第4章 自動(dòng)調(diào)節(jié)儀表

1、化工儀表及自動(dòng)化化工儀表及自動(dòng)化第第4章章 自動(dòng)調(diào)節(jié)儀表自動(dòng)調(diào)節(jié)儀表 內(nèi)容提要概述概述基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響n雙位控制雙位控制n比例控制比例控制n積分控制積分控制n微分控制微分控制模擬式控制器模擬式控制器n基本構(gòu)成原理及部件基本構(gòu)成原理及部件nDDZ-型電動(dòng)控制器型電動(dòng)控制器數(shù)字式控制器數(shù)字式控制器n數(shù)字式控制器的主要特點(diǎn)數(shù)字式控制器的主要特點(diǎn)n數(shù)字是控制器的基本構(gòu)成數(shù)字是控制器的基本構(gòu)成nKMM型可編程序調(diào)節(jié)器型可編程序調(diào)節(jié)器可編程序控制器可編程序控制器n概論概論n可編程序控制器的基本組成可編程序控制器的基本組成n可編程序控制器的編程語(yǔ)言可編

2、程序控制器的編程語(yǔ)言nOMRON C 系列系列 PLCn應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例內(nèi)容提要第一節(jié)第一節(jié) 概論概論控制儀表經(jīng)歷三個(gè)發(fā)展階段控制儀表經(jīng)歷三個(gè)發(fā)展階段基地式控制儀表基地式控制儀表 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 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 調(diào)節(jié)儀表是在自動(dòng)控制系統(tǒng)中將代表被控對(duì)象實(shí)際調(diào)節(jié)儀表是在自動(dòng)控制系統(tǒng)中將代表被控對(duì)象實(shí)際值的檢測(cè)信號(hào)與給定值相比較，確定誤差并按照預(yù)定的值的檢測(cè)信號(hào)與給定值相比較，確定誤差并按照預(yù)定的規(guī)律發(fā)出控制指令的工業(yè)自動(dòng)化儀表。規(guī)律發(fā)出控制指令的工業(yè)自動(dòng)化儀表。 一般具有給定、比較、指示、運(yùn)算和操作等功能。一般具有給定、

3、比較、指示、運(yùn)算和操作等功能。用于復(fù)雜系統(tǒng)的調(diào)節(jié)儀表還具有對(duì)幾個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行計(jì)用于復(fù)雜系統(tǒng)的調(diào)節(jié)儀表還具有對(duì)幾個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行計(jì)算和選擇以及記憶、限幅、程序控制、邏輯控制等功能。算和選擇以及記憶、限幅、程序控制、邏輯控制等功能。圖為調(diào)節(jié)儀表與其他儀表的相互關(guān)系。圖為調(diào)節(jié)儀表與其他儀表的相互關(guān)系。 第二節(jié)第二節(jié) 基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響控制器的控制規(guī)律是指控制器的控制規(guī)律是指 控制器的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間的關(guān)系。控制器的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間的關(guān)系。 uf ef zx即即 經(jīng)常是假定控制器的經(jīng)常是假定控制器的輸入信號(hào)輸入信號(hào)e是一個(gè)階躍信號(hào)，是一個(gè)

4、階躍信號(hào)，是是給定值信號(hào)給定值信號(hào)x與與測(cè)量值信號(hào)測(cè)量值信號(hào)z的差值，然后來(lái)研究控制的差值，然后來(lái)研究控制器的器的輸出信號(hào)輸出信號(hào)u隨時(shí)間的變化規(guī)律，即隨時(shí)間的變化規(guī)律，即u與與e的關(guān)系。的關(guān)系。 在研究控制器的控制規(guī)律時(shí)在研究控制器的控制規(guī)律時(shí)控制器的基本控制規(guī)律控制器的基本控制規(guī)律 位式控制位式控制（其中以雙位控制比較常用）、（其中以雙位控制比較常用）、比例控制比例控制（P） 現(xiàn)在式控制現(xiàn)在式控制積分控制積分控制（I） 過(guò)去式控制過(guò)去式控制微分控制微分控制（D）將來(lái)式控制將來(lái)式控制組合形式，如：組合形式，如：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

5、例積分微分控制（PID） 第二節(jié)第二節(jié) 基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響調(diào)節(jié)速度：調(diào)節(jié)速度：PIPIPDPID一、雙位控制一、雙位控制maxmin,0(0),00ueeuuee或或理想的雙位控制器其輸出理想的雙位控制器其輸出p與輸入偏差額與輸入偏差額e之間的關(guān)系為之間的關(guān)系為理想雙位控制特性理想雙位控制特性雙位控制示例雙位控制示例第二節(jié)第二節(jié) 基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響 將上圖中的測(cè)量裝置及繼電器線路稍加改變，便可將上圖中的測(cè)量裝置及繼電器線路稍加改變，便可成為一個(gè)具有中間區(qū)的雙位控制器，見(jiàn)下圖。由于成為一個(gè)

6、具有中間區(qū)的雙位控制器，見(jiàn)下圖。由于設(shè)置設(shè)置了中間區(qū)，當(dāng)偏差在中間區(qū)內(nèi)變化時(shí)，控制機(jī)構(gòu)不會(huì)動(dòng)了中間區(qū)，當(dāng)偏差在中間區(qū)內(nèi)變化時(shí)，控制機(jī)構(gòu)不會(huì)動(dòng)作，因此可以使控制機(jī)構(gòu)開(kāi)關(guān)的頻繁程度大為降低，延作，因此可以使控制機(jī)構(gòu)開(kāi)關(guān)的頻繁程度大為降低，延長(zhǎng)了控制器中運(yùn)動(dòng)部件的使用壽命長(zhǎng)了控制器中運(yùn)動(dòng)部件的使用壽命。 實(shí)際的雙位控制特性實(shí)際的雙位控制特性具有中間區(qū)的雙位控制過(guò)程具有中間區(qū)的雙位控制過(guò)程第二節(jié)第二節(jié) 基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響結(jié)論結(jié)論第二節(jié)第二節(jié) 基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響被控變量波動(dòng)的上、下限在允許范圍內(nèi)，

7、使被控變量波動(dòng)的上、下限在允許范圍內(nèi)，使周期周期長(zhǎng)長(zhǎng)些比較有利。些比較有利。 雙位控制過(guò)程中一般采用雙位控制過(guò)程中一般采用振幅振幅與與周期周期作為品質(zhì)指標(biāo)作為品質(zhì)指標(biāo) 雙位控制器雙位控制器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低成本較低、易于實(shí)現(xiàn)易于實(shí)現(xiàn)，因而，因而應(yīng)用很普遍。應(yīng)用很普遍。二、比例控制二、比例控制 在雙位控制系統(tǒng)中，被控變量不可避免地會(huì)產(chǎn)生持續(xù)在雙位控制系統(tǒng)中，被控變量不可避免地會(huì)產(chǎn)生持續(xù)的的等幅振蕩過(guò)程等幅振蕩過(guò)程，為了避免這種情況，應(yīng)該，為了避免這種情況，應(yīng)該使控制閥的使控制閥的開(kāi)度與被控變量的偏差成比例開(kāi)度與被控變量的偏差成比例，根據(jù)偏差的大小，控制根據(jù)偏差的大小，控制閥可以處于不同的

