《PLC原理及應(yīng)用》兩萬字長筆記十四章全

《PLC原理及應(yīng)用》兩萬字長筆記十四章全

（包含本科所有內(nèi)容）第一章：引言1.1課程概述可編程邏輯控制器(ProgrammableLogicController,PLC)是一種專門為工業(yè)環(huán)境設(shè)計的數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)，它采用可編程存儲器來執(zhí)行用戶指定的操作。PLC廣泛應(yīng)用于各種自動化控制領(lǐng)域，如制造業(yè)、能源管理、交通系統(tǒng)等。本課程旨在為學(xué)生提供全面的PLC知識，從基本原理到高級應(yīng)用，使學(xué)生能夠獨立進行PLC系統(tǒng)的開發(fā)和維護。1.2PLC的基本概念PLC是一種專為工業(yè)環(huán)境設(shè)計的計算機，用于控制各種機械設(shè)備或生產(chǎn)過程。它的主要特點是可靠性高、適應(yīng)性強、易于編程和維護。PLC的定義：可編程：用戶可以通過編程改變其功能。邏輯控制器：主要用于邏輯控制，但也支持其他類型的控制。工業(yè)環(huán)境：設(shè)計上考慮了惡劣的工作條件，如高溫、振動、電磁干擾等。PLC的分類：按結(jié)構(gòu)分：整體式（緊湊型）和模塊式。按I/O點數(shù)分：小型（<64點）、中型（64-512點）、大型（>512點）。按功能分：基本型、擴展型、高性能型。1.3PLC的應(yīng)用領(lǐng)域PLC在現(xiàn)代工業(yè)自動化中扮演著重要角色，廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)。以下是一些典型的應(yīng)用領(lǐng)域：制造業(yè)：生產(chǎn)線控制：自動裝配線、包裝線等。機床控制：數(shù)控機床、注塑機等。機器人控制：工業(yè)機器人的運動控制。能源管理：電力系統(tǒng)：發(fā)電廠、變電站的監(jiān)控與控制。水處理：污水處理、供水系統(tǒng)的自動化控制。交通系統(tǒng)：鐵路信號：列車調(diào)度、道岔控制。電梯控制：多層建筑中的電梯系統(tǒng)。樓宇自動化：空調(diào)系統(tǒng)：中央空調(diào)的溫度、濕度控制。安防系統(tǒng)：門禁、監(jiān)控等安全設(shè)施的控制。農(nóng)業(yè)：灌溉系統(tǒng)：自動化的農(nóng)田灌溉系統(tǒng)。溫室控制：溫室內(nèi)環(huán)境參數(shù)的調(diào)節(jié)。1.4本課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生將能夠：掌握PLC的基本原理：理解PLC的硬件結(jié)構(gòu)和工作原理。熟悉PLC編程：熟練使用梯形圖、功能塊圖等編程語言。具備系統(tǒng)設(shè)計能力：能夠根據(jù)實際需求設(shè)計和實現(xiàn)PLC控制系統(tǒng)。具備故障診斷與維護能力：能夠?qū)LC系統(tǒng)進行故障診斷和日常維護。了解前沿技術(shù)：了解PLC技術(shù)的發(fā)展趨勢和最新應(yīng)用。第二章：PLC系統(tǒng)組成2.1PLC的硬件結(jié)構(gòu)PLC的硬件結(jié)構(gòu)主要包括中央處理器（CPU）、存儲器、輸入/輸出模塊、電源模塊等部分。中央處理器(CPU)：功能：負(fù)責(zé)執(zhí)行程序指令，進行數(shù)據(jù)處理和邏輯運算。類型：單片機、微處理器等。特點：高速處理能力、低功耗、抗干擾能力強。存儲器：系統(tǒng)程序存儲器：存放操作系統(tǒng)和系統(tǒng)程序。用戶程序存儲器：存放用戶編寫的控制程序。數(shù)據(jù)存儲器：用于存儲運行時的數(shù)據(jù)。類型：RAM、EPROM、EEPROM等。輸入/輸出模塊(I/O模塊)：輸入模塊：接收外部設(shè)備的信號，如傳感器、開關(guān)等。輸出模塊：向外部設(shè)備發(fā)送控制信號，如繼電器、電機驅(qū)動器等。類型：數(shù)字量輸入/輸出、模擬量輸入/輸出。電源模塊：功能：為PLC及其外圍設(shè)備提供穩(wěn)定的電源。類型：交流電源、直流電源。特點：寬電壓范圍、過載保護、短路保護。2.2PLC的軟件結(jié)構(gòu)PLC的軟件結(jié)構(gòu)包括系統(tǒng)程序和用戶程序兩大部分。系統(tǒng)程序：功能：管理系統(tǒng)資源，提供編程接口，執(zhí)行基本操作。組成部分：操作系統(tǒng)、通信協(xié)議、診斷程序等。不可更改：通常由PLC制造商編寫并固化在存儲器中。用戶程序：功能：實現(xiàn)具體的控制邏輯和任務(wù)。編程語言：梯形圖(LadderDiagram,LD)、功能塊圖(FunctionBlockDiagram,FBD)、結(jié)構(gòu)文本(StructuredText,ST)、指令列表(InstructionList,IL)等?？删庉嫞河脩艨梢愿鶕?jù)需要編寫和修改程序。2.3PLC的工作原理PLC的工作原理可以分為三個主要階段：輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新。輸入采樣：功能：讀取所有輸入信號的狀態(tài)，并將其存入輸入映像寄存器。周期性：每個掃描周期開始時進行一次。隔離：通過光電耦合器等元件實現(xiàn)電氣隔離，防止干擾。程序執(zhí)行：功能：按照用戶程序的順序逐條執(zhí)行指令。順序：從左到右、從上到下執(zhí)行。中斷：某些情況下可以響應(yīng)中斷事件，優(yōu)先處理緊急任務(wù)。輸出刷新：功能：將程序執(zhí)行結(jié)果寫入輸出映像寄存器，并更新實際輸出狀態(tài)。周期性：每個掃描周期結(jié)束時進行一次。同步：確保輸出狀態(tài)與程序執(zhí)行結(jié)果一致。掃描周期：定義：PLC完成一個完整的輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新的過程所需的時間。影響因素：程序復(fù)雜度、I/O點數(shù)、CPU速度等。優(yōu)化：通過合理設(shè)計程序和選擇合適的硬件配置來減少掃描周期。2.4實際案例分析案例背景：介紹一個典型的PLC應(yīng)用案例，例如某工廠的自動化生產(chǎn)線。系統(tǒng)組成：詳細(xì)描述該生產(chǎn)線的PLC系統(tǒng)組成，包括CPU、I/O模塊、電源模塊等。工作流程：展示生產(chǎn)線的工作流程，說明PLC在其中的作用。編程實現(xiàn)：提供一段簡化的PLC程序代碼，解釋其實現(xiàn)的功能。調(diào)試與維護：討論如何對該系統(tǒng)進行調(diào)試和維護，確保其正常運行。第三章：PLC編程基礎(chǔ)3.1編程語言PLC支持多種編程語言，每種語言都有其特定的應(yīng)用場景和優(yōu)勢。以下是幾種常用的PLC編程語言：梯形圖(LadderDiagram,LD)特點：直觀易懂，類似于傳統(tǒng)的繼電器電路圖。適用場景：適用于邏輯控制和簡單的順序控制。元素：觸點、線圈、定時器、計數(shù)器等。示例：展示一個簡單的梯形圖程序，解釋其邏輯關(guān)系。功能塊圖(FunctionBlockDiagram,FBD)特點：圖形化表示，強調(diào)功能塊之間的連接。適用場景：適用于復(fù)雜的控制邏輯和功能模塊化。元素：功能塊、連線、參數(shù)設(shè)置等。示例：展示一個包含多個功能塊的FBD程序，解釋其工作原理。結(jié)構(gòu)文本(StructuredText,ST)特點：類似于高級編程語言，支持復(fù)雜的算法和數(shù)據(jù)處理。適用場景：適用于需要高級計算和數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用。語法：類似Pascal或C語言。示例：展示一個用ST編寫的程序，解釋其代碼結(jié)構(gòu)。