6ES7212-1BB23-0XB8型號規格
6ES7212-1BB23-0XB8型號規格
閉環控制系統的特點是系統被控對象的輸出(被控制量)會反送回來影響控制器的輸出,形成一個或多個閉環。閉環控制系統有正反饋和負反饋,若反饋信號與系統給定值信號相反,則稱為負反饋,若極性相同,則稱為正反饋,一般閉環控制系統均采用負反饋,又稱負反饋控制系統。閉環控制系統的例子很多。比如人就是一個具有負反饋的閉環控制系統,眼睛便是傳感器,充當反饋,人體系統能通過不斷的修正最后作出各種正確的動作。如果沒有眼睛,就沒有了反饋回路,也就成了一個開環控制系統。另例,當一臺真正的全智能自動洗衣機具有能連續檢查衣物是否洗凈,并在洗凈之后能自動切斷電源,它就是一個閉環控制系統。
(1)比例(P)控制
比例控制是一種的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關系。當僅有比例控制時系統輸出存在穩態誤差。
(2)積分(I)控制
在積分控制中,控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關系。對一個自動控制系統,如果在進入穩態后存在穩態誤差,則稱這個控制系統是有穩態誤差的或簡稱有差系統)。為了消除穩態誤差,在控制器中必須引入“積分項"。積分項對誤差取決于時間的積分,隨著時間的增加,積分項會增大。這樣,即便誤差很小,積分項也會隨著時間的增加而加大,它推動控制器的輸出增大使穩態誤差進一步減小,直到等于零。因此,比例+積分(PI)控制器,可以使系統在進入穩態后無穩態誤差。
(3)微分(D)控制
在微分控制中,控制器的輸出與輸入誤差信號的微分(即誤差的變化率)成正比關系。
自動控制系統在克服誤差的調節過程中可能會出現振蕩甚至失穩。其原因是由于存在有較大慣性組件(環節)或有滯后組件,具有抑制誤差的作用,其變化總是落后于誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前",即在誤差接近零時,抑制誤差的作用就應該是零。這就是說,在控制器中僅引入 “比例"項往往是不夠的,比例項的作用僅是放大誤差的幅值,而目前需要增加的是“微分項",它能預測誤差變化的趨勢,這樣,具有比例+微分的控制器,就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零,甚至為負值,從而避免了被控量的嚴重超調。所以對有較大慣性或滯后的被控對象,比例+微分(PD)控制器能改善系統在調節過程中的動態特性。
5. PID控制器的參數整定:
PID控制器的參數整定是控制系統設計的核心內容。它是根據被控過程的特性確定PID控制器的比例系數、積分時間和微分時間的大小。PID控制器參數整定的方法很多,概括起來有兩大類:一是理論計算整定法。它主要是依據系統的數學模型,經過理論計算確定控制器參數。這種方法所得到的計算數據未必可以直接用,還必須通過工程實際進行調整和修改。二是工程整定方法,它主要依賴工程經驗,直接在控制系統的試驗中進行,方法簡單、易于掌握,在工程實際中被廣泛采用。
6.PID控制器參數整定:
(1)首先預選擇一個足夠短的采樣周期讓系統工作;
(2)僅加入比例控制環節,直到系統對輸入的階躍響應出現臨界振蕩,記下這時的比例放大系數和臨界振蕩周期;
(3)在一定的控制度下通過公式計算得到PID控制器的參數。
比例積分微分調節器的簡稱。利用比例微分環節的領前作用來對消調節對象中的大慣性,提高精度,加快動態響應速度
可編程控制器(programmable logical controller,簡稱PLC)已經越來越多地應用于工業控制系統中,并且在自動控制系統中起著非常重要的作用。所以,對PLC的正確選擇是非常重要的。
面對眾多生產廠家的各種類型PLC,它們各有優缺點,能夠滿足用戶的各種需求,但在形態、組成、功能、網絡、編程等方面各不相容,沒有一個統一的標準,無法進行橫向比較。下面提出在自動控制系統設計中對PLC選型的一些看法,可以在挑選PLC時作為參考。
可以通過以下幾方面的比較,挑選到適合的產品。
一、工作量
這一點尤為重要。在自動控制系統設計之初,就應該對控制點數(數字量及模擬量)有一個準確的統計,這往往是選擇PLC的首要條件,一般選擇比控制點數多10%~30%的PLC。這有幾方面的考慮:
1、可以彌補設計過程中遺漏的點;