8、位置閥可以處于不同的位置，這樣就有可能獲得與對(duì)象負(fù)荷，這樣就有可能獲得與對(duì)象負(fù)荷相適應(yīng)的操縱變量，從而使被控變量趨于穩(wěn)定，達(dá)到平相適應(yīng)的操縱變量，從而使被控變量趨于穩(wěn)定，達(dá)到平衡狀態(tài)。衡狀態(tài)。 第二節(jié)第二節(jié) 基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響簡(jiǎn)單的比例控制系統(tǒng)示意圖簡(jiǎn)單的比例控制系統(tǒng)示意圖,auauebeb或PuK e第二節(jié)第二節(jié) 基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響如左圖，根據(jù)相似三角形原理如左圖，根據(jù)相似三角形原理對(duì)于具有比例控制的控制器對(duì)于具有比例控制的控制器比例控制的放大倍數(shù)比例控制的放大倍數(shù)KP是一個(gè)重要的系數(shù)

9、，是一個(gè)重要的系數(shù)，它決定了比例控制作用的強(qiáng)弱。它決定了比例控制作用的強(qiáng)弱。 m axm inm axm in/100%euxxuu是指控制器輸入的變化相對(duì)值與相應(yīng)的輸出是指控制器輸入的變化相對(duì)值與相應(yīng)的輸出變化相對(duì)值之比的百分?jǐn)?shù)。變化相對(duì)值之比的百分?jǐn)?shù)。 比例度示意圖比例度示意圖第二節(jié)第二節(jié) 基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響舉例DDZ-III型比例作用控制，溫度刻度范圍為型比例作用控制，溫度刻度范圍為400800，控制器輸出工作范圍是，控制器輸出工作范圍是420mA。當(dāng)指示指。當(dāng)指示指針從針從600移到移到700，此時(shí)控制器相應(yīng)的輸出從，此時(shí)控制器相應(yīng)

10、的輸出從6mA變?yōu)樽優(yōu)?1mA，其比例度的值為，其比例度的值為 700600 146/100%50%800400204 對(duì)于這臺(tái)控制器，溫度變化全量程的對(duì)于這臺(tái)控制器，溫度變化全量程的50（相當(dāng)于（相當(dāng)于200），控制器的輸出就能從最小變?yōu)樽畲螅诖藚^(qū)間內(nèi)，），控制器的輸出就能從最小變?yōu)樽畲?，在此區(qū)間內(nèi)，e和和u是成比例的。是成比例的。 第二節(jié)第二節(jié) 基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響maxminmaxmin1100%PuuKxxmaxminmaxmin/100%euxxuu 比例度比例度 與放大倍數(shù)與放大倍數(shù)K KP P成反比成反比。 控制器的比例度控制

11、器的比例度 越小，它的放大倍數(shù)越小，它的放大倍數(shù)K KP P就越大，就越大，它將偏差（控制器輸入）放大的能力越強(qiáng)，反之亦它將偏差（控制器輸入）放大的能力越強(qiáng)，反之亦然。然。結(jié)論第二節(jié)第二節(jié) 基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響PuK e將式關(guān)系代入式經(jīng)整理后可得液位比例控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程。液位比例控制系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程。比例控制系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程比例控制系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程偏差的變化曲線偏差的變化曲線比例度對(duì)過(guò)渡過(guò)程的影響比例度對(duì)過(guò)渡過(guò)程的影響第二節(jié)第二節(jié) 基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響進(jìn)水量增加進(jìn)水量增加在在t=tt=t0 0時(shí)，系

12、統(tǒng)外加一個(gè)干時(shí)，系統(tǒng)外加一個(gè)干擾作用擾作用作用在控制閥上的信號(hào)作用在控制閥上的信號(hào)液位開(kāi)始下降液位開(kāi)始下降作用強(qiáng)作用強(qiáng)等幅振動(dòng)等幅振動(dòng)動(dòng)作迅速動(dòng)作迅速有余差有余差：反應(yīng)快，控制及時(shí)：反應(yīng)快，控制及時(shí)：存在余差：存在余差 若對(duì)象的滯后較小、時(shí)間常數(shù)較大以及放大倍若對(duì)象的滯后較小、時(shí)間常數(shù)較大以及放大倍數(shù)較小時(shí)，控制器的比例度可以選得小些，以提數(shù)較小時(shí)，控制器的比例度可以選得小些，以提高系統(tǒng)的靈敏度，使反應(yīng)快些，從而過(guò)渡過(guò)程曲高系統(tǒng)的靈敏度，使反應(yīng)快些，從而過(guò)渡過(guò)程曲線的形狀較好。反之，比例度就要選大些以保證線的形狀較好。反之，比例度就要選大些以保證穩(wěn)定。穩(wěn)定。 結(jié)論結(jié)論第二節(jié)第二節(jié) 基本控制規(guī)律

13、及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響三、積分控制三、積分控制 當(dāng)對(duì)控制質(zhì)量有更高要求時(shí)，就需要在比例控制的基當(dāng)對(duì)控制質(zhì)量有更高要求時(shí)，就需要在比例控制的基礎(chǔ)上，再加上能消除余差的積分控制作用。礎(chǔ)上，再加上能消除余差的積分控制作用。 IIuKAdtK At積分控制器特性積分控制器特性 當(dāng)有偏差存在時(shí)，輸出信號(hào)將隨時(shí)間增長(zhǎng)（或減?。?。當(dāng)有偏差存在時(shí)，輸出信號(hào)將隨時(shí)間增長(zhǎng)（或減?。?。 當(dāng)偏差為零時(shí)，輸出才停止變化而穩(wěn)定在某一值上，因當(dāng)偏差為零時(shí)，輸出才停止變化而穩(wěn)定在某一值上，因而用積分控制器組成控制系統(tǒng)可以達(dá)到無(wú)余差。而用積分控制器組成控制系統(tǒng)可以達(dá)到無(wú)余差。第二節(jié)第二節(jié)

14、基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響IuKedt積分控制作用的輸出變化量積分控制作用的輸出變化量u與輸入偏差與輸入偏差e的積分成正比，即的積分成正比，即 當(dāng)輸入偏差是常數(shù)當(dāng)輸入偏差是常數(shù)A時(shí)時(shí)1PIPIuKeKedtuKeedtT把比例與積分組合起來(lái)，這樣控制把比例與積分組合起來(lái)，這樣控制既及時(shí)，又能消除余差。既及時(shí)，又能消除余差。比例積分控制器特性比例積分控制器特性積分時(shí)間對(duì)過(guò)渡過(guò)程的影響積分時(shí)間對(duì)過(guò)渡過(guò)程的影響比例積分控制規(guī)律可用下式表示比例積分控制規(guī)律可用下式表示 1PPKuK AAtT或或若偏差是幅值為若偏差是幅值為A A的階躍干擾的階躍干擾第二節(jié)第

