1、5.8 閉環(huán)控制模板閉環(huán)控制模板教案教案8復(fù)習(xí)提問(wèn)：掌握通信模板的組成、復(fù)習(xí)提問(wèn)：掌握通信模板的組成、CCM的配置與連接方法、的配置與連接方法、高速計(jì)數(shù)模板的基本結(jié)構(gòu)及主要配置高速計(jì)數(shù)模板的基本結(jié)構(gòu)及主要配置 實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制通常有兩種不同的方法，一種是利用PLC中的模擬輸入和輸出模板作測(cè)試和輸出驅(qū)動(dòng)，而控制參數(shù)和控制方法由PLC的軟件完成，這種控制方式硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而規(guī)格化，但要占用CPU大量的計(jì)算時(shí)間，控制速度低和實(shí)時(shí)性較差。另一種方式采用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的閉環(huán)控制模板，用“硬件”（事實(shí)上是用這種模板上的高速CPU運(yùn)算）來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。下面以西門(mén)子公司的閉環(huán)控制模板為例來(lái)說(shuō)明它的結(jié)構(gòu)和工作原理。5.8.

2、1 硬件結(jié)構(gòu)和工作原理硬件結(jié)構(gòu)和工作原理模板的基本結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5-25 總 線 接 口編 程 器 接 口存 儲(chǔ) 器 接 口編 程 器光 電 隔 離脈 沖 控 制它具有自己的微處理器，并利用總線接口與CPU模板作數(shù)據(jù)交換，模扳上用于存儲(chǔ)控制機(jī)構(gòu)和控制方案的ROM（EPROM）是可替換的，通過(guò)插口可插入不同的ROM，以適應(yīng)不同系統(tǒng)的控制要求。圖中A/D轉(zhuǎn)換器用于采集和測(cè)量輸入信號(hào)（模擬量）。這兩部分與模擬量輸入輸出模板的功能相似。 脈沖控制部分是數(shù)字量的輸入（如各個(gè)開(kāi)關(guān)和光電碼盤(pán)信號(hào)等）和輸出（如控制繼電器和步進(jìn)電機(jī)等）。在CPU8086與輸入輸出口之間采用光電隔離器（隔離信號(hào)全是數(shù)字量）。編程器用于

3、對(duì)該模板編程同時(shí)也可監(jiān)視它的工作狀況。 5.8.2 主要配置和技術(shù)指標(biāo)主要配置和技術(shù)指標(biāo)模板主要配置如下： 80186微處理器一片； 內(nèi)存四個(gè)：EPROM1 8KX2，存放系統(tǒng)軟件；RAM 8KX2，存放執(zhí)行數(shù)據(jù)；EPROM 16K2（外接），存放控制器機(jī)構(gòu)和控制參數(shù)等；E2PROM 8K1（外接），存放結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和控制參數(shù)等；模擬量輸入通道輸入通道數(shù)：8路（通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)切換）；輸入電壓范圍：010V；精度：12位（其中一位是符號(hào)位）； 輸出通道數(shù)：8路； 輸出電壓范圍：010 V； 精度：12位（其中一位是符號(hào)位）； 保護(hù)方式：輸出短路保護(hù)； 模擬量輸出通道模擬量輸出通道數(shù)字量輸入最高計(jì)數(shù)頻率

4、：500KHz；計(jì)數(shù)范圍：032767；碼盤(pán)工作電壓：5V；數(shù)字量輸出輸出方式：PWM或步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。6個(gè)對(duì)外的接口（插座）個(gè)對(duì)外的接口（插座）接口1和2是48針的總線接口，它們與總線接口是相匹配的。接口3是存儲(chǔ)器EPROM和E2PROM的插入口。接口4是數(shù)字量接口，主要用于檢測(cè)光電碼盤(pán)的輸入信號(hào)，它不僅可測(cè)位移和速度，同時(shí)可測(cè)方向。接口5是編程器接口，可直接與編程器連接。接口6是模擬量的輸入輸出接口。5.8.3 控制結(jié)構(gòu)的組成控制結(jié)構(gòu)的組成標(biāo)準(zhǔn)控制結(jié)構(gòu)的組成框圖如圖5-26 這種結(jié)構(gòu)主要用于單回路閉環(huán)控制，它具有P（比例）、PI（比例和積分）、PD（比例和微分）和PID（比例、積分和微分）等

