1、程扌空制系參課程設(shè)計論文學(xué) 院物理與電氣工程學(xué)院課程名稱過程控制系統(tǒng)設(shè)計題目單容水箱液位FX2n-32MRFX2n-32MR控制系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)自動化班級四組員及學(xué)號指導(dǎo)教師時間20146212014621摘要：本設(shè)計中，利用PLC與MCG組態(tài)軟件進(jìn)行組態(tài)構(gòu)成水箱液位計算機(jī)控 制系統(tǒng)。使用FX2n-32MR PLC為控制系統(tǒng)的提供控制與檢測通道，利用MCG組態(tài)軟件完成對系統(tǒng)的控制參數(shù)的設(shè)定與實時狀態(tài)的監(jiān)控，有效的提高了控制系統(tǒng)的控制效率。在液位控制方面，構(gòu)成了使用PID控制算法的液位定值控制系統(tǒng)，通過PID參數(shù)的整定設(shè)定了適當(dāng)?shù)目刂茀?shù)，完成對上水箱液位的精確控制。 關(guān)鍵詞：液位控制，PLC，MC

2、GSAbstract : In this design, using PLC and MCGS configuration software con figurati on con sist ing of tank level computer con trol system. The use of FX2n-32MR PLC provides controland detectionof access controlsystems, monitoring and control parameters on the system by using the MCGS con figurati o

3、n software sett ing with realstate, and effectively improvethe efficie ncy of con trol con trol system .In the liquid level con trol, a liquid level using PID control algorithm of the constant value control system, through the tuning of PID parameters sett ing the proper con trol parameters, the acc

4、urate control of tank level.Keywords： Liquid level control， PLC,MCGS目錄摘要 . 1一前言. 3二單容水箱液位控制系統(tǒng)及仿真. 32.1系統(tǒng)原理. 32.2被控對象. 42.3水箱建模. 42.4系統(tǒng)仿真. 6三. 硬件設(shè)計. 63.1三菱 FX2n-32MR系列. 63.2 PLC系統(tǒng)組成及各部分的功能. 73.3上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng). 83.3.1MCG通用監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成 . 83.3.2MCG通用監(jiān)控系統(tǒng)主要功能 . 93.3.3MCG組態(tài)軟件畫面的制作 . 9四. 軟件設(shè)計 . 114.1 PID控制原理 . 114.2 P

5、LC的基本工作原理及梯形圖 . 12五結(jié)論. 13參考文獻(xiàn). 14附：PLC源程序. 15設(shè)定值圖1上水箱單容液位控制系統(tǒng)方框圖一.前言可編程程序控制器（簡稱 PLC具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、功能豐富等 強(qiáng)大優(yōu)勢，目前，隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)等的發(fā)展， PLC在技術(shù)和功能上發(fā)生了飛躍。PLC的應(yīng)用十分廣泛，涉及到過程控制的方方面面，已經(jīng)成為目前自動化領(lǐng) 域的主流控制系統(tǒng)。然而在控制策略上，它依然沿用傳統(tǒng)的PID控制，許多開發(fā)商把PID算法做成模塊，固化在PLC中。從目前的應(yīng)用情況來看，PLC還大都 只是承擔(dān)最基本的控制功能，如順序控制、數(shù)據(jù)采集和PID反饋控制。工業(yè)過程

6、的復(fù)雜性以及對于控制日益提高的要求，各種先進(jìn)控制算法越來越多的深入到控制領(lǐng)域，隨著越來越多的 PLC產(chǎn)品生產(chǎn)出來，PLC控制系統(tǒng)越來越 開放。但由于PLC的編程目前還限于低級語言（如梯形圖），所以，給在PLC上 實現(xiàn)先進(jìn)控制算法帶來了困難。FX2n-32MR三菱）在PLC的編程系統(tǒng)STEP7中提 供了比較豐富的功能模塊，使先進(jìn)控制策略在 PLC上得到較好的實現(xiàn)。本設(shè)計是從工業(yè)控制的實際應(yīng)用角度出發(fā)， 是通過一些PLC程序在PLC以及 MCGS&態(tài)軟件上得以實現(xiàn)，提高和擴(kuò)展了組態(tài)軟件和 PLC的應(yīng)用水平和應(yīng)用范 圍，大大提高了系統(tǒng)的控制水平。本課題的設(shè)計是先通過工控組態(tài)軟件 MCGSS組態(tài)環(huán)境下