15、二節(jié) 基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響比例積分控制器對(duì)于多數(shù)系統(tǒng)都可采用，比例積分控制器對(duì)于多數(shù)系統(tǒng)都可采用，兩個(gè)參數(shù)均可調(diào)整。兩個(gè)參數(shù)均可調(diào)整。 當(dāng)當(dāng)對(duì)象滯后很大對(duì)象滯后很大時(shí)，可能控制時(shí)間較長(zhǎng)、最大偏時(shí)，可能控制時(shí)間較長(zhǎng)、最大偏差也較大；差也較大； 負(fù)荷變化過(guò)于劇烈負(fù)荷變化過(guò)于劇烈時(shí)，由于積分動(dòng)作緩慢，使控時(shí)，由于積分動(dòng)作緩慢，使控制作用不及時(shí)，此時(shí)可增加制作用不及時(shí)，此時(shí)可增加微分作用微分作用。 第二節(jié)第二節(jié) 基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響四、微分控制四、微分控制DdeuTdt 在自動(dòng)控制時(shí)，控制器具在自動(dòng)

16、控制時(shí)，控制器具有微分控制規(guī)律有微分控制規(guī)律理想微分控制器特性理想微分控制器特性優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)第二節(jié)第二節(jié) 基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響PDdeuKeTdt1PDIdeuKeedtTTdt三作用控制器特性三作用控制器特性第二節(jié)第二節(jié) 基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響基本控制規(guī)律及其對(duì)系統(tǒng)過(guò)渡過(guò)程的影響比例微分控制器特性比例微分控制器特性微分時(shí)間對(duì)過(guò)渡過(guò)程的影微分時(shí)間對(duì)過(guò)渡過(guò)程的影響響第三節(jié)第三節(jié) 模擬式控制器模擬式控制器一、基本構(gòu)成原理及部件一、基本構(gòu)成原理及部件 在模擬式控制器中，所傳送的信號(hào)形式為在模擬式控制器中，所傳送的信號(hào)形式為連續(xù)的模

17、擬信號(hào)連續(xù)的模擬信號(hào)。目前應(yīng)。目前應(yīng)用的模擬式控制器主要是用的模擬式控制器主要是電動(dòng)控制器電動(dòng)控制器。 控制器基本構(gòu)成控制器基本構(gòu)成將給定信號(hào)與測(cè)量信號(hào)進(jìn)行將給定信號(hào)與測(cè)量信號(hào)進(jìn)行比較，產(chǎn)生一個(gè)與它們的偏比較，產(chǎn)生一個(gè)與它們的偏差成比例的偏差信號(hào)。差成比例的偏差信號(hào)。 是一個(gè)穩(wěn)態(tài)增益很大的比例環(huán)節(jié)。是一個(gè)穩(wěn)態(tài)增益很大的比例環(huán)節(jié)。通過(guò)正、負(fù)反饋來(lái)實(shí)現(xiàn)比例、積分、微分等控制規(guī)律。通過(guò)正、負(fù)反饋來(lái)實(shí)現(xiàn)比例、積分、微分等控制規(guī)律。二、二、DDZ-型電動(dòng)控制器型電動(dòng)控制器 電氣零點(diǎn)不是從零開(kāi)始，且不與機(jī)械零點(diǎn)重合，這不但利電氣零點(diǎn)不是從零開(kāi)始，且不與機(jī)械零點(diǎn)重合，這不但利用了晶體管的線性段，而且容易識(shí)別

18、斷電、斷線等故障。用了晶體管的線性段，而且容易識(shí)別斷電、斷線等故障。 只要改變轉(zhuǎn)換電阻阻值，控制室儀表便可接收其他只要改變轉(zhuǎn)換電阻阻值，控制室儀表便可接收其他1:5的電的電流信號(hào)。流信號(hào)。 因?yàn)樽钚⌒盘?hào)電流不為零，為現(xiàn)場(chǎng)變送器實(shí)現(xiàn)兩線制創(chuàng)造因?yàn)樽钚⌒盘?hào)電流不為零，為現(xiàn)場(chǎng)變送器實(shí)現(xiàn)兩線制創(chuàng)造了條件?，F(xiàn)場(chǎng)變送器與控制室儀表僅用兩根導(dǎo)線聯(lián)系，既節(jié)了條件?，F(xiàn)場(chǎng)變送器與控制室儀表僅用兩根導(dǎo)線聯(lián)系，既節(jié)省了電纜線和安裝費(fèi)用，還有利于安全防爆。省了電纜線和安裝費(fèi)用，還有利于安全防爆。 第三節(jié)第三節(jié) 模擬式控制器模擬式控制器 由于集成運(yùn)算放大器均為差分放大器，且輸入由于集成運(yùn)算放大器均為差分放大器，且輸入對(duì)稱

19、性好，漂移小，儀表的穩(wěn)定性得到提高。對(duì)稱性好，漂移小，儀表的穩(wěn)定性得到提高。 由于集成運(yùn)算放大器有高增益，因而開(kāi)環(huán)放大由于集成運(yùn)算放大器有高增益，因而開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)很高，這使儀表的精度得到提高。倍數(shù)很高，這使儀表的精度得到提高。 由于采用了集成電路，焊點(diǎn)少，強(qiáng)度高，大大由于采用了集成電路，焊點(diǎn)少，強(qiáng)度高，大大提高了儀表的可靠性。提高了儀表的可靠性。 第三節(jié)第三節(jié) 模擬式控制器模擬式控制器 各單元省掉了電源變壓器，沒(méi)有工頻電源進(jìn)入各單元省掉了電源變壓器，沒(méi)有工頻電源進(jìn)入單元儀表，既解決了儀表發(fā)熱問(wèn)題，又為儀表的單元儀表，既解決了儀表發(fā)熱問(wèn)題，又為儀表的防爆提供了有利條件。防爆提供了有利條件。 在工

20、頻電源停電時(shí)備用電源投入，整套儀表在在工頻電源停電時(shí)備用電源投入，整套儀表在一定時(shí)間內(nèi)仍可照常工作，繼續(xù)進(jìn)行監(jiān)視控制作一定時(shí)間內(nèi)仍可照常工作，繼續(xù)進(jìn)行監(jiān)視控制作用，有利于安全停車。用，有利于安全停車。 第三節(jié)第三節(jié) 模擬式控制器模擬式控制器 基型控制器有全刻度指示控制器和偏差指示控制基型控制器有全刻度指示控制器和偏差指示控制器兩個(gè)品種，指示表頭為器兩個(gè)品種，指示表頭為100mm刻度縱形大表頭，指示刻度縱形大表頭，指示醒目，便于監(jiān)視操作。醒目，便于監(jiān)視操作。 自動(dòng)、手動(dòng)的切換以無(wú)平衡、無(wú)擾動(dòng)的方式進(jìn)行，自動(dòng)、手動(dòng)的切換以無(wú)平衡、無(wú)擾動(dòng)的方式進(jìn)行，并有硬手動(dòng)和軟手動(dòng)兩種方式。面板上設(shè)有手動(dòng)操作插并