指令列表(InstructionList,IL)特點：基于匯編語言的低級編程語言。適用場景：適用于對性能要求極高的應(yīng)用。指令集：包含大量的低級指令。示例：展示一個IL程序，解釋其指令序列。3.2編程工具PLC編程通常使用專門的編程軟件，這些軟件提供了豐富的功能，幫助用戶高效地編寫、調(diào)試和管理程序。編程軟件介紹：SiemensTIAPortal：西門子公司的集成工程平臺，支持多種PLC系列。RockwellRSLogix5000：羅克韋爾自動化公司的編程軟件，適用于Allen-Bradley系列PLC。MitsubishiGXWorks2：三菱電機的編程軟件，支持A系列、Q系列等PLC。硬件配置：步驟：創(chuàng)建新項目、選擇PLC型號、配置I/O模塊等。注意事項：確保硬件配置與實際系統(tǒng)一致，避免錯誤。程序編寫：步驟：新建程序文件、選擇編程語言、編寫控制邏輯。技巧：使用注釋、保持代碼整潔、模塊化編程。下載與上傳：下載：將編好的程序下載到PLC中。上傳：從PLC中讀取當(dāng)前程序。注意事項：確保通信正常、備份重要數(shù)據(jù)。3.3基本指令PLC編程中使用的基本指令是構(gòu)建復(fù)雜控制邏輯的基礎(chǔ)。以下是一些常用的基本指令：邏輯運算：AND(與)：當(dāng)所有輸入條件都滿足時，輸出才有效。OR(或)：只要有一個輸入條件滿足，輸出就有效。NOT(非)：輸入條件的反相。XOR(異或)：僅當(dāng)輸入條件不同時，輸出才有效。定時器：TON(接通延時定時器)：輸入信號接通后，經(jīng)過設(shè)定時間后輸出信號有效。TOF(斷開延時定時器)：輸入信號斷開后，經(jīng)過設(shè)定時間后輸出信號無效。TONR(記憶接通延時定時器)：具有記憶功能，即使輸入信號斷開，計時也不清零。計數(shù)器：CTU(增計數(shù)器)：每次輸入信號有效時，計數(shù)值加1。CTD(減計數(shù)器)：每次輸入信號有效時，計數(shù)值減1。CTUD(增減計數(shù)器)：根據(jù)不同的輸入信號，計數(shù)值可以增加或減少。數(shù)據(jù)處理：MOVE(移動)：將一個數(shù)據(jù)值復(fù)制到另一個位置。ADD(加法)：將兩個數(shù)據(jù)值相加。SUB(減法)：將一個數(shù)據(jù)值減去另一個數(shù)據(jù)值。MUL(乘法)：將兩個數(shù)據(jù)值相乘。DIV(除法)：將一個數(shù)據(jù)值除以另一個數(shù)據(jù)值。比較指令：EQ(等于)：比較兩個數(shù)據(jù)值是否相等。NE(不等于)：比較兩個數(shù)據(jù)值是否不相等。GT(大于)：比較一個數(shù)據(jù)值是否大于另一個數(shù)據(jù)值。LT(小于)：比較一個數(shù)據(jù)值是否小于另一個數(shù)據(jù)值。GE(大于等于)：比較一個數(shù)據(jù)值是否大于或等于另一個數(shù)據(jù)值。LE(小于等于)：比較一個數(shù)據(jù)值是否小于或等于另一個數(shù)據(jù)值。跳轉(zhuǎn)與循環(huán)：JMP(跳轉(zhuǎn))：無條件跳轉(zhuǎn)到指定的標(biāo)簽處。CALL(調(diào)用)：調(diào)用子程序。RET(返回)：從子程序返回到主程序。FOR/NEXT(循環(huán))：執(zhí)行一段代碼多次。實例解析：案例背景：介紹一個簡單的控制任務(wù)，例如燈光控制。需求分析：明確控制任務(wù)的具體要求。程序設(shè)計：使用梯形圖或其他編程語言編寫控制程序。調(diào)試與測試：通過仿真軟件或?qū)嶋H硬件進行調(diào)試，驗證程序的正確性。結(jié)果分析：總結(jié)調(diào)試過程中遇到的問題及解決方案。第四章：輸入/輸出模塊4.1輸入模塊輸入模塊是PLC系統(tǒng)中用于接收外部信號的組件。這些信號可以來自傳感器、開關(guān)、按鈕等設(shè)備，通過輸入模塊傳遞給PLC進行處理。數(shù)字量輸入(DiscreteInput,DI)功能：接收二進制信號（0或1），通常表示開/關(guān)狀態(tài)。類型：干接點(DryContact)：無電源，依靠外部設(shè)備提供電壓。濕接點(WetContact)：自帶電源，可以直接連接到外部設(shè)備。應(yīng)用：限位開關(guān)、光電傳感器、按鈕等。示例：展示一個使用光電傳感器檢測物體存在的簡單電路，并解釋其工作原理。模擬量輸入(AnalogInput,AI)功能：接收連續(xù)變化的信號，如電壓、電流、溫度、壓力等。類型：電壓輸入(0-10V,0-5V,±10V)電流輸入(4-20mA)熱電偶(Thermocouple)熱電阻(RTD)應(yīng)用：溫度傳感器、壓力傳感器、流量計等。示例：展示一個使用溫度傳感器監(jiān)測環(huán)境溫度的電路，并解釋如何將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。信號隔離與保護電氣隔離：通過光電耦合器或變壓器實現(xiàn)輸入信號與PLC內(nèi)部電路的隔離，防止干擾和損壞。過載保護：設(shè)置熔斷器、保險絲等元件，防止過流或過壓對輸入模塊造成損害。噪聲抑制：使用濾波器、屏蔽線纜等方法減少電磁干擾。4.2輸出模塊輸出模塊是PLC系統(tǒng)中用于向外部設(shè)備發(fā)送控制信號的組件。這些信號可以控制繼電器、電機、指示燈等設(shè)備。數(shù)字量輸出(DiscreteOutput,DO)功能：輸出二進制信號（0或1），通常用于控制開關(guān)設(shè)備。類型：繼電器輸出(RelayOutput)：適用于交流和直流負(fù)載，具有較高的電流容量。晶體管輸出(TransistorOutput)：適用于直流負(fù)載，響應(yīng)速度快?？煽毓栎敵?TriacOutput)：適用于交流負(fù)載，常用于燈光控制。應(yīng)用：接觸器、電磁閥、指示燈等。示例：展示一個使用繼電器控制電動機啟停的電路，并解釋其工作原理。模擬量輸出(AnalogOutput,AO)功能：輸出連續(xù)變化的信號，如電壓、電流，用于控制執(zhí)行機構(gòu)。類型：電壓輸出(0-10V,0-5V,±10V)電流輸出(4-20mA)應(yīng)用：調(diào)節(jié)閥、變頻器、伺服驅(qū)動器等。示例：展示一個使用模擬量輸出控制變頻器速度的電路，并解釋如何將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。信號隔離與保護電氣隔離：通過光電耦合器或變壓器實現(xiàn)輸出信號與PLC內(nèi)部電路的隔離，防止干擾和損壞。過載保護：設(shè)置熔斷器、保險絲等元件，防止過流或過壓對輸出模塊造成損害。噪聲抑制：使用濾波器、屏蔽線纜等方法減少電磁干擾。4.3信號隔離與保護信號隔離與保護是確保PLC系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要措施。以下是一些常用的方法和技術(shù)：電氣隔離光電耦合器：利用光信號傳輸數(shù)據(jù)，實現(xiàn)電氣隔離，廣泛應(yīng)用于輸入和輸出模塊。變壓器：通過磁耦合方式實現(xiàn)信號的隔離，適用于模擬量信號。隔離放大器：在模擬量信號傳輸過程中，通過隔離放大器實現(xiàn)信號的隔離和放大。過載保護熔斷器：當(dāng)電流超過設(shè)定值時，熔斷器會自動切斷電路，防止過流損壞設(shè)備。保險絲：類似于熔斷器，但通常用于低壓電路。過壓保護器：當(dāng)電壓超過設(shè)定值時，過壓保護器會自動切斷電路，防止過壓損壞設(shè)備。瞬態(tài)電壓抑制器(TVS)：用于吸收瞬態(tài)高壓脈沖，保護電路免受浪涌電壓的影響。噪聲抑制濾波器：通過濾波器去除信號中的高頻噪聲，提高信號質(zhì)量。屏蔽線纜：使用屏蔽線纜減少電磁干擾，特別是在長距離傳輸信號時。接地：良好的接地系統(tǒng)可以有效減少地環(huán)路引起的干擾。布線規(guī)范：合理布線，避免信號線與電源線交叉，減少電磁干擾。實際案例分析案例背景：介紹一個典型的工業(yè)應(yīng)用場景，例如某工廠的自動化生產(chǎn)線。