5、控制方式，適用于單點(diǎn)的溫度、流量或壓力等參數(shù)的控制。 給 定實(shí)際值改進(jìn)型PID控制標(biāo)準(zhǔn)型PID控制步進(jìn)電機(jī) 控制模擬量 輸出PWM輸出測(cè)量1臨界值監(jiān)測(cè)1臨界值監(jiān)測(cè)2測(cè)量2各部分的功能各部分的功能 給定：被控量的給定基準(zhǔn)，它可由用戶(hù)外接給定，也可用程序給定；它可以是模擬量，也可以是數(shù)字量。設(shè)定時(shí)常用到/或A/D轉(zhuǎn)換。實(shí)際值：被控參數(shù)的實(shí)測(cè)值，為提高測(cè)試精度和抑制擾動(dòng)和噪聲，常采用多次測(cè)量然后取平均值方法取得實(shí)際值。它可以是模擬量，也可以是數(shù)字量。標(biāo)準(zhǔn)PID控制器：由本模板上的系統(tǒng)軟件構(gòu)成，用戶(hù)可輸入各控制參數(shù)，以確定實(shí)用的控制器。改進(jìn)型PID控制器：它與標(biāo)準(zhǔn)PID控制器的不同之處僅在于增加了額外

6、的比例增益及前饋控制等輔助功能。PWM輸出：以PWM（脈沖寬度調(diào)制）方式輸出模擬量控制信號(hào)。步進(jìn)控制器：這是一個(gè)具有脈沖輸出的步進(jìn)控制器，相當(dāng)于PWM輸出的控制器，它共具有三組步進(jìn)控制功能，可用于控制三相步進(jìn)電機(jī)。連續(xù)輸出：模擬量輸出信道（由軟件設(shè)定輸出信道）。測(cè)量I、II：測(cè)量信號(hào)的輸出插孔，可用程序設(shè)定所測(cè)量的點(diǎn)和有關(guān)參數(shù)。臨界值監(jiān)測(cè)和II：可同時(shí)觀察6個(gè)測(cè)量點(diǎn)，以檢測(cè)它們是否超出臨界值（由軟件確定）。如果超出，則立即停機(jī)或報(bào)警。5.9 編程器編程器1.用途編輯用戶(hù)程序、調(diào)度程序、監(jiān)視程序的執(zhí)行。2.結(jié)構(gòu)1.鍵盤(pán)。2.顯示器1鍵盤(pán)：鍵盤(pán)： 數(shù)字鍵（09）：主要用有輸入程序的地址、定時(shí)值、操

7、作數(shù)或其它以數(shù)字形式出現(xiàn)的參數(shù)。編程器鍵盤(pán)上的鍵按功能分類(lèi)，通常可分為四類(lèi)： 指令鍵：用于輸入PLC所用的各種指令，不同的PLC，指令各不相同。此外描述指令的方式也不同，有的用圖形表示，有的用助記符表示，還有的二者兼有之。程序編輯鍵：用于寫(xiě)入或修改程序，如有插入（INS），刪除（DEL），寫(xiě)入（WRITE）等。清除鍵（清除鍵（DLR）：）：清除用戶(hù)程序區(qū)中的所有內(nèi)容。清除用戶(hù)程序區(qū)中的所有內(nèi)容。編程器上還常設(shè)有一個(gè)三位置的工作方式設(shè)定開(kāi)關(guān)，它的三個(gè)位置分別為： RUN（運(yùn)行）：令PLC以正常運(yùn)行方式工作；MONITOR（監(jiān)測(cè)）：用編程器來(lái)監(jiān)控PLC的運(yùn)行狀態(tài)；PROGRAM（編程）：編程方式，即用戶(hù)輸入和修改程序。四、利用一個(gè)梯形圖四、利用一個(gè)梯形圖Y/進(jìn)行編程器的進(jìn)行編程器的使用和練習(xí)使用和練