC1. 簡介簡介指令大多數(shù)按位尋址指令大多數(shù)按位尋址,個別指令按通道尋址。個別指令按通道尋址。按位尋址

60、的地址編號按位尋址的地址編號:通道號。位號為通道號。位號為0.00表示表示0通道的通道的第第0位位,位為十進制數(shù)位為十進制數(shù),范圍范圍015。C系列系列PLC有有:微型微型.小型小型.中型中型.大型大型微型微型PLC:C20P和和C40H;小型小型PLC:C120和和C200H;中型中型PLC:C500和和C1000H;大型大型PLC: C2000H2. OMRON PLC指令指令可按可按PLC的主機標注編號編程的主機標注編號編程;對模塊式對模塊式PLC根據(jù)輸入根據(jù)輸入或輸出模塊安裝位置編號?；蜉敵瞿K安裝位置編號。指令由助記符和操作數(shù)組成指令由助記符和操作數(shù)組成,助記符表示指令要完成的功助記