7、做出一個關(guān)于上水 箱液位控制的動態(tài)連接界面，接著應(yīng)用FX2n-32MR（三菱）進(jìn)行程序的編寫，在MCGS組態(tài)環(huán)境中設(shè)置完全正確的情況下將組態(tài)環(huán)境中的動態(tài)界面和編寫的PLC程序進(jìn)行動態(tài)連接。在通訊接口設(shè)備通訊狀況良好的條件下， 操作人員只需要在 電腦上進(jìn)行一些參數(shù)數(shù)據(jù)的操作和改動就可以達(dá)到對上水箱液位控制的目的。操作人員可隨時通過動畫界監(jiān)測到上水箱的液位變化情況，提高了安全性的同時也 減少了生產(chǎn)工作人員的勞動強(qiáng)度。 這對實現(xiàn)先進(jìn)控制的工程化、實用化、轉(zhuǎn)化社 會生產(chǎn)力，對縮短控制系統(tǒng)開發(fā)周期，加快先進(jìn)控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用，提高我國 的工業(yè)自動化水平有著重大意義。.單容水箱液位控制系統(tǒng)及仿真2.1系統(tǒng)

8、原理如下圖所示，被控變量為中水箱的液位高度，實驗要求中水箱的液位穩(wěn)定在 給定值，將壓力傳感器檢測到的的中水箱的液位信號作為反饋信號， 在與給定量 比較后的差值通過調(diào)節(jié)閥的開度，以達(dá)到控制中水箱的液位的目的。2.2被控對象本設(shè)計探討的是單容水箱的液位控制問題。為了能更好的選取控制方法和參 數(shù)，有必要知道被控對象一上水箱的結(jié)構(gòu)和特性。可以知道，單容水箱的流量特性：水箱的出水量與水壓有關(guān)，而水壓又與水位高度近乎成正比。這樣，當(dāng)水箱 水位升高時，其出水量也在不斷增大。所以，若閥 V2開度適當(dāng)，在不溢出的情況下，當(dāng)水箱的進(jìn)水量恒定不變時，水位的上升速度將逐漸變慢，最終達(dá)到平衡。 由此可見，單容水箱系統(tǒng)是

9、一個自衡系統(tǒng)。圖2單容水箱結(jié)構(gòu)圖2.3水箱建模這里研究的被控對象只有一個，那就是單容水箱（圖 2）。要對該對象進(jìn)行 較好的計算機(jī)控制，有必要建立被控對象的數(shù)學(xué)模型。 正如前面提到的，單容水 箱是一個自衡系統(tǒng)。根據(jù)它的這一特性，我們可以用階躍響應(yīng)測試法進(jìn)行建模。如圖1-1，設(shè)水箱的進(jìn)水量為Q,出水量為Q,水箱的液面高度為h,出水 閥V2固定于某一開度值。若Q作為被控對象的輸入變量，h為其輸出變量，則該 被控對象的數(shù)學(xué)模型就是h與Q之間的數(shù)學(xué)表達(dá)式。根據(jù)動態(tài)物料平衡關(guān)系有-J hQ!-Q2=C（ 1-1）dt將式（1-1 ）表示為增量形式Q 二（ 1-2）12 dt式中，Q1、Q、丄h 分別為偏離

10、某一平衡狀態(tài) Q10、Q20、ho的增量；C水箱底面積。在靜態(tài)時，Q1 = Q2 ； dh dt =0；當(dāng)Q1發(fā)生變化時，液位h隨之變化，閥V處的靜壓也隨之變化，Q2也必然發(fā)生變化。由流體力學(xué)可知，流體在紊流情況下， 液位h與流量之間為非線性關(guān)系。但為簡化起見，經(jīng)線性化處理，則可近似認(rèn)為Q1與殆成正比，而與閥V2的阻力民成反比，即.：hR2R2 = ,：hLQ2(1-3)將式（1-3）代入式（1-2）可得dAhR2Ch = RQ!2 dt在零初始條件下，對上式求拉氏變換，得：Go(s)=H(s)Qi(s)R,KR2Cs 1 Ts 1(1-4)(1-5)H(s)=KR。s(Ts 1)KR0sKR