系統(tǒng)組成：詳細(xì)描述該生產(chǎn)線的輸入/輸出模塊配置，包括DI、AI、DO、AO等。信號隔離與保護：展示如何在該系統(tǒng)中實現(xiàn)信號隔離與保護，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。調(diào)試與維護：討論如何對該系統(tǒng)進行調(diào)試和維護，確保其正常運行。第五章：定時器與計數(shù)器5.1定時器定時器是PLC編程中常用的指令之一，用于實現(xiàn)時間延遲和周期性任務(wù)。常見的定時器類型包括接通延時定時器(TON)、斷開延時定時器(TOF)和記憶接通延時定時器(TONR)。接通延時定時器(TON)功能：當(dāng)輸入信號接通后，經(jīng)過設(shè)定的時間后輸出信號有效。參數(shù)：預(yù)設(shè)時間(PT)：設(shè)定的延時時間。當(dāng)前時間(ET)：當(dāng)前已經(jīng)計時的時間。應(yīng)用：啟動延時、延時關(guān)閉等。示例：展示一個使用TON實現(xiàn)啟動延時的程序，并解釋其邏輯關(guān)系。斷開延時定時器(TOF)功能：當(dāng)輸入信號斷開后，經(jīng)過設(shè)定的時間后輸出信號無效。參數(shù)：預(yù)設(shè)時間(PT)：設(shè)定的延時時間。當(dāng)前時間(ET)：當(dāng)前已經(jīng)計時的時間。應(yīng)用：延時復(fù)位、延時停止等。示例：展示一個使用TOF實現(xiàn)延時復(fù)位的程序，并解釋其邏輯關(guān)系。記憶接通延時定時器(TONR)功能：具有記憶功能，即使輸入信號斷開，計時也不清零，直到復(fù)位信號到來。參數(shù)：預(yù)設(shè)時間(PT)：設(shè)定的延時時間。當(dāng)前時間(ET)：當(dāng)前已經(jīng)計時的時間。應(yīng)用：累積計時、累計時間統(tǒng)計等。示例：展示一個使用TONR實現(xiàn)累積計時的程序，并解釋其邏輯關(guān)系。5.2計數(shù)器計數(shù)器是PLC編程中另一種常用的指令，用于記錄事件發(fā)生的次數(shù)。常見的計數(shù)器類型包括增計數(shù)器(CTU)、減計數(shù)器(CTD)和增減計數(shù)器(CTUD)。增計數(shù)器(CTU)功能：每次輸入信號有效時，計數(shù)值加1。參數(shù)：預(yù)設(shè)值(PV)：設(shè)定的最大計數(shù)值。當(dāng)前值(CV)：當(dāng)前的計數(shù)值。應(yīng)用：產(chǎn)品計數(shù)、事件計數(shù)等。示例：展示一個使用CTU實現(xiàn)產(chǎn)品計數(shù)的程序，并解釋其邏輯關(guān)系。減計數(shù)器(CTD)功能：每次輸入信號有效時，計數(shù)值減1。參數(shù)：預(yù)設(shè)值(PV)：設(shè)定的初始計數(shù)值。當(dāng)前值(CV)：當(dāng)前的計數(shù)值。應(yīng)用：倒計時、剩余數(shù)量計數(shù)等。示例：展示一個使用CTD實現(xiàn)倒計時的程序，并解釋其邏輯關(guān)系。增減計數(shù)器(CTUD)功能：根據(jù)不同的輸入信號，計數(shù)值可以增加或減少。參數(shù)：預(yù)設(shè)值(PV)：設(shè)定的最大計數(shù)值。當(dāng)前值(CV)：當(dāng)前的計數(shù)值。應(yīng)用：雙向計數(shù)、庫存管理等。示例：展示一個使用CTUD實現(xiàn)雙向計數(shù)的程序，并解釋其邏輯關(guān)系。5.3組合使用定時器和計數(shù)器常常組合使用，以實現(xiàn)更復(fù)雜的控制邏輯。以下是一些常見的組合應(yīng)用示例：定時啟動與計數(shù)需求：在設(shè)備啟動后，延時一段時間再開始計數(shù)。實現(xiàn)：使用TON定時器延時啟動，然后觸發(fā)CTU計數(shù)器開始計數(shù)。示例：展示一個在設(shè)備啟動后延時5秒再開始計數(shù)的程序，并解釋其邏輯關(guān)系。計數(shù)與定時復(fù)位需求：在達到一定計數(shù)值后，延時一段時間再復(fù)位計數(shù)器。實現(xiàn)：使用CTU計數(shù)器計數(shù)，達到預(yù)設(shè)值后觸發(fā)TOF定時器延時復(fù)位。示例：展示一個在計數(shù)到100后延時2秒復(fù)位計數(shù)器的程序，并解釋其邏輯關(guān)系。循環(huán)計時與計數(shù)需求：每隔一段時間進行一次計數(shù)，直到達到某個總數(shù)。實現(xiàn)：使用TON定時器循環(huán)計時，每次計時結(jié)束后觸發(fā)CTU計數(shù)器計數(shù)。示例：展示一個每5秒計數(shù)一次，直到計數(shù)到100的程序，并解釋其邏輯關(guān)系。實際案例分析案例背景：介紹一個典型的工業(yè)應(yīng)用場景，例如某工廠的包裝生產(chǎn)線。系統(tǒng)需求：明確需要實現(xiàn)的控制任務(wù)，如產(chǎn)品計數(shù)、延時啟動等。程序設(shè)計：使用梯形圖或其他編程語言編寫控制程序，結(jié)合定時器和計數(shù)器實現(xiàn)復(fù)雜邏輯。調(diào)試與測試：通過仿真軟件或?qū)嶋H硬件進行調(diào)試，驗證程序的正確性。結(jié)果分析：總結(jié)調(diào)試過程中遇到的問題及解決方案。第六章：數(shù)據(jù)處理6.1數(shù)據(jù)類型在PLC編程中，數(shù)據(jù)類型定義了數(shù)據(jù)的格式和范圍。常見的數(shù)據(jù)類型包括整型(Integer)、實型(Real)、字符串(String)等。整型(Integer)類型：8位整型(INT8)：范圍-128到127。16位整型(INT16)：范圍-32768到32767。32位整型(INT32)：范圍-2147483648到2147483647。應(yīng)用：計數(shù)、索引、狀態(tài)標(biāo)志等。示例：展示一個使用整型變量存儲計數(shù)值的程序，并解釋其用法。實型(Real)類型：單精度浮點(REAL)：32位，約7位有效數(shù)字。雙精度浮點(LREAL)：64位，約15位有效數(shù)字。應(yīng)用：溫度、壓力、速度等連續(xù)變化的物理量。示例：展示一個使用實型變量存儲溫度值的程序，并解釋其用法。字符串(String)類型：固定長度字符串：長度固定的字符數(shù)組?？勺冮L度字符串：長度可變的字符數(shù)組。應(yīng)用：文本信息、設(shè)備標(biāo)識、用戶界面顯示等。示例：展示一個使用字符串變量存儲設(shè)備名稱的程序，并解釋其用法。6.2數(shù)據(jù)操作數(shù)據(jù)操作是PLC編程中的重要部分，涉及算術(shù)運算、邏輯運算、移位操作等多種操作。算術(shù)運算加法(ADD)：將兩個數(shù)據(jù)值相加。減法(SUB)：將一個數(shù)據(jù)值減去另一個數(shù)據(jù)值。乘法(MUL)：將兩個數(shù)據(jù)值相乘。除法(DIV)：將一個數(shù)據(jù)值除以另一個數(shù)據(jù)值。取模(MOD)：計算兩個數(shù)據(jù)值相除的余數(shù)。示例：展示一個使用算術(shù)運算計算總重量的程序，并解釋其邏輯關(guān)系。邏輯運算與(AND)：當(dāng)所有輸入條件都滿足時，輸出才有效。或(OR)：只要有一個輸入條件滿足，輸出就有效。非(NOT)：輸入條件的反相。異或(XOR)：僅當(dāng)輸入條件不同時，輸出才有效。示例：展示一個使用邏輯運算判斷多個條件是否同時滿足的程序，并解釋其邏輯關(guān)系。移位操作左移(SHL)：將數(shù)據(jù)向左移動指定的位數(shù)。右移(SHR)：將數(shù)據(jù)向右移動指定的位數(shù)。