21、有硬手動(dòng)和軟手動(dòng)兩種方式。面板上設(shè)有手動(dòng)操作插孔，可和便攜式手動(dòng)操作器配合使用?？祝珊捅銛y式手動(dòng)操作器配合使用。第三節(jié)第三節(jié) 模擬式控制器模擬式控制器 結(jié)構(gòu)形式適于單獨(dú)安裝和高密度安裝。結(jié)構(gòu)形式適于單獨(dú)安裝和高密度安裝。 有內(nèi)給定和外給定兩種給定方式，并設(shè)有外給定指有內(nèi)給定和外給定兩種給定方式，并設(shè)有外給定指示燈，能與計(jì)算機(jī)配套使用，可組成示燈，能與計(jì)算機(jī)配套使用，可組成SPC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制，也可組成機(jī)監(jiān)督控制，也可組成DDC控制的備用系統(tǒng)?？刂频膫溆孟到y(tǒng)。 第三節(jié)第三節(jié) 模擬式控制器模擬式控制器DDZ-IIIDDZ-III型控制器結(jié)構(gòu)方框圖型控制器結(jié)構(gòu)方框圖 主要由輸入

22、電路、給定電路、主要由輸入電路、給定電路、PID運(yùn)算電路、自動(dòng)運(yùn)算電路、自動(dòng)與手動(dòng)（包括硬手動(dòng)和軟手動(dòng)兩種）切換電路、輸出電與手動(dòng)（包括硬手動(dòng)和軟手動(dòng)兩種）切換電路、輸出電路及指示電路等組成。路及指示電路等組成。 第三節(jié)第三節(jié) 模擬式控制器模擬式控制器DTL-3110型調(diào)節(jié)器正面圖11自動(dòng)自動(dòng)- -軟手動(dòng)軟手動(dòng)- -硬手動(dòng)切換開(kāi)關(guān)；硬手動(dòng)切換開(kāi)關(guān)；22雙針垂直指示器；雙針垂直指示器；33內(nèi)給定設(shè)定輪；內(nèi)給定設(shè)定輪；44輸出指示器；輸出指示器；55硬手動(dòng)操作桿；硬手動(dòng)操作桿；66軟手動(dòng)操作板鍵；軟手動(dòng)操作板鍵；77外給定指示燈；外給定指示燈；88閥位指示器；閥位指示器；99輸出記錄指示；輸出記錄

23、指示；1010位號(hào)牌；位號(hào)牌；1111輸入檢測(cè)插孔；輸入檢測(cè)插孔；1212手動(dòng)輸出插孔手動(dòng)輸出插孔第三節(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)字式控制器數(shù)字式控制器與模擬式控制器的異同點(diǎn)：數(shù)字式控制器與模擬式控制器的異同點(diǎn)： 數(shù)字式控制器數(shù)字式控制器模擬式控制器模擬式控制器構(gòu)成原理構(gòu)成原理數(shù)字技術(shù)數(shù)字技術(shù)模擬技術(shù)模擬技術(shù)所用器件所用器件以微處理機(jī)為核以微處理機(jī)為核心部件心部件以運(yùn)算放大器等模擬以運(yùn)算放大器等模擬電子器件為基本部件電子器件為基本部件儀表總的功能和輸入輸出關(guān)系基本一致。儀表總的功能和輸入輸出關(guān)系基本一致。 第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字式控制器數(shù)字式控制器一、數(shù)字式控制器

24、的主要特點(diǎn)一、數(shù)字式控制器的主要特點(diǎn) 1. 1. 實(shí)現(xiàn)了模擬儀表與計(jì)算機(jī)一體化。實(shí)現(xiàn)了模擬儀表與計(jì)算機(jī)一體化。 2. 2. 具有豐富的運(yùn)算控制功能。具有豐富的運(yùn)算控制功能。 3. 3. 使用靈活方便，通用性強(qiáng)。使用靈活方便，通用性強(qiáng)。 4. 4. 具有通訊功能，便于系統(tǒng)擴(kuò)展。具有通訊功能，便于系統(tǒng)擴(kuò)展。 5. 5. 可靠性高，維護(hù)方便可靠性高，維護(hù)方便 。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字式控制器數(shù)字式控制器二、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)成數(shù)字式控制器的硬件電路數(shù)字式控制器的硬件電路第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字式控制器數(shù)字式控制器 主機(jī)電路是數(shù)字式控制器的核心，用于實(shí)現(xiàn)儀表數(shù)主機(jī)電路是數(shù)字式控制器的

25、核心，用于實(shí)現(xiàn)儀表數(shù)據(jù)運(yùn)算處理及各組成部分之間的管理。據(jù)運(yùn)算處理及各組成部分之間的管理。 過(guò)程輸入通道包括模擬量輸入通道和開(kāi)關(guān)量輸入通過(guò)程輸入通道包括模擬量輸入通道和開(kāi)關(guān)量輸入通道，模擬量輸入通道用于連接模擬量輸入信號(hào)，開(kāi)關(guān)量道，模擬量輸入通道用于連接模擬量輸入信號(hào)，開(kāi)關(guān)量輸入通道用于連接開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)。輸入通道用于連接開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)。 過(guò)程輸出通道包括模擬量輸出通道和開(kāi)關(guān)量輸出過(guò)程輸出通道包括模擬量輸出通道和開(kāi)關(guān)量輸出通道，模擬量輸出通道用于輸出模擬量信號(hào)，開(kāi)關(guān)量通道，模擬量輸出通道用于輸出模擬量信號(hào)，開(kāi)關(guān)量輸出通道用于輸出開(kāi)關(guān)量信號(hào)。輸出通道用于輸出開(kāi)關(guān)量信號(hào)。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字式控制器數(shù)

26、字式控制器 人機(jī)聯(lián)系部件一般置于控制器的正面和側(cè)面。人機(jī)聯(lián)系部件一般置于控制器的正面和側(cè)面。 通信接口將欲發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)通信格式的數(shù)通信接口將欲發(fā)送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)通信格式的數(shù)字信號(hào)，經(jīng)發(fā)送電路送至通信線路（數(shù)據(jù)通道）上；同字信號(hào)，經(jīng)發(fā)送電路送至通信線路（數(shù)據(jù)通道）上；同時(shí)通過(guò)接收電路接收來(lái)自通信線路的數(shù)字信號(hào)，將其轉(zhuǎn)時(shí)通過(guò)接收電路接收來(lái)自通信線路的數(shù)字信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成能被計(jì)算機(jī)接收的數(shù)據(jù)。換成能被計(jì)算機(jī)接收的數(shù)據(jù)。 第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字式控制器數(shù)字式控制器 系統(tǒng)程序是控制器軟件的主體部分，通常由系統(tǒng)程序是控制器軟件的主體部分，通常由和和兩部分組成。兩部分組成。 用戶程序是用戶根據(jù)控制系統(tǒng)