11、。s 1/T.th(t) = KR。(1 - e T )(1-6)(1-7)(1-8)式中，R2為閥V的阻力，稱為液阻式中，T=RC為水箱的時間常數(shù)（注意：閥 V2的開度大小會影響到水箱的時間常 數(shù)），K=R為過程的放大倍數(shù)。令輸入流量Q1（s） = R0/s，R為常量，則輸出液位的高度為:當(dāng)t 時，h（：） =KR。因而有h（：J _輸出穩(wěn)態(tài)值& 一階躍輸入當(dāng)t=T時，則有h（T） = KR0（1 -e）二0.632KR。= 0.632h（:）（ 1-9）式（1-7）表示一階慣性環(huán)節(jié)的響應(yīng)曲線是一單調(diào)上升的指數(shù)函數(shù)，如圖2所示由式（1-9）可知該曲線上升到穩(wěn)態(tài)值的63.2%所對應(yīng)的時間，就是

12、水箱的時間常數(shù)T。該時間常數(shù)T也可以通過坐標(biāo)原點對響應(yīng)曲線作切線，此切線與穩(wěn)態(tài)值 的交點所對應(yīng)的時間就是時間常數(shù) To圖3階躍響應(yīng)曲線2.4系統(tǒng)仿真用Matlab軟件建立模型進(jìn)行仿真，如圖 4所示圖4 Matlab仿真模型圖Matlab仿真結(jié)果波形圖，如圖5所示圖5 Matlab仿真結(jié)果波形圖3.1三菱FX2n-32MR系列三菱PLC是三菱電機(jī)在大連生產(chǎn)的主力產(chǎn)品。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術(shù)操作等面向 用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面：(1)系統(tǒng)配置即固定又

13、靈活；(2)編程簡單；備有可自由選擇，豐富的品種；(4)令人放心的高性能；(5)高速運算；(6)使用于多種特殊用途；(7)外部機(jī)器通訊簡單化；(8)共同的外部設(shè)備。3.2 PLC系統(tǒng)組成及各部分的功能1. CPU運算和控制中心起“心臟”作用。縱：當(dāng)從編程器輸入的程序存入到用戶程序存儲器中，然后CPI根據(jù)系統(tǒng)所賦予 的功能(系統(tǒng)程序存儲器的解釋編譯程序)，把用戶程序翻譯成PLC內(nèi)部所認(rèn)可 的用戶編譯程序。橫：輸入狀態(tài)和輸入信息從輸入接口輸進(jìn)，CPU將之存入工作數(shù)據(jù)存儲器中或輸 入映象寄存器。然后由CPU把數(shù)據(jù)和程序有機(jī)地結(jié)合在一起。把結(jié)果存入輸出映 象寄存器或工作數(shù)據(jù)存儲器中，然后輸出到輸出接口

14、、控制外部驅(qū)動器。組成：CPU由控制器、運算器和寄存器組成。這些電路集成在一個芯片上。CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線與I/O接口電路相連接。2.存儲器具有記憶功能的半導(dǎo)體電路。分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶存儲器。系統(tǒng)程序存儲器用以存放系統(tǒng)程序， 包括管理程序，監(jiān)控程序以及對用戶程序做 編譯處理的解釋編譯程序。由只讀存儲器組成。廠家使用的，內(nèi)容不可更改，斷 電不消失。用戶存儲器：分為用戶程序存儲區(qū)和工作數(shù)據(jù)存儲區(qū)。由隨機(jī)存取存儲器(RAM組成。用戶使用的。斷電內(nèi)容消失。常用高效的鋰電池作為后備電源，壽命一般 為35年。3.輸入/輸出接口(1)輸入接口：光電耦合器由兩個發(fā)光二極度管和光電三極管組成。發(fā)光

15、二級管：在光電耦合器的輸入端加上變化的電信號， 發(fā)光二極管就產(chǎn)生與輸 入信號變化規(guī)律相同的光信號。光電三級管：在光信號的照射下導(dǎo)通，導(dǎo)通程度與光信號的強(qiáng)弱有關(guān)。在光電耦 合器的線性工作區(qū)內(nèi)，輸出信號與輸入信號有線性關(guān)系。輸入接口電路工作過程：當(dāng)開關(guān)合上，二極管發(fā)光，然后三極管在光的照射下導(dǎo) 通，向內(nèi)部電路輸入信號。當(dāng)開關(guān)斷開，二極管不發(fā)光，三極管不導(dǎo)通。向內(nèi)部 電路輸入信號。也就是通過輸入接口電路把外部的開關(guān)信號轉(zhuǎn)化成 PLC內(nèi)部所能 接受的數(shù)字信號。(2)輸出接口PLC的繼電器輸出接口電路工作過程：當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號 1有電流流過，繼電器線圈有電流，然后 常開觸點閉合，提供負(fù)載導(dǎo)通的電流