循環(huán)左移(ROL)：將數(shù)據(jù)向左循環(huán)移動指定的位數(shù)。循環(huán)右移(ROR)：將數(shù)據(jù)向右循環(huán)移動指定的位數(shù)。示例：展示一個使用移位操作實現(xiàn)數(shù)據(jù)位移的程序，并解釋其邏輯關(guān)系。比較操作等于(EQ)：比較兩個數(shù)據(jù)值是否相等。不等于(NE)：比較兩個數(shù)據(jù)值是否不相等。大于(GT)：比較一個數(shù)據(jù)值是否大于另一個數(shù)據(jù)值。小于(LT)：比較一個數(shù)據(jù)值是否小于另一個數(shù)據(jù)值。大于等于(GE)：比較一個數(shù)據(jù)值是否大于或等于另一個數(shù)據(jù)值。小于等于(LE)：比較一個數(shù)據(jù)值是否小于或等于另一個數(shù)據(jù)值。示例：展示一個使用比較操作判斷溫度是否超出范圍的程序，并解釋其邏輯關(guān)系。6.3數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù)存儲是PLC編程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，合理的數(shù)據(jù)存儲能夠提高程序的效率和可靠性。內(nèi)存分配全局變量(GlobalVariables)：在整個程序范圍內(nèi)可見，可用于不同程序塊之間的數(shù)據(jù)共享。局部變量(LocalVariables)：僅在特定的程序塊內(nèi)可見，用于臨時存儲中間結(jié)果。數(shù)據(jù)表(DataTable)：結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)存儲方式，便于管理和訪問大量數(shù)據(jù)。示例：展示一個使用全局變量和局部變量存儲不同類型數(shù)據(jù)的程序，并解釋其用法。數(shù)據(jù)表定義：數(shù)據(jù)表是一種結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)存儲方式，可以包含多種數(shù)據(jù)類型的字段。創(chuàng)建：在編程軟件中定義數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)，包括字段名、數(shù)據(jù)類型等。訪問：通過索引或字段名訪問數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)。示例：展示一個使用數(shù)據(jù)表存儲設(shè)備信息的程序，并解釋其用法。數(shù)據(jù)塊(DataBlock)定義：數(shù)據(jù)塊是一種獨立的數(shù)據(jù)存儲單元，可以在多個程序塊之間共享。創(chuàng)建：在編程軟件中定義數(shù)據(jù)塊的結(jié)構(gòu)，包括變量名、數(shù)據(jù)類型等。訪問：通過數(shù)據(jù)塊的標(biāo)識符訪問其中的數(shù)據(jù)。示例：展示一個使用數(shù)據(jù)塊存儲生產(chǎn)數(shù)據(jù)的程序，并解釋其用法。實際案例分析案例背景：介紹一個典型的工業(yè)應(yīng)用場景，例如某工廠的生產(chǎn)管理系統(tǒng)。系統(tǒng)需求：明確需要實現(xiàn)的數(shù)據(jù)處理任務(wù)，如數(shù)據(jù)采集、計算、存儲等。程序設(shè)計：使用梯形圖或其他編程語言編寫控制程序，實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理功能。調(diào)試與測試：通過仿真軟件或?qū)嶋H硬件進行調(diào)試，驗證程序的正確性。結(jié)果分析：總結(jié)調(diào)試過程中遇到的問題及解決方案。第七章：順序控制7.1順序控制的概念順序控制是PLC編程中用于實現(xiàn)一系列按預(yù)定順序執(zhí)行的任務(wù)的一種方法。它廣泛應(yīng)用于自動化生產(chǎn)線、機械加工、包裝系統(tǒng)等場景，通過精確的時序控制確保各個步驟按照預(yù)設(shè)的順序進行。定義：順序控制：是一種控制策略，其中任務(wù)按照預(yù)先設(shè)定的順序依次執(zhí)行。狀態(tài)轉(zhuǎn)移：從一個狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一個狀態(tài)的過程。特點：可預(yù)測性：每個步驟的執(zhí)行時間和順序是確定的?？煽啃裕和ㄟ^嚴(yán)格的時序控制，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。靈活性：可以通過修改程序來調(diào)整順序和條件。應(yīng)用場景：制造業(yè)：自動裝配線、注塑機、沖壓機等。能源管理：發(fā)電廠的啟?？刂?、鍋爐控制等。交通系統(tǒng)：地鐵站臺門控制、鐵路信號系統(tǒng)等。7.2步進控制步進控制是一種常見的順序控制方法，通過將整個過程分解為多個步驟（或階段），每個步驟在滿足特定條件后才會進入下一個步驟。步進控制的基本元素：步驟(Step)：表示一個具體的操作或任務(wù)。動作(Action)：在某個步驟中執(zhí)行的具體操作。轉(zhuǎn)換條件(TransitionCondition)：從當(dāng)前步驟轉(zhuǎn)移到下一個步驟的條件。狀態(tài)(State)：表示系統(tǒng)當(dāng)前所處的狀態(tài)。步進控制的實現(xiàn)：梯形圖(LadderDiagram,LD)步驟編號：為每個步驟分配一個唯一的編號。動作指令：在每個步驟中編寫相應(yīng)的動作指令。轉(zhuǎn)換條件：設(shè)置從當(dāng)前步驟到下一個步驟的轉(zhuǎn)換條件。功能塊圖(FunctionBlockDiagram,FBD)功能塊：使用功能塊表示每個步驟及其動作。連線：通過連線表示步驟之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。結(jié)構(gòu)文本(StructuredText,ST)狀態(tài)變量：定義一個狀態(tài)變量來表示當(dāng)前所處的步驟。條件判斷：使用條件語句（如IF-THEN-ELSE）來實現(xiàn)步驟間的轉(zhuǎn)換。示例：案例背景：介紹一個簡單的自動裝配線，包括上料、組裝、檢測、下料四個步驟。需求分析：明確每個步驟的具體操作和轉(zhuǎn)換條件。程序設(shè)計：使用梯形圖或其他編程語言編寫步進控制程序。調(diào)試與測試：通過仿真軟件或?qū)嶋H硬件進行調(diào)試，驗證程序的正確性。結(jié)果分析：總結(jié)調(diào)試過程中遇到的問題及解決方案。7.3狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖(SFC)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖(SequentialFunctionChart,SFC)是一種圖形化的編程語言，專門用于描述順序控制邏輯。SFC通過圖形化的方式清晰地展示了各個狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。SFC的基本元素：初始步(InitialStep)：表示系統(tǒng)的初始狀態(tài)?；顒硬?ActiveStep)：表示系統(tǒng)當(dāng)前所處的狀態(tài)。動作(Action)：在某個狀態(tài)中執(zhí)行的具體操作。轉(zhuǎn)換(Transition)：從當(dāng)前狀態(tài)轉(zhuǎn)移到下一個狀態(tài)的條件。有向連接(DirectedConnection)：表示狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換路徑。SFC的繪制：步驟編號：為每個狀態(tài)分配一個唯一的編號。