27、的要求，在系統(tǒng)用戶程序是用戶根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，在系統(tǒng)程序中選擇所需要的功能模塊，并將它們按一定的程序中選擇所需要的功能模塊，并將它們按一定的規(guī)則連接起來(lái)的結(jié)果。規(guī)則連接起來(lái)的結(jié)果。 第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字式控制器數(shù)字式控制器使控制器完成預(yù)定的控制與運(yùn)算功能。使控制器完成預(yù)定的控制與運(yùn)算功能。 用戶程序的編程通常采用用戶程序的編程通常采用。通常有組態(tài)式和空欄式語(yǔ)言兩種，組態(tài)式又有表格通常有組態(tài)式和空欄式語(yǔ)言兩種，組態(tài)式又有表格式和助記符式之分?？刂破鞯木幊坦ぷ魇峭ㄟ^(guò)專用式和助記符式之分?？刂破鞯木幊坦ぷ魇峭ㄟ^(guò)專用的編程器進(jìn)行的，有的編程器進(jìn)行的，有“在線在線”和和“離線離線”兩種編程兩種編程方法。

28、方法。 第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字式控制器數(shù)字式控制器三、三、KMM型可編程序調(diào)節(jié)器型可編程序調(diào)節(jié)器是一種單回路的數(shù)字控制器。是一種單回路的數(shù)字控制器。KMM型調(diào)節(jié)器正面布置圖型調(diào)節(jié)器正面布置圖17指示燈；指示燈；8，9按鈕；按鈕；1013指針指針 可以接收五個(gè)模擬輸入信號(hào)，四個(gè)可以接收五個(gè)模擬輸入信號(hào)，四個(gè)數(shù)字輸入信號(hào)，輸出三個(gè)模擬信號(hào)，數(shù)字輸入信號(hào)，輸出三個(gè)模擬信號(hào)，輸出三個(gè)數(shù)字信號(hào)。輸出三個(gè)數(shù)字信號(hào)。 功能強(qiáng)大；功能強(qiáng)大；能用于單回路的簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)能用于單回路的簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)與復(fù)雜的串級(jí)控制系統(tǒng)；與復(fù)雜的串級(jí)控制系統(tǒng)；控制精度高、使用方便靈活；控制精度高、使用方便靈活；有自我診斷的功能，維修方便；

29、有自我診斷的功能，維修方便；可與電子計(jì)算機(jī)聯(lián)用?？膳c電子計(jì)算機(jī)聯(lián)用。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字式控制器數(shù)字式控制器（1）調(diào)節(jié)器在啟動(dòng)前，要預(yù)先將）調(diào)節(jié)器在啟動(dòng)前，要預(yù)先將“后備手操單元后備手操單元”的的“后備正常后備正?！边\(yùn)行方式切換開(kāi)關(guān)扳到運(yùn)行方式切換開(kāi)關(guān)扳到“正常正?！蔽恢谩Ａ砦恢?。另外，還要拆下電池表面的兩個(gè)止動(dòng)螺釘，除去絕緣片后重外，還要拆下電池表面的兩個(gè)止動(dòng)螺釘，除去絕緣片后重新旋緊螺釘。新旋緊螺釘。（2）使調(diào)節(jié)器通電，調(diào)節(jié)器即處于）使調(diào)節(jié)器通電，調(diào)節(jié)器即處于“聯(lián)鎖手動(dòng)聯(lián)鎖手動(dòng)”運(yùn)行方運(yùn)行方式，聯(lián)鎖指示燈亮。式，聯(lián)鎖指示燈亮。（3）用）用“數(shù)據(jù)設(shè)定器數(shù)據(jù)設(shè)定器”來(lái)顯示、核對(duì)運(yùn)行所必

30、需的控制來(lái)顯示、核對(duì)運(yùn)行所必需的控制數(shù)據(jù)，必要時(shí)可改變數(shù)據(jù)，必要時(shí)可改變PID參數(shù)。參數(shù)。（4）按下）按下“R”鍵（復(fù)位按鈕），解除鍵（復(fù)位按鈕），解除“聯(lián)鎖聯(lián)鎖”。這時(shí)就。這時(shí)就可進(jìn)行手動(dòng)、自動(dòng)或串級(jí)操作。可進(jìn)行手動(dòng)、自動(dòng)或串級(jí)操作。第五節(jié)第五節(jié) 可編程序控制器可編程序控制器一、概述一、概述 1969年美國(guó)研制出了第一臺(tái)可編程序控制器。年美國(guó)研制出了第一臺(tái)可編程序控制器。 可編程序控制器初期主要用于順序控制，稱為可編程可編程序控制器初期主要用于順序控制，稱為可編程邏輯控制器，簡(jiǎn)稱邏輯控制器，簡(jiǎn)稱PLC。 可編程序控制器的出現(xiàn)是基于微計(jì)算機(jī)技術(shù)，用來(lái)解可編程序控制器的出現(xiàn)是基于微計(jì)算機(jī)技術(shù)，用

31、來(lái)解決工藝生產(chǎn)中大量的開(kāi)關(guān)控制問(wèn)題。決工藝生產(chǎn)中大量的開(kāi)關(guān)控制問(wèn)題。 可編程序控制器最大特點(diǎn)是在于可編程序，可通過(guò)改可編程序控制器最大特點(diǎn)是在于可編程序，可通過(guò)改變軟件來(lái)改變控制方式和邏輯規(guī)律，變軟件來(lái)改變控制方式和邏輯規(guī)律， PLC在國(guó)內(nèi)已廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、等各行在國(guó)內(nèi)已廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、等各行各業(yè)，目前已廣泛應(yīng)用于連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程的閉環(huán)控制。各業(yè)，目前已廣泛應(yīng)用于連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程的閉環(huán)控制。 第五節(jié)第五節(jié) 可編程序控制器可編程序控制器（1）小型PLCIO點(diǎn)總數(shù)一般為20128點(diǎn)。 邏輯運(yùn)算、定時(shí)計(jì)數(shù)、移位處理等，采用專用簡(jiǎn)易編程器。 （2）中型PLC其IO點(diǎn)總數(shù)通常為12951