16、和電壓。當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號0,貝假有電流流過，繼電器線圈沒有電流，然后常開觸點斷開，斷開負(fù)載的電流或電壓。 也就是通過輸出接口電路把內(nèi)部的數(shù)字電路化成一種信號使負(fù)載動作或不動作。三種類型：繼電器輸出：有觸點、壽命短、頻率低、交直流負(fù)載晶體管輸出：無觸點、壽命長、直流負(fù)載晶閘管輸出：無觸點、壽命長、交流負(fù)載4 .編程器編程器分為兩種，一種是手持編程器，方便。我們實驗室使用的就是手持編程器。 二種是通過PLC的RS232口。與計算機(jī)相連。然后敲擊鍵盤。通過NSTP-GF軟件(或WINDOWS軟件)向PLC內(nèi)部輸入程序。3.3上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)本章介紹工業(yè)自動化控 MCGS( Mo nitor an

17、d Co ntrol Ge nerated System, 通用監(jiān)控系統(tǒng))的基本組成部分及其功能。MCG組態(tài)通用監(jiān)控系統(tǒng)軟件是集動畫 顯示、流程控制、數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制與輸出、數(shù)據(jù)與曲線等諸多強(qiáng)大功能于一 身，并支持國內(nèi)外眾多數(shù)據(jù)采集與設(shè)備輸出， 通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，以動 畫顯示、報警處理、流程控制和報表輸出等多種方式向用戶提供解決實際問題的 方案，在自動化的各個領(lǐng)域起著極其重要的作用。3.3.1 MCGS1用監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成MCG監(jiān)控系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩個部分，用戶所有組態(tài)配置過程都 在組態(tài)環(huán)境中進(jìn)行，組態(tài)環(huán)境相當(dāng)于一套完整的工具軟件， 它幫助用戶設(shè)計和構(gòu) 造自己的應(yīng)用系統(tǒng)。運行

18、環(huán)境是一個獨立的運行系統(tǒng)，它按照組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫中 用戶指定的方式進(jìn)行各種處理，完成用戶組態(tài)設(shè)計的目標(biāo)和功能。運行環(huán)境必須 與組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫一起作為一個整體，才能構(gòu)成用戶應(yīng)用系統(tǒng)。由MCG生成的用戶應(yīng)用系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時 數(shù)據(jù)庫和運行策略五個部分構(gòu)成。MCGS用主控窗口、設(shè)備窗口和用戶窗口來構(gòu)成一個應(yīng)用系統(tǒng)的人機(jī)交互圖形界 面，組態(tài)配置各種不同類型和功能的對象或構(gòu)件， 同時可以對實時數(shù)據(jù)庫進(jìn)行可 視化處理。(1) 實時數(shù)據(jù)庫是MCG隘控系統(tǒng)的核心。MCGSS實時數(shù)據(jù)庫來管理所有實時 數(shù)據(jù)。從外部設(shè)備采集來的實時數(shù)據(jù)送入實時數(shù)據(jù)庫， 系統(tǒng)其它部分操作的數(shù)據(jù) 也來自于實

19、時數(shù)據(jù)庫。實時數(shù)據(jù)庫采用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，為其它部分提供服務(wù)， 提供了系統(tǒng)各個功能部件的數(shù)據(jù)共享。(2) 主控窗口確定了工業(yè)控制中工程作業(yè)的總體輪廓，以及運行流程、菜單命令、特性參數(shù)和啟動特性等項內(nèi)容，是應(yīng)用系統(tǒng)的主框架。(3) 設(shè)備窗口是MCG監(jiān)控系統(tǒng)與外部設(shè)備聯(lián)系的媒介。專門用來放置不同類型 和功能的設(shè)備構(gòu)件，實現(xiàn)對外部設(shè)備的操作和控制。它通過設(shè)備構(gòu)件把外部設(shè)備 的數(shù)據(jù)采集進(jìn)來，送入實時數(shù)據(jù)庫，或把實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)輸出到外部設(shè)備。(4)用戶窗口實現(xiàn)了數(shù)據(jù)和流程的“可視化”。用戶窗口中可以放置三種不同類 型的圖形對象：圖元、圖符和動畫構(gòu)件。（5）運行策略是對系統(tǒng)運行流程實現(xiàn)有效控制的手段。一