狀態(tài)框：用矩形框表示每個狀態(tài)，并在框內(nèi)注明狀態(tài)名稱和動作。轉(zhuǎn)換條件：在狀態(tài)框之間用菱形框表示轉(zhuǎn)換條件。有向連接：用箭頭表示狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換方向。SFC的應(yīng)用：復(fù)雜控制邏輯：適用于需要處理多分支、多條件的復(fù)雜控制邏輯。可視化：通過圖形化的方式使控制邏輯更加直觀易懂。模塊化設(shè)計：可以將復(fù)雜的控制邏輯分解為多個子狀態(tài)圖，便于管理和維護。示例：案例背景：介紹一個復(fù)雜的自動化生產(chǎn)系統(tǒng)，包括多個工序和分支。需求分析：明確每個工序的具體操作和轉(zhuǎn)換條件。SFC設(shè)計：使用SFC繪制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，展示各個狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。程序?qū)崿F(xiàn)：將SFC轉(zhuǎn)換為梯形圖或其他編程語言的代碼。調(diào)試與測試：通過仿真軟件或?qū)嶋H硬件進行調(diào)試，驗證程序的正確性。結(jié)果分析：總結(jié)調(diào)試過程中遇到的問題及解決方案。第八章：通信與網(wǎng)絡(luò)8.1通信基礎(chǔ)通信是PLC系統(tǒng)中的重要組成部分，用于實現(xiàn)PLC與其他設(shè)備（如傳感器、執(zhí)行器、其他PLC、HMI等）之間的數(shù)據(jù)交換。良好的通信設(shè)計能夠提高系統(tǒng)的集成度和靈活性。通信協(xié)議：RS-232：串行通信標(biāo)準(zhǔn)，適用于短距離、點對點通信。RS-485：多點、長距離串行通信標(biāo)準(zhǔn)，支持多主多從配置。Modbus：基于串行通信的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化領(lǐng)域。Profibus：現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，支持高速數(shù)據(jù)傳輸和分布式控制系統(tǒng)。Ethernet/IP：基于以太網(wǎng)的工業(yè)通信協(xié)議，適用于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。通信接口：串行接口(SerialInterface)：如RS-232、RS-485。并行接口(ParallelInterface)：如Centronics接口。以太網(wǎng)接口(EthernetInterface)：支持TCP/IP協(xié)議。USB接口(USBInterface)：通用串行總線接口。通信方式：點對點通信(Point-to-PointCommunication)：兩個設(shè)備之間的直接通信。多點通信(Multi-pointCommunication)：多個設(shè)備共享一條通信線路。廣播通信(BroadcastCommunication)：一個設(shè)備向所有設(shè)備發(fā)送信息。示例：案例背景：介紹一個典型的工業(yè)應(yīng)用場景，例如某工廠的自動化生產(chǎn)線。通信需求：明確需要實現(xiàn)的數(shù)據(jù)交換任務(wù)，如傳感器數(shù)據(jù)采集、控制命令下發(fā)等。通信協(xié)議選擇：根據(jù)需求選擇合適的通信協(xié)議。硬件配置：配置PLC和其他設(shè)備的通信接口。程序設(shè)計：編寫通信程序，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)。調(diào)試與測試：通過仿真軟件或?qū)嶋H硬件進行調(diào)試，驗證通信的正確性。結(jié)果分析：總結(jié)調(diào)試過程中遇到的問題及解決方案。8.2網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)絡(luò)通信是指通過網(wǎng)絡(luò)（如以太網(wǎng)）實現(xiàn)PLC與其他設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。網(wǎng)絡(luò)通信具有高帶寬、高可靠性和易于擴展的特點。以太網(wǎng)(Ethernet)定義：以太網(wǎng)是一種局域網(wǎng)技術(shù)，支持高速數(shù)據(jù)傳輸。協(xié)議：基于TCP/IP協(xié)議棧，支持多種應(yīng)用層協(xié)議（如HTTP、FTP、ModbusTCP等）。硬件：需要以太網(wǎng)接口卡和交換機等設(shè)備。優(yōu)點：高帶寬：支持高達1000Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。高可靠性：采用冗余網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，提高系統(tǒng)的可靠性。易于擴展：可以通過增加交換機和路由器輕松擴展網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。ModbusTCP定義：ModbusTCP是基于以太網(wǎng)的Modbus協(xié)議，用于實現(xiàn)PLC與其他設(shè)備之間的通信。協(xié)議：在TCP/IP協(xié)議之上運行，使用端口502進行通信。數(shù)據(jù)格式：與ModbusRTU類似，但增加了TCP/IP頭部。應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化領(lǐng)域，支持讀寫寄存器、線圈等操作。Profinet定義：Profinet是一種基于以太網(wǎng)的工業(yè)通信協(xié)議，支持實時數(shù)據(jù)傳輸和分布式控制系統(tǒng)。協(xié)議：基于TCP/IP協(xié)議棧，支持RT（實時）和IRT（等時實時）模式。硬件：需要Profinet接口卡和交換機等設(shè)備。優(yōu)點：高實時性：支持低延遲的數(shù)據(jù)傳輸。高可靠性：采用冗余網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，提高系統(tǒng)的可靠性。易于集成：支持多種設(shè)備和系統(tǒng)的集成。示例：案例背景：介紹一個典型的工業(yè)應(yīng)用場景，例如某工廠的自動化生產(chǎn)線。網(wǎng)絡(luò)需求：明確需要實現(xiàn)的數(shù)據(jù)交換任務(wù)，如遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集等。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計：設(shè)計網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，選擇合適的通信協(xié)議。硬件配置：配置PLC和其他設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口。程序設(shè)計：編寫網(wǎng)絡(luò)通信程序，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)。調(diào)試與測試：通過仿真軟件或?qū)嶋H硬件進行調(diào)試，驗證網(wǎng)絡(luò)通信的正確性。結(jié)果分析：總結(jié)調(diào)試過程中遇到的問題及解決方案。8.3無線通信無線通信是指通過無線技術(shù)（如Wi-Fi、藍牙、Zigbee等）實現(xiàn)PLC與其他設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。無線通信具有無需布線、靈活性高的特點。