32、2點(diǎn)，內(nèi)存在K以下，適合開(kāi)關(guān)量邏輯控制和過(guò)程變量檢測(cè)及連續(xù)控制。 除有小型PLC的功能外，還有算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理及AD、DA轉(zhuǎn)換、聯(lián)網(wǎng)通信、遠(yuǎn)程IO等功能，可用于比較復(fù)雜過(guò)程的控制。 IO點(diǎn)總數(shù)一般為20128點(diǎn)。 邏輯運(yùn)算、定時(shí)計(jì)數(shù)、移位處理等，采用專用簡(jiǎn)易編程器。 IO點(diǎn)總數(shù)一般為20128點(diǎn)。 其IO點(diǎn)總數(shù)通常為129512點(diǎn)，內(nèi)存在K以下，適合開(kāi)關(guān)量邏輯控制和過(guò)程變量檢測(cè)及連續(xù)控制。 邏輯運(yùn)算、定時(shí)計(jì)數(shù)、移位處理等，采用專用簡(jiǎn)易編程器。 IO點(diǎn)總數(shù)一般為20128點(diǎn)。 除有小型除有小型PLCPLC的功能外，還有算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)的功能外，還有算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理及處理及A AD D、D DA

33、 A轉(zhuǎn)換、聯(lián)網(wǎng)通信、遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)換、聯(lián)網(wǎng)通信、遠(yuǎn)程I IO O等功能，可用于比較復(fù)雜過(guò)程的控制。等功能，可用于比較復(fù)雜過(guò)程的控制。 其其I IO O點(diǎn)總數(shù)通常為點(diǎn)總數(shù)通常為129129512512點(diǎn)，內(nèi)存在點(diǎn)，內(nèi)存在K K以下，以下，適合開(kāi)關(guān)量邏輯控制和過(guò)程變量檢測(cè)及連續(xù)控制。適合開(kāi)關(guān)量邏輯控制和過(guò)程變量檢測(cè)及連續(xù)控制。 邏輯運(yùn)算、定時(shí)計(jì)數(shù)、移位處理等，采邏輯運(yùn)算、定時(shí)計(jì)數(shù)、移位處理等，采用專用簡(jiǎn)易編程器。用專用簡(jiǎn)易編程器。 I IO O點(diǎn)總數(shù)一般為點(diǎn)總數(shù)一般為2020128128點(diǎn)。點(diǎn)。 第五節(jié)第五節(jié) 可編程序控制器可編程序控制器（3 3）大大型型PLCPLC其其IO點(diǎn)總數(shù)在點(diǎn)總數(shù)在513點(diǎn)以上。

34、點(diǎn)以上。除了具有中小型除了具有中小型PLC的功能外，還具有的功能外，還具有PLD運(yùn)算及高速計(jì)數(shù)等功能，用于機(jī)床控運(yùn)算及高速計(jì)數(shù)等功能，用于機(jī)床控制時(shí)，具有增加刀具精確定位、機(jī)床速度制時(shí)，具有增加刀具精確定位、機(jī)床速度和閥門(mén)控制等功能，配有和閥門(mén)控制等功能，配有CRT顯示及常規(guī)顯示及常規(guī)的計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)，與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相似。的計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)，與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相似。 編程可采用梯形圖、功能表圖及高級(jí)語(yǔ)言等多種編程可采用梯形圖、功能表圖及高級(jí)語(yǔ)言等多種方式。方式。 第五節(jié)第五節(jié) 可編程序控制器可編程序控制器（1 1）整體式整體式PLCPLC 它將它將PLC各組成部分集裝在一個(gè)機(jī)殼內(nèi)，輸入、輸出各組成部分集

35、裝在一個(gè)機(jī)殼內(nèi)，輸入、輸出接線端子及電源進(jìn)線分別在機(jī)箱的上、下兩側(cè)，并有相應(yīng)接線端子及電源進(jìn)線分別在機(jī)箱的上、下兩側(cè)，并有相應(yīng)的發(fā)光二極管顯示輸入輸出狀態(tài)。面板上留有編程器的的發(fā)光二極管顯示輸入輸出狀態(tài)。面板上留有編程器的插座、插座、EPROM存儲(chǔ)器插座、擴(kuò)展單元的接口插座等。存儲(chǔ)器插座、擴(kuò)展單元的接口插座等。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)具有這種結(jié)構(gòu)的可編程序控制器結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格具有這種結(jié)構(gòu)的可編程序控制器結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低。低。 SIMENS SIMATIC S7-200的外形圖第五節(jié)第五節(jié) 可編程序控制器可編程序控制器（2）模塊式模塊式PLC輸入輸出點(diǎn)數(shù)較多的大型、中型和部分小型輸入輸出點(diǎn)數(shù)較

36、多的大型、中型和部分小型PLC采用模采用模塊式結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)為：塊式結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)為：圖圖5-22 SIMENS SIMATIC S7-300的外形圖的外形圖 采用積木搭接的方式組成系統(tǒng)，便于擴(kuò)展，其采用積木搭接的方式組成系統(tǒng)，便于擴(kuò)展，其CPU、輸入、輸出等都是獨(dú)立的模塊，有的、輸入、輸出等都是獨(dú)立的模塊，有的PLC的電源包含在的電源包含在CPU模塊之中。模塊之中。 品種多，硬件配置靈活，更換模塊方便。品種多，硬件配置靈活，更換模塊方便。 （3）疊裝式疊裝式PLC 它吸收了整體式和模塊式它吸收了整體式和模塊式PLC的優(yōu)點(diǎn)，其基本單元、的優(yōu)點(diǎn)，其基本單元、擴(kuò)展單元等高等寬，它們不用基板，僅用扁平電

37、纜連擴(kuò)展單元等高等寬，它們不用基板，僅用扁平電纜連接，緊密拼裝后組成一個(gè)整齊的體積小巧的長(zhǎng)方體，接，緊密拼裝后組成一個(gè)整齊的體積小巧的長(zhǎng)方體，而且輸入、輸出點(diǎn)數(shù)的配置也相當(dāng)靈活。而且輸入、輸出點(diǎn)數(shù)的配置也相當(dāng)靈活。 第五節(jié)第五節(jié) 可編程序控制器可編程序控制器二、可編程序控制器的基本組成二、可編程序控制器的基本組成PLC的基本組成框圖的基本組成框圖第五節(jié)第五節(jié) 可編程序控制器可編程序控制器 解釋并執(zhí)行用戶及系統(tǒng)程序，通過(guò)運(yùn)行用戶及系統(tǒng)程解釋并執(zhí)行用戶及系統(tǒng)程序，通過(guò)運(yùn)行用戶及系統(tǒng)程序完成所有控制、處理、通信以及所賦予的其他功能，控制序完成所有控制、處理、通信以及所賦予的其他功能，控制整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)