20、個應(yīng)用系統(tǒng)有三個固定 的運行策略：啟動策略、循環(huán)策略和退出策略。332 MCG通用監(jiān)控系統(tǒng)主要功能（1）良好的可維護(hù)性和可擴(kuò)充性。三種基本類型的構(gòu)件 （設(shè)備構(gòu)件、動畫構(gòu)件、 策略構(gòu)件）完成了 MCG系統(tǒng)三大部分（設(shè)備驅(qū)動、動畫顯示和流程控制）的所有工 作。（2）MCG系統(tǒng)可以與廣泛的數(shù)據(jù)源交換數(shù)據(jù)，有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫連接能力，可以和更多的自動化設(shè)備相連接；與其它應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù)，充分利用計算機(jī)豐富的 軟件資源。（3）強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能。（4）多樣化的報警功能。3.3.3MCG組態(tài)軟件畫面的制作使用MCG完成一個實際的應(yīng)用系統(tǒng)，首先必須在MCG系統(tǒng)的組態(tài)環(huán)境下進(jìn) 行系統(tǒng)的組態(tài)生成工作，然后將系統(tǒng)放在MC

21、G運行環(huán)境下運行。本設(shè)計是在MCGS 組態(tài)環(huán)境下進(jìn)行的液位控制系統(tǒng)的制作。首先將MCG組態(tài)軟件安裝在所要使用的計算機(jī)中，安裝MCG組態(tài)軟件的通用版本即可。安裝成功后，即可進(jìn)入到組 態(tài)環(huán)境中進(jìn)行畫面制作。進(jìn)入到組態(tài)環(huán)境中，首先要先建立一個新建的工程對象。在新建工程對象成 功后，單擊進(jìn)入主控窗口。主控窗口負(fù)責(zé)調(diào)度設(shè)備窗口的工作、 管理用戶窗口的 打開和關(guān)閉、驅(qū)動動畫圖形和調(diào)度用戶策略的運行等。 主控窗口組態(tài)包括菜單的 設(shè)計和系統(tǒng)屬性的設(shè)置。主控窗口所建立的菜單命令可以執(zhí)行指定的運行策略， 打開、關(guān)閉、隱藏和打印指定的用戶窗口，退出運行系統(tǒng)，數(shù)據(jù)對象操作和執(zhí)行 指定的腳本程序等工作。在組態(tài)界面上打開

22、主控窗口，此窗口組態(tài)見如下圖所示:H B系統(tǒng)管理&sI*用戶窗管理畫卜O麗I1 退岀系統(tǒng)詠圖6主控窗口示意圖0通用串口父設(shè)備用戶窗口用來放置各IIBI然后打開設(shè)備窗口，設(shè)備窗口是 MCGS系統(tǒng)與作為測控對象的外部設(shè)備建立 聯(lián)系的后臺作業(yè)環(huán)境，負(fù)責(zé)驅(qū)動外部設(shè)備，控制外部設(shè)備的工作狀態(tài)。系統(tǒng)通過 設(shè)備與數(shù)據(jù)之間的通道，把外部設(shè)備的運行數(shù)據(jù)采集進(jìn)來， 送入實時數(shù)據(jù)庫，供 系統(tǒng)其它部分調(diào)用，并且把實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)輸出到外部設(shè)備， 實現(xiàn)對外部設(shè) 備的操作與控制。進(jìn)入設(shè)備窗口，從設(shè)備構(gòu)件工具箱里選擇相應(yīng)的構(gòu)件， 配置到 窗口內(nèi)，建立接口與通道的連接關(guān)系，設(shè)置相關(guān)的屬性，即完成了設(shè)備窗口組態(tài)。 單擊設(shè)備組

23、態(tài)按鍵，將所要用到的通用串口父設(shè)備0-通用串口父設(shè)備、設(shè)備0-三菱_FX系列編程口 通訊設(shè)備添加在設(shè)備窗口中。設(shè)備0三菱系列編程口圖6設(shè)備組態(tài)的添加接著在用戶窗口下進(jìn)行對水箱液位控制界面圖的制作 種圖形對象，不同的圖形對象對應(yīng)不同的功能。圖7組態(tài)監(jiān)控界面G*器“1(3-3)四.軟件設(shè)計數(shù)字PID控制是在實驗研究和生產(chǎn)過程中采用最普遍的一種控制方法，在液位控制系統(tǒng)中也有著極其重要的控制作用。本章主要介紹PID控制的基本原理，液位控制系統(tǒng)中用到的數(shù)字PID控制算法及其具體應(yīng)用。4.1 PID控制原理一般，在控制系統(tǒng)中，控制器最常用的控制規(guī)律是 PID控制。常規(guī)PID控制 系統(tǒng)原理框圖如圖8所示。系