Wi-Fi(IEEE802.11)定義：Wi-Fi是一種無線局域網(wǎng)技術(shù)，支持高速數(shù)據(jù)傳輸。協(xié)議：基于TCP/IP協(xié)議棧，支持多種應(yīng)用層協(xié)議（如HTTP、FTP等）。硬件：需要Wi-Fi模塊和接入點（AP）等設(shè)備。優(yōu)點：高帶寬：支持高達數(shù)百Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。靈活性：無需布線，易于部署和移動。廣泛應(yīng)用：支持多種設(shè)備和系統(tǒng)的集成。藍牙(Bluetooth)定義：藍牙是一種短距離無線通信技術(shù)，適用于低功耗設(shè)備。協(xié)議：基于藍牙協(xié)議棧，支持多種應(yīng)用層協(xié)議（如SPP、GATT等）。硬件：需要藍牙模塊和主機設(shè)備等。優(yōu)點：低功耗：適用于電池供電的設(shè)備。靈活性：無需布線，易于部署和移動。廣泛應(yīng)用：支持多種設(shè)備和系統(tǒng)的集成。Zigbee(IEEE802.15.4)定義：Zigbee是一種低功耗、低速率的無線通信技術(shù)，適用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。協(xié)議：基于Zigbee協(xié)議棧，支持多種應(yīng)用層協(xié)議（如ZCL、ZDO等）。硬件：需要Zigbee模塊和協(xié)調(diào)器等設(shè)備。優(yōu)點：低功耗：適用于電池供電的設(shè)備。自組網(wǎng)：支持自組織網(wǎng)絡(luò)，易于擴展。廣泛應(yīng)用：支持多種設(shè)備和系統(tǒng)的集成。示例：案例背景：介紹一個典型的工業(yè)應(yīng)用場景，例如某工廠的自動化生產(chǎn)線。無線需求：明確需要實現(xiàn)的數(shù)據(jù)交換任務(wù)，如遠(yuǎn)程監(jiān)控、移動設(shè)備控制等。無線設(shè)計：設(shè)計無線通信方案，選擇合適的無線技術(shù)。硬件配置：配置PLC和其他設(shè)備的無線接口。程序設(shè)計：編寫無線通信程序，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)。調(diào)試與測試：通過仿真軟件或?qū)嶋H硬件進行調(diào)試，驗證無線通信的正確性。結(jié)果分析：總結(jié)調(diào)試過程中遇到的問題及解決方案。第九章：人機界面(HMI)9.1HMI的基本概念人機界面(HumanMachineInterface,HMI)是一種用于操作員與機器之間交互的界面。HMI通常由觸摸屏、按鈕、指示燈等組成，通過圖形化界面顯示系統(tǒng)狀態(tài)、參數(shù)和報警信息，并允許操作員進行控制和設(shè)置。定義：HMI：是一種用戶界面，用于操作員與機器之間的交互。功能：顯示系統(tǒng)狀態(tài)、參數(shù)和報警信息；接收操作員的輸入指令。特點：直觀易用：通過圖形化界面提供直觀的操作體驗。實時顯示：實時顯示系統(tǒng)狀態(tài)和參數(shù)。報警提示：及時提示系統(tǒng)故障和異常情況。靈活配置：可以根據(jù)不同需求定制界面和功能。應(yīng)用場景：制造業(yè)：自動裝配線、注塑機、沖壓機等。能源管理：發(fā)電廠的監(jiān)控系統(tǒng)、變電站的監(jiān)控系統(tǒng)等。交通系統(tǒng)：地鐵站臺門控制、鐵路信號系統(tǒng)等。樓宇自動化：中央空調(diào)系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等。9.2HMI的設(shè)計HMI設(shè)計是確保操作員能夠高效、準(zhǔn)確地與系統(tǒng)交互的關(guān)鍵步驟。設(shè)計時需要考慮界面布局、控件設(shè)計、顏色和字體等因素。屏幕布局：主要區(qū)域：顯示系統(tǒng)的主要狀態(tài)和參數(shù)。導(dǎo)航區(qū)域：提供菜單和導(dǎo)航按鈕，方便操作員切換不同的頁面。報警區(qū)域：顯示報警信息和提示。控制區(qū)域：提供操作按鈕和輸入框，供操作員進行控制和設(shè)置。控件設(shè)計：按鈕：用于觸發(fā)操作，如啟動、停止、復(fù)位等。開關(guān)：用于切換狀態(tài)，如開/關(guān)、啟用/禁用等?；瑝K：用于調(diào)節(jié)參數(shù)，如速度、溫度等。文本框：用于輸入數(shù)值或文本。圖表：用于顯示趨勢和歷史數(shù)據(jù)。顏色和字體：顏色：使用醒目的顏色突出重要的信息和報警。字體：選擇清晰易讀的字體，確保信息的可讀性。示例：案例背景：介紹一個典型的工業(yè)應(yīng)用場景，例如某工廠的自動化生產(chǎn)線。需求分析：明確需要顯示的信息和操作功能。界面設(shè)計：設(shè)計HMI的屏幕布局和控件。程序?qū)崿F(xiàn)：編寫HMI程序，實現(xiàn)界面的顯示和控制功能。調(diào)試與測試：通過仿真軟件或?qū)嶋H硬件進行調(diào)試，驗證HMI的正確性。結(jié)果分析：總結(jié)調(diào)試過程中遇到的問題及解決方案。9.3HMI與PLC的連接HMI與PLC的連接是實現(xiàn)人機交互的關(guān)鍵步驟。通過建立有效的通信連接，HMI可以從PLC獲取數(shù)據(jù)并發(fā)送控制指令。通信設(shè)置：通信協(xié)議：選擇合適的通信協(xié)議，如Modbus、Profibus、Ethernet/IP等。通信參數(shù)：配置通信參數(shù)，如波特率、數(shù)據(jù)位、校驗位等。地址映射：定義HMI與PLC之間的數(shù)據(jù)地址映射關(guān)系。數(shù)據(jù)交換：讀取數(shù)據(jù)：HMI從PLC讀取系統(tǒng)狀態(tài)、參數(shù)和報警信息。寫入數(shù)據(jù)：HMI向PLC發(fā)送控制指令和設(shè)置參數(shù)。實時更新：確保數(shù)據(jù)的實時更新，避免延遲和錯誤。示例：案例背景：介紹一個典型的工業(yè)應(yīng)用場景，例如某工廠的自動化生產(chǎn)線。通信需求：明確需要交換的數(shù)據(jù)和控制指令。通信協(xié)議選擇：根據(jù)需求選擇合適的通信協(xié)議。硬件配置：配置HMI和PLC的通信接口。程序設(shè)計：編寫HMI程序，實現(xiàn)與PLC的數(shù)據(jù)交換。調(diào)試與測試：通過仿真軟件或?qū)嶋H硬件進行調(diào)試，驗證通信的正確性。結(jié)果分析：總結(jié)調(diào)試過程中遇到的問題及解決方案。第十章：故障診斷與維護10.1故障診斷故障診斷是確保PLC系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過有效的故障診斷，可以快速定位問題并采取相應(yīng)的措施進行修復(fù)。常見故障類型硬件故障：CPU模塊故障：如CPU損壞、電源故障等。I/O模塊故障：如輸入/輸出信號異常、模塊損壞等。通信故障：如通信線路中斷、通信協(xié)議錯誤等。軟件故障：程序錯誤：如邏輯錯誤、指令錯誤等。配置錯誤：如參數(shù)設(shè)置不當(dāng)、地址映射錯誤等。數(shù)據(jù)丟失：如存儲器損壞、數(shù)據(jù)被意外刪除等。故障診斷方法觀察法：視覺檢查：檢查設(shè)備外觀是否有明顯的損壞或異常。聽覺檢查：監(jiān)聽設(shè)備運行時是否有異常聲音。觸覺檢查：觸摸設(shè)備表面，檢查是否有過熱現(xiàn)象。測試法：使用萬用表：測量電壓、電流等電氣參數(shù)。使用示波器：觀察信號波形，判斷信號是否正常。使用專用測試工具：如PLC編程器、通信測試儀等。替換法：替換模塊：將懷疑有故障的模塊替換為已知正常的模塊，觀察系統(tǒng)是否恢復(fù)正常。替換電纜：更換通信電纜或電源線，排除線路問題。日志分析：查看系統(tǒng)日志：分析PLC和HMI的日志文件，查找錯誤信息。