38、一致地工作。整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致地工作。 主要有通用微處理器、單片機(jī)和雙極型位片機(jī)。主要有通用微處理器、單片機(jī)和雙極型位片機(jī)。 RAM、ROM、EPROM和和E2PROM，外存常用盒式磁帶或磁盤(pán)等外存常用盒式磁帶或磁盤(pán)等圖圖5-24 5-24 簡(jiǎn)化的存儲(chǔ)映像簡(jiǎn)化的存儲(chǔ)映像第五節(jié)第五節(jié) 可編程序控制器可編程序控制器IO模塊是可編程序控制器與生產(chǎn)過(guò)程相聯(lián)系的橋梁。模塊是可編程序控制器與生產(chǎn)過(guò)程相聯(lián)系的橋梁。 PLC連接的過(guò)程變量按信號(hào)類型可分為開(kāi)關(guān)量（即連接的過(guò)程變量按信號(hào)類型可分為開(kāi)關(guān)量（即數(shù)字量）、模擬量和脈沖量等，相應(yīng)輸入輸出模塊可分?jǐn)?shù)字量）、模擬量和脈沖量等，相應(yīng)輸入輸出模塊可分為開(kāi)關(guān)量輸入模

39、塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、為開(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊和脈沖量輸入模塊等。模擬量輸出模塊和脈沖量輸入模塊等。 第五節(jié)第五節(jié) 可編程序控制器可編程序控制器 編程器是編程器是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。 編程器將用戶所希望的功能通過(guò)編程語(yǔ)言送到編程器將用戶所希望的功能通過(guò)編程語(yǔ)言送到PLC的用戶程序存儲(chǔ)器。的用戶程序存儲(chǔ)器。 編程器不僅能對(duì)程序進(jìn)行寫(xiě)入、讀出、修改，還編程器不僅能對(duì)程序進(jìn)行寫(xiě)入、讀出、修改，還能對(duì)能對(duì)PLC的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)也是用戶與的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)也是用戶與PLC之間進(jìn)行人機(jī)界面。之間進(jìn)行人機(jī)界

40、面。 第五節(jié)第五節(jié) 可編程序控制器可編程序控制器 編程器與編程器與PLC上的專用插座相連，或通過(guò)專用上的專用插座相連，或通過(guò)專用接口相連，程序可直接寫(xiě)入接口相連，程序可直接寫(xiě)入PLC的用戶程序存儲(chǔ)的用戶程序存儲(chǔ)器中，也可先在編程器的存儲(chǔ)器內(nèi)存放，然后再器中，也可先在編程器的存儲(chǔ)器內(nèi)存放，然后再下裝到下裝到PLC中。中。 編程器先不與編程器先不與PLC相連，編制的程序先存放在編相連，編制的程序先存放在編程器的存儲(chǔ)器中，程序編寫(xiě)完畢，再與程器的存儲(chǔ)器中，程序編寫(xiě)完畢，再與PLC連接，連接，將程序送到將程序送到PLC存儲(chǔ)器中。存儲(chǔ)器中。 便攜式編程器和通用計(jì)算機(jī)。便攜式編程器和通用計(jì)算機(jī)。 第五節(jié)第

41、五節(jié) 可編程序控制器可編程序控制器三、可編程序控制器的編程語(yǔ)言三、可編程序控制器的編程語(yǔ)言 梯形圖語(yǔ)言在梯形圖語(yǔ)言在類似于繼電器的控制電路，它類似于繼電器的控制電路，它從上至下按行編寫(xiě)，每一行則按從左至右的順序編從上至下按行編寫(xiě)，每一行則按從左至右的順序編寫(xiě)寫(xiě),CPU將按自左到右、從上而下的順序執(zhí)行程序。將按自左到右、從上而下的順序執(zhí)行程序。 梯形圖的梯形圖的豎直線稱為豎直線稱為,其左側(cè)安排輸入觸點(diǎn)其左側(cè)安排輸入觸點(diǎn)和中間繼電器觸點(diǎn)，最和中間繼電器觸點(diǎn)，最必須是輸出元素。必須是輸出元素。 第五節(jié)第五節(jié) 可編程序控制器可編程序控制器 圖圖5-255-25（a a）為實(shí)現(xiàn)這一功能的一種梯形圖程序）

42、為實(shí)現(xiàn)這一功能的一種梯形圖程序（OMRON PLCOMRON PLC），它是由若干個(gè)梯級(jí)組成的，每一個(gè)輸），它是由若干個(gè)梯級(jí)組成的，每一個(gè)輸出元素構(gòu)成一個(gè)梯級(jí)，而每個(gè)梯級(jí)可由多條支路組成。出元素構(gòu)成一個(gè)梯級(jí)，而每個(gè)梯級(jí)可由多條支路組成。圖圖5-25 5-25 梯形圖程序梯形圖程序第五節(jié)第五節(jié) 可編程序控制器可編程序控制器它又稱命令語(yǔ)句表達(dá)式語(yǔ)言，常用一些助記符來(lái)表它又稱命令語(yǔ)句表達(dá)式語(yǔ)言，常用一些助記符來(lái)表示示PLCPLC的某種操作。的某種操作。 助記符語(yǔ)言類似微機(jī)中的匯編語(yǔ)言，但比匯編語(yǔ)言更助記符語(yǔ)言類似微機(jī)中的匯編語(yǔ)言，但比匯編語(yǔ)言更直觀易懂。直觀易懂。 圖圖5-255-25（b b）為梯

43、形圖對(duì)應(yīng)的用助記符表示的指令表。）為梯形圖對(duì)應(yīng)的用助記符表示的指令表。 不同廠家生產(chǎn)的不同廠家生產(chǎn)的PLCPLC所使用的助記符各不相同，因所使用的助記符各不相同，因此同一梯形圖寫(xiě)成的助記符語(yǔ)句不相同。用戶在梯形此同一梯形圖寫(xiě)成的助記符語(yǔ)句不相同。用戶在梯形圖轉(zhuǎn)換為助記符時(shí)，必須先弄清圖轉(zhuǎn)換為助記符時(shí)，必須先弄清PLCPLC的型號(hào)及內(nèi)部各器的型號(hào)及內(nèi)部各器件編號(hào)、使用范圍和每一條助記符的使用方法。件編號(hào)、使用范圍和每一條助記符的使用方法。 注意！注意！四、四、OMRON C 系列系列 PLCOMRON C 系列系列PLC有微型、小型、中型和大型四大有微型、小型、中型和大型四大類十幾種型號(hào)。類十幾

44、種型號(hào)。 以以C20P和和C40H為代表，是整體結(jié)構(gòu)，為代表，是整體結(jié)構(gòu)，IO容容量為幾十點(diǎn)，最多可擴(kuò)至量為幾十點(diǎn)，最多可擴(kuò)至120120點(diǎn)。點(diǎn)。 分為分為C120和和C200H兩種，兩種，C120最多可擴(kuò)展最多可擴(kuò)展256256點(diǎn)點(diǎn)IO，是緊湊型整體結(jié)構(gòu)。，是緊湊型整體結(jié)構(gòu)。 第五節(jié)第五節(jié) 可編程序控制器可編程序控制器有有C500和和C1000H兩種，兩種，I0容量分別為容量分別為512512點(diǎn)點(diǎn)和和10241024點(diǎn)。點(diǎn)。 有有C2000H，IO點(diǎn)數(shù)可達(dá)點(diǎn)數(shù)可達(dá)20482048點(diǎn)，同時(shí)多處點(diǎn)，同時(shí)多處理器和雙冗余結(jié)構(gòu)使得理器和雙冗余結(jié)構(gòu)使得C2000H不僅功能全、容量大，不僅功能全、容量大