24、統(tǒng)由模擬PID控制器和被控對象組成。PID控制器是一種線性控制器，它是根據(jù)給定值r(t)與實際輸出值c(t)構(gòu)成控制偏差e(t) =r(t) -c(t)(3-1)將偏差的比例(P)、積分(I)和微分(D)通過線性組合可以構(gòu)成控制量, 對被控對象進(jìn)行控制，故稱 PID控制器。它的控制規(guī)律為u(t) = KP |e(t) + 丄 fe(t)dTDde(t)(3-2)P T =dt _寫成傳遞函數(shù)形式為式中 KP比例系數(shù);TI-積分時間常數(shù);TD 微分時間常數(shù);從系統(tǒng)的穩(wěn)定性、響應(yīng)速度、超調(diào)量和穩(wěn)態(tài)精度等各方面來考慮，PID控制器各校正環(huán)節(jié)的作用如下：1、比例環(huán)節(jié)用于加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，提高系統(tǒng)的調(diào)

25、節(jié)精度。Kp越大，系統(tǒng)的響應(yīng)速度圖8模擬PID控制系統(tǒng)原理框圖越快，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度越高，但易產(chǎn)生超調(diào)，甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。KP取值過小，則會降低調(diào)節(jié)精度，使響應(yīng)速度緩慢，從而延長調(diào)節(jié)時間，使系統(tǒng)靜態(tài)、 動態(tài)特性變壞。2、積分環(huán)節(jié)主要用來消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。TI越小，系統(tǒng)的靜態(tài)誤差消除越快，但 TI過 小，在響應(yīng)過程的初期會產(chǎn)生積分飽和現(xiàn)象， 從而引起響應(yīng)過程的較大超調(diào)。 若 TI過大，將使系統(tǒng)靜態(tài)誤差難以消除，影響系統(tǒng)的調(diào)節(jié)精度。3、微分環(huán)節(jié)能改善系統(tǒng)的動態(tài)特性，其作用主要是在響應(yīng)過程中抑制偏差向任何方向的 變化，對偏差變化進(jìn)行提前預(yù)報。但 TD過大，會使響應(yīng)過程提前制動，從而延 長調(diào)節(jié)時間

26、，而且會降低系統(tǒng)的抗干擾性能。4.2 PLC的基本工作原理及梯形圖一.PLC采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式1 每次掃描過程。集中對輸入信號進(jìn)行采樣。集中對輸出信號進(jìn)行刷新。2.輸入刷新過程。當(dāng)輸入端口關(guān)閉時，程序在進(jìn)行執(zhí)行階段時，輸入端有新狀 態(tài)，新狀態(tài)不能被讀入。只有程序進(jìn)行下一次掃描時，新狀態(tài)才被讀入。3.一個掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸出刷新。4.元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。5. 掃描周期的長短由三條決定。（1） CPL執(zhí)行指令的速度（2）指令本身占有的 時間（3）指令條數(shù)6.由于采用集中采樣。集中輸出的方式。存在輸入 /輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入/ 輸出響

27、應(yīng)延遲。二.PLC與繼電器控制系統(tǒng)、微機(jī)區(qū)別1. PLC與繼電器控制系統(tǒng)區(qū)別前者工作方式是“串行”，后者工作方式是“并行”。前者用“軟件”，后者用“硬件”。2. PLC與微機(jī)區(qū)別前者工作方式是“循環(huán)掃描”。后者工作方式是“待命或中斷”PLC編程方式PLC最突出的優(yōu)點采用“軟繼電器”代替“硬繼電器”。用“軟件編程邏輯”代 替“硬件布線邏輯”。PLC編程語言有梯形圖、布爾助記符語言，等等。尤其前兩者為常用。 梯形圖語言特點：1.每個梯形圖由多個梯級組成。2.梯形圖中左右兩邊的豎線表示假想的邏輯電源。當(dāng)某一梯級的邏輯運算結(jié)果 為“1”時，有假想的電流通過。3.繼電器線圈只能出現(xiàn)一次，而它的常開、常閉觸點可以出現(xiàn)無數(shù)次。4.每一梯級的運算結(jié)果，立即被后面