查看報警記錄：查看系統(tǒng)的報警記錄，確定故障發(fā)生的時間和原因。實際案例分析案例背景：介紹一個典型的工業(yè)應(yīng)用場景，例如某工廠的自動化生產(chǎn)線。故障現(xiàn)象：描述出現(xiàn)的具體故障現(xiàn)象，如設(shè)備停止工作、報警燈閃爍等。診斷步驟：詳細(xì)說明故障診斷的過程，包括使用的工具和方法。解決方案：提出具體的解決方案，如更換模塊、調(diào)整參數(shù)等。結(jié)果驗證：通過實際操作驗證解決方案的有效性，并總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)。10.2維護保養(yǎng)維護保養(yǎng)是確保PLC系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行的重要措施。定期的維護保養(yǎng)可以預(yù)防故障的發(fā)生，延長設(shè)備的使用壽命。日常維護清潔：外部清潔：定期清理PLC及周邊設(shè)備的灰塵和污垢。內(nèi)部清潔：定期清理PLC內(nèi)部的灰塵和異物，防止短路。檢查：電源檢查：檢查電源電壓是否穩(wěn)定，電源線是否松動。接線檢查：檢查所有接線是否牢固，無松動或破損。指示燈檢查：檢查PLC和HMI的指示燈是否正常工作。備份：程序備份：定期備份PLC程序，以防數(shù)據(jù)丟失。配置備份：備份PLC的配置參數(shù)，以便在需要時恢復(fù)。定期檢查功能測試：輸入/輸出測試：定期測試所有輸入/輸出點的功能，確保信號正常。通信測試：定期測試通信線路，確保通信暢通。性能測試：響應(yīng)時間測試：測試PLC的響應(yīng)時間，確保其滿足要求。負(fù)載測試：測試PLC在高負(fù)載情況下的性能，確保其穩(wěn)定性。更新升級：固件升級：定期更新PLC的固件，以獲得最新的功能和安全補丁。軟件升級：定期更新編程軟件和其他相關(guān)軟件，以提高兼容性和性能。實際案例分析案例背景：介紹一個典型的工業(yè)應(yīng)用場景，例如某工廠的自動化生產(chǎn)線。維護需求：明確需要進行的維護保養(yǎng)任務(wù)，如清潔、檢查、備份等。維護計劃：制定詳細(xì)的維護計劃，包括維護周期、維護內(nèi)容和責(zé)任人。執(zhí)行過程：詳細(xì)記錄每次維護的具體操作和發(fā)現(xiàn)的問題。效果評估：評估維護保養(yǎng)的效果，總結(jié)經(jīng)驗和改進措施。10.3備份與恢復(fù)備份與恢復(fù)是確保PLC系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全的重要手段。通過定期備份，可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時快速恢復(fù)到正常狀態(tài)，減少停機時間。程序備份備份方法：在線備份：通過編程軟件直接從PLC中讀取程序并保存到計算機。離線備份：將PLC程序?qū)С龅酱鎯橘|(zhì)（如U盤、硬盤）上。備份頻率：定期備份：根據(jù)系統(tǒng)的復(fù)雜程度和重要性，設(shè)定合理的備份周期。變更后備份：每次修改程序后立即進行備份。備份存儲：本地存儲：將備份文件存儲在本地計算機或服務(wù)器上。遠(yuǎn)程存儲：將備份文件存儲在云存儲或其他遠(yuǎn)程服務(wù)器上，增加安全性。數(shù)據(jù)恢復(fù)恢復(fù)方法：在線恢復(fù)：通過編程軟件將備份程序下載到PLC中。離線恢復(fù)：將備份文件導(dǎo)入到編程軟件中，再下載到PLC?；謴?fù)流程：確認(rèn)故障：確定需要恢復(fù)的原因和范圍。選擇備份：選擇合適的備份文件進行恢復(fù)?；謴?fù)操作：按照恢復(fù)方法進行操作，確保數(shù)據(jù)完整性和一致性?；謴?fù)驗證：功能測試：恢復(fù)后進行全面的功能測試，確保系統(tǒng)正常運行。數(shù)據(jù)校驗：校驗恢復(fù)后的數(shù)據(jù)是否正確，避免數(shù)據(jù)丟失或損壞。實際案例分析案例背景：介紹一個典型的工業(yè)應(yīng)用場景，例如某工廠的自動化生產(chǎn)線。備份需求：明確需要備份的數(shù)據(jù)和程序。備份計劃：制定詳細(xì)的備份計劃，包括備份周期、備份方法和責(zé)任人?；謴?fù)演練：定期進行恢復(fù)演練，模擬真實故障情況，檢驗恢復(fù)流程的有效性。效果評估：評估備份與恢復(fù)的效果，總結(jié)經(jīng)驗和改進措施。第十一章：高級編程技巧11.1子程序與函數(shù)子程序與函數(shù)是PLC編程中的高級技術(shù)，通過將復(fù)雜的控制邏輯分解為多個小模塊，提高代碼的可讀性和可維護性。子程序(Subroutine)定義：子程序是一段獨立的代碼塊，可以被主程序或其他子程序調(diào)用。優(yōu)點：模塊化：將復(fù)雜邏輯分解為多個小模塊，便于管理和維護。重用性：相同的代碼可以在多個地方重復(fù)使用。簡化主程序：主程序只需調(diào)用子程序，無需關(guān)注具體實現(xiàn)細(xì)節(jié)。創(chuàng)建與調(diào)用：創(chuàng)建子程序：在編程軟件中創(chuàng)建一個新的子程序，編寫其邏輯。調(diào)用子程序：在主程序中使用CALL指令調(diào)用子程序。示例：案例背景：介紹一個典型的工業(yè)應(yīng)用場景，例如某工廠的自動化生產(chǎn)線。需求分析：明確需要實現(xiàn)的功能，如電機控制、溫度調(diào)節(jié)等。子程序設(shè)計：將每個功能模塊編寫為獨立的子程序。主程序設(shè)計：在主程序中調(diào)用各個子程序，實現(xiàn)整體控制邏輯。調(diào)試與測試：通過仿真軟件或?qū)嶋H硬件進行調(diào)試，驗證程序的正確性。結(jié)果分析：總結(jié)調(diào)試過程中遇到的問題及解決方案。函數(shù)(Function)定義：函數(shù)是一種特殊的子程序，具有返回值。優(yōu)點：靈活性：可以根據(jù)輸入?yún)?shù)計算出不同的返回值。簡潔性：通過函數(shù)調(diào)用可以簡化復(fù)雜的計算過程。重用性：相同的計算邏輯可以在多個地方重復(fù)使用。創(chuàng)建與調(diào)用：創(chuàng)建函數(shù)：在編程軟件中創(chuàng)建一個新的函數(shù)，編寫其邏輯。調(diào)用函數(shù)：在主程序或其他子程序中使用函數(shù)名調(diào)用函數(shù)，并獲取返回值。示例：案例背景：介紹一個典型的工業(yè)應(yīng)用場景，例如某工廠的自動化生產(chǎn)線。需求分析：明確需要實現(xiàn)的功能，如計算平均值、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式等。函數(shù)設(shè)計：將每個計算邏輯編寫為獨立的函數(shù)。主程序設(shè)計：在主程序中調(diào)用各個函數(shù)，實現(xiàn)整體控制邏輯。調(diào)試與測試：通過仿真軟件或?qū)嶋H硬件進行調(diào)試，驗證程序的正確性。結(jié)果分析：總結(jié)調(diào)試過程中遇到的問題及解決方案。11.2中斷處理中斷處理是PLC編程中的一種高級技術(shù)，用于處理緊急事件或特殊條件。通過中斷處理，可以在不影響主程序執(zhí)行的情況下，及時響應(yīng)重要的外部事件。中斷的概念定義：中斷是指當(dāng)某個特定事件發(fā)生時，暫停當(dāng)前正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)而去執(zhí)行一段專門處理該事件的代碼。特點：實時性：能夠快速響應(yīng)外部事件，提高系統(tǒng)的實時性。優(yōu)先級：不同類型的中斷具有不同的優(yōu)先級，高優(yōu)先級的中斷會優(yōu)先處理。恢復(fù)性：中斷處理完成后，系統(tǒng)會自動恢復(fù)到中斷前的狀態(tài)，繼續(xù)執(zhí)行主程序。