45、，而且速度快，由于也是模塊化結(jié)構(gòu)，外形與而且速度快，由于也是模塊化結(jié)構(gòu)，外形與C200H相近。相近。SYSMAC C28H外形示意圖CPM1A C * * A外觀圖C200H 外觀示意圖第五節(jié)第五節(jié) 可編程序控制器可編程序控制器 指令大多數(shù)是按照指令大多數(shù)是按照，個(gè)別指令按照，個(gè)別指令按照。按位尋址的地址編號(hào)為：通道號(hào)。位號(hào)，如按位尋址的地址編號(hào)為：通道號(hào)。位號(hào)，如0.00表表示示0通道的第通道的第0位，位的表示采用十進(jìn)制數(shù)，范圍為位，位的表示采用十進(jìn)制數(shù)，范圍為015。 小型整體小型整體PLC的輸入、輸出編號(hào)是固定不的輸入、輸出編號(hào)是固定不變的，使用者可以按照變的，使用者可以按照PLC主機(jī)標(biāo)

46、注編號(hào)編程；對(duì)于模主機(jī)標(biāo)注編號(hào)編程；對(duì)于模塊式塊式PLC則根據(jù)輸入或輸出模塊安裝位置決定其編號(hào)。則根據(jù)輸入或輸出模塊安裝位置決定其編號(hào)。第五節(jié)第五節(jié) 可編程序控制器可編程序控制器表示指令要完成的功能。表示指令要完成的功能。：指出了要操作的對(duì)象。：指出了要操作的對(duì)象。 LD和和LD NOT指令指令 OUT和和OUT NOT指令指令 AND和和AND NOT指令指令 OR和和OR NOT指令指令OMRON PLC的的基本指令應(yīng)用示例基本指令應(yīng)用示例 AND LD指令指令 OR LD指令指令 END指令指令 它執(zhí)行繼電器保持操作，可保它執(zhí)行繼電器保持操作，可保持為持為ON或或OFF狀態(tài)，直到它的兩個(gè)

47、輸入端之一使它復(fù)位狀態(tài)，直到它的兩個(gè)輸入端之一使它復(fù)位或置位。或置位。 圖圖5-30 5-30 電機(jī)啟動(dòng)控制程序圖電機(jī)啟動(dòng)控制程序圖第五節(jié)第五節(jié) 可編程序控制器可編程序控制器 微分指令在執(zhí)行條件滿足后第一次掃描時(shí)才執(zhí)行，微分指令在執(zhí)行條件滿足后第一次掃描時(shí)才執(zhí)行，且只執(zhí)行一次；若執(zhí)行條件解除后再次滿足，則再執(zhí)行。且只執(zhí)行一次；若執(zhí)行條件解除后再次滿足，則再執(zhí)行。DIFU是上升沿微分指令，是上升沿微分指令，DIFD是下降沿微分指令。是下降沿微分指令。 圖圖5-31 5-31 微分指令應(yīng)用示例微分指令應(yīng)用示例第五節(jié)第五節(jié) 可編程序控制器可編程序控制器 定時(shí)器為遞減型，有低速定時(shí)器為遞減型，有低速T

48、IM和高速和高速TIMH（15）兩種。定時(shí)）兩種。定時(shí)器的操作數(shù)包括定時(shí)器編號(hào)（器的操作數(shù)包括定時(shí)器編號(hào)（N）和設(shè)定值（）和設(shè)定值（SV）兩個(gè)數(shù)據(jù)。）兩個(gè)數(shù)據(jù)。 計(jì)數(shù)器包括單向遞減型計(jì)數(shù)器包括單向遞減型CNT和雙向可逆型和雙向可逆型CNTR（12）兩種，）兩種，其操作數(shù)包括計(jì)數(shù)器編號(hào)和設(shè)定值兩個(gè)數(shù)據(jù)。其操作數(shù)包括計(jì)數(shù)器編號(hào)和設(shè)定值兩個(gè)數(shù)據(jù)。 圖圖5-32 5-32 計(jì)數(shù)包裝控制程序計(jì)數(shù)包裝控制程序第五節(jié)第五節(jié) 可編程序控制器可編程序控制器五、應(yīng)用實(shí)例五、應(yīng)用實(shí)例 為了保證水箱液位保持在一定范圍，為了保證水箱液位保持在一定范圍，分別在控制的分別在控制的上限和下限設(shè)置檢測(cè)傳感上限和下限設(shè)置檢測(cè)傳感

49、器器，用，用PLC控制注入水電磁閥。控制注入水電磁閥。 當(dāng)液位低于下限時(shí)，下限檢測(cè)開(kāi)關(guān)斷當(dāng)液位低于下限時(shí)，下限檢測(cè)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，打開(kāi)電磁閥開(kāi)始注水；當(dāng)注水達(dá)到開(kāi)，打開(kāi)電磁閥開(kāi)始注水；當(dāng)注水達(dá)到上限位置時(shí)，上限檢測(cè)開(kāi)關(guān)閉合，切斷上限位置時(shí)，上限檢測(cè)開(kāi)關(guān)閉合，切斷電磁閥。電磁閥。 PLC采用采用OMRON的的CPM2A-60CDR。工藝要求如圖工藝要求如圖5-33所示。所示。 輸入、輸出點(diǎn)分配如下：輸入、輸出點(diǎn)分配如下：上限檢測(cè)開(kāi)關(guān)上限檢測(cè)開(kāi)關(guān)0.00；下限檢測(cè)開(kāi)關(guān)；下限檢測(cè)開(kāi)關(guān)0.01平；平； 電磁閥電磁閥 10.00 圖圖5-33 5-33 水箱液位控制示意圖水箱液位控制示意圖第五節(jié)第五節(jié) 可編程序控制器可編程序控制器 控制接線如圖控制接線如圖5-345-34所示，圖所示，圖5-355-35為液位控制梯形圖。為液位控制梯形圖。 當(dāng)?shù)陀谝何幌孪迺r(shí)，下限開(kāi)關(guān)與上限開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)，當(dāng)?shù)陀谝何幌孪迺r(shí)，下限開(kāi)關(guān)與上限開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)，0.000.00與與0.010.01常閉觸點(diǎn)閉合，使輸出繼電器常閉觸點(diǎn)閉合，使輸出繼電器10.0010.00導(dǎo)通，注水電磁閥打開(kāi)；導(dǎo)通，注水電磁閥打開(kāi)；一旦超過(guò)下限液位，雖然一旦超過(guò)下限液位，雖然0.010.01觸點(diǎn)斷開(kāi)，但由