2、能夠保證在運行過程中個別點有故障時,可以有替代點;
3、將來增加點數的需要。
二、工作環境
工作環境是PLC工作的硬性指標。自控系統將人們從繁忙的工作和惡劣的環境中解脫出來,就要求自控系統能夠適應復雜的環境,諸如溫度、濕度、噪音、信號屏蔽、工作電壓等,各款PLC不盡相同。一定要選擇適應實際工作環境的產品。
三、通信網絡
現在PLC已不是簡單的現場控制,PLC遠端通信已成為控制系統必須解決的問題,但各廠家制定的通信協議千差萬別,兼容性差。在這一點上主要考慮以下方面:
1、同一廠家產品間的通信。各廠家都有自己的通信協議,并且不止一種。這在大、中型機上表現明顯,而在小、微型機上不盡相同,一些廠家出于容量、價格、功能等方面考慮,往往沒有或者有與其它協議不同,而且比較簡單的通信。所以,在這方面主要考慮的是同一廠家不同類型PLC之間的通信;
2、不同廠家產品間的通信。若所進行的自動控制系統設計屬于對已有的自控系統進行部分改造,而所選擇的是與原系統不同的PLC,或者設計中需要2個或2個以上的PLC,而選用了不同廠家的產品,這就需考慮不同廠家產品之間的通信問題;
3、是否有利于將來。由于各廠家制定的通信協議各不相同,國際上也無統一標準,所以在PLC選型上受到很大限制。就要考慮影響面大、有發展的、功能完備、接近通用的通信協議。
四、編程
程序是整個自動控制系統的“心臟",程序編制的好壞直接影響到整個自動控制系統的運作。編程器及編程軟件有些廠家要求額外購買,并且價格不菲,這一點也需考慮在內。
1、編程方法
一種是使用廠家提供的專用編程器。也分各種規格型號,大型編程器功能完備,適合各型號PLC,價格高;小型編程器結構小巧,便于攜帶,價格低,但功能簡單,適用性差;另一種是使用依托個人電腦應用平臺的編程軟件,現已被大多數生產廠家采用。各生產廠家由于各自的產品不同,往往只研制出適合于自己產品的編程軟件,而編程軟件的風格、界面、應用平臺、靈活性、適應性、易于編程等都只有在用戶親自操作之后才能給予評價。
2、編程語言
編程語言最為復雜,多種多樣,看似相同,但不通用。的可以劃分為以下5類編程語言:
(1)梯形圖
這是PLC廠家采用最多的編程語言,最初是由繼電器控制圖演變過來的,比較簡單,對離散控制和互鎖邏輯最為有用;
(2)順序功能圖
它提供了總的結構,并與狀態定位處理或機器控制應用相互協調;
(3)功能塊圖
它提供了一個有效的開發環境,并且特別適用于過程控制應用;
(4)結構化文本
這是一種類似用于計算機的編程語言,它適用于對復雜算法及數據處理;
(5)指令表
它為優化編碼性能提供了一個環境,與匯編語言非常相似。
廠家提供的編程軟件中一般包括一種或幾種編程語言,如TE公司的Xbbb編程軟件可以使用梯形圖(Ladder)、順序功能圖(Grafcet)、結構化文本(Literal)3 種編程語言;Siemens公司的Step7編程軟件可以使用梯形圖(Ladder)、指令表(STL)兩種編程語言;Modicon公司的Modsoft編程軟件只使用梯形圖(984 梯形)一種編程語言,而另一個Concept編程軟件可以使用5種編程語言,依次為梯形圖(LD)、順序功能圖(SFC)、功能塊圖(FBD)、結構化文本(ST)、指令表(IL)。同一編程軟件下的編程語言大多數可以互換,一般選擇自己比較熟悉的編程語言。
3、存儲器
PLC存儲器是保存程序和數據的地方,分內制式和外插式兩種,存儲器容量在512~128M字節之間,一定要根據實際情況選取足夠大的存儲器,并且要求有一部分空余作為緩存。
PLC存儲器按照類型可分隨機存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可擦除只讀存儲器(EPROM)等。RAM可以任意讀寫,在掉電后程序只能保持一段時間,于在自控系統調試時使用。ROM只能讀不能寫,程序是由廠家或開發商事先固化的,不能更改,即使失電也不丟失。EPROM與ROM只是EPROM通過特殊的方式(如紫外線)可以擦除再寫,適合于應用在長時間工作而改動不大的系統中。
4、易于更改
PLC較繼電器控制的另一個優勢在于它可以根據實際需要任意更改控制結構(或控制過程),這就要求更改程序方便快捷。
5、是否有專用模塊
部分生產廠家的PLC產品提供一些專用模塊,如通信模塊、PID控制模塊、計數器模塊、模擬輸入/輸出模塊等。在軟件上也提供了與此相對應的程序塊,往往只是簡單的輸入一些參數就能實現,便于用戶編程。