中斷類型硬件中斷：輸入信號變化：如按鈕按下、傳感器觸發(fā)等。定時器中斷：如定時器溢出、定時到達等。通信中斷：如接收數(shù)據(jù)、發(fā)送完成等。軟件中斷：用戶自定義中斷：由用戶編程定義的中斷。系統(tǒng)中斷：由操作系統(tǒng)或編程環(huán)境提供的中斷。中斷處理程序編寫中斷處理程序：定義中斷向量：為每個中斷類型分配一個唯一的中斷向量。編寫中斷服務(wù)程序(ISR)：編寫處理中斷事件的代碼。啟用中斷：全局中斷：通過設(shè)置全局中斷使能位來啟用中斷。局部中斷：通過設(shè)置特定中斷的使能位來啟用中斷。中斷屏蔽：全局中斷屏蔽：通過設(shè)置全局中斷屏蔽位來禁止所有中斷。局部中斷屏蔽：通過設(shè)置特定中斷的屏蔽位來禁止某個中斷。示例案例背景：介紹一個典型的工業(yè)應(yīng)用場景，例如某工廠的自動化生產(chǎn)線。需求分析：明確需要處理的中斷事件，如緊急停止、超溫報警等。中斷處理程序設(shè)計：為每個中斷事件編寫對應(yīng)的中斷服務(wù)程序。主程序設(shè)計：在主程序中啟用中斷，并配置中斷向量。調(diào)試與測試：通過仿真軟件或?qū)嶋H硬件進行調(diào)試，驗證中斷處理的正確性。結(jié)果分析：總結(jié)調(diào)試過程中遇到的問題及解決方案。11.3高級數(shù)據(jù)處理高級數(shù)據(jù)處理是PLC編程中的重要技術(shù)，涉及數(shù)組操作、數(shù)據(jù)庫訪問等多種復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理任務(wù)。通過高級數(shù)據(jù)處理，可以實現(xiàn)更靈活和強大的控制邏輯。數(shù)組操作定義：數(shù)組是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以存儲多個相同類型的數(shù)據(jù)。優(yōu)點：批量處理：可以一次性處理多個數(shù)據(jù)，提高效率。索引訪問：可以通過索引快速訪問數(shù)組中的元素。動態(tài)管理：可以根據(jù)需要動態(tài)調(diào)整數(shù)組的大小。常用操作：初始化：創(chuàng)建數(shù)組并為其分配初始值。賦值：為數(shù)組中的元素賦值。讀取：從數(shù)組中讀取數(shù)據(jù)。遍歷：遍歷數(shù)組中的所有元素。排序：對數(shù)組中的元素進行排序。搜索：在數(shù)組中搜索特定的元素。示例：案例背景：介紹一個典型的工業(yè)應(yīng)用場景，例如某工廠的自動化生產(chǎn)線。需求分析：明確需要處理的數(shù)據(jù)，如產(chǎn)品編號、生產(chǎn)日期等。數(shù)組設(shè)計：定義數(shù)組并初始化數(shù)據(jù)。程序設(shè)計：編寫程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)組的賦值、讀取、遍歷等操作。調(diào)試與測試：通過仿真軟件或?qū)嶋H硬件進行調(diào)試，驗證程序的正確性。結(jié)果分析：總結(jié)調(diào)試過程中遇到的問題及解決方案。數(shù)據(jù)庫訪問定義：數(shù)據(jù)庫是一種存儲和管理大量數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。優(yōu)點：數(shù)據(jù)集中管理：可以集中存儲和管理大量的數(shù)據(jù)。高效查詢：支持高效的查詢和檢索操作。數(shù)據(jù)共享：多個系統(tǒng)可以共享同一個數(shù)據(jù)庫。常用操作：連接數(shù)據(jù)庫：建立PLC與數(shù)據(jù)庫之間的連接。插入數(shù)據(jù)：將數(shù)據(jù)插入到數(shù)據(jù)庫中。查詢數(shù)據(jù)：從數(shù)據(jù)庫中查詢所需的數(shù)據(jù)。更新數(shù)據(jù)：更新數(shù)據(jù)庫中的現(xiàn)有數(shù)據(jù)。刪除數(shù)據(jù)：從數(shù)據(jù)庫中刪除不再需要的數(shù)據(jù)。示例：案例背景：介紹一個典型的工業(yè)應(yīng)用場景，例如某工廠的自動化生產(chǎn)線。需求分析：明確需要存儲和查詢的數(shù)據(jù)，如生產(chǎn)記錄、質(zhì)量數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)庫設(shè)計：設(shè)計數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，創(chuàng)建所需的表和字段。程序設(shè)計：編寫程序?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)庫的連接、插入、查詢等操作。調(diào)試與測試：通過仿真軟件或?qū)嶋H硬件進行調(diào)試，驗證程序的正確性。結(jié)果分析：總結(jié)調(diào)試過程中遇到的問題及解決方案。實際案例分析案例背景：介紹一個典型的工業(yè)應(yīng)用場景，例如某工廠的自動化生產(chǎn)線。需求分析：明確需要實現(xiàn)的數(shù)據(jù)處理任務(wù)，如批量處理生產(chǎn)數(shù)據(jù)、存儲質(zhì)量記錄等。程序設(shè)計：結(jié)合數(shù)組操作和數(shù)據(jù)庫訪問，編寫完整的數(shù)據(jù)處理程序。調(diào)試與測試：通過仿真軟件或?qū)嶋H硬件進行調(diào)試，驗證程序的正確性。結(jié)果分析：總結(jié)調(diào)試過程中遇到的問題及解決方案。第十二章：模擬量控制12.1模擬量輸入處理模擬量輸入處理是PLC編程中的一項重要任務(wù)，用于處理連續(xù)變化的物理量，如溫度、壓力、流量等。通過模擬量輸入處理，可以實現(xiàn)精確的測量和控制。模擬量輸入模塊類型：電壓輸入(0-10V,0-5V,±10V)電流輸入(4-20mA)熱電偶(Thermocouple)熱電阻(RTD)應(yīng)用：溫度傳感器：測量環(huán)境溫度或設(shè)備溫度。壓力傳感器：測量管道或容器內(nèi)的壓力。流量計：測量流體的流量。濕度傳感器：測量空氣中的濕度。信號轉(zhuǎn)換：A/D轉(zhuǎn)換：將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，便于PLC處理。標(biāo)定：通過標(biāo)定將傳感器輸出的信號轉(zhuǎn)換為實際物理量。示例：案例背景：介紹一個典型的工業(yè)應(yīng)用場景，例如某工廠的自動化生產(chǎn)線。需求分析：明確需要測量的物理量，如溫度、壓力等。模塊配置：選擇合適的模擬量輸入模塊，并進行配置。程序設(shè)計：編寫程序讀取模擬量輸入，并進行必要的轉(zhuǎn)換和處理。調(diào)試與測試：通過仿真軟件或?qū)嶋H硬件進行調(diào)試，驗證程序的正確性。結(jié)果分析：總結(jié)調(diào)試過程中遇到的問題及解決方案。12.2模擬量輸出控制模擬量輸出控制是PLC編程中的另一項重要任務(wù)，用于控制執(zhí)行機構(gòu)，如調(diào)節(jié)閥、變頻器等。通過模擬量輸出控制，可以實現(xiàn)精確的調(diào)節(jié)和控制。模擬量輸出模塊類型：電壓輸出(0-10V,0-5V,±10V)電流輸出(4-20mA)應(yīng)用：調(diào)節(jié)閥：控制閥門的開度，調(diào)節(jié)流體的流量。變頻器：控制電動機的速度。伺服驅(qū)動器：控制伺服電機的位置和速度。信號轉(zhuǎn)換：D/A轉(zhuǎn)換：將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，控制執(zhí)行機構(gòu)。標(biāo)定：通過標(biāo)定將控制信號轉(zhuǎn)換為實際物理量。示例：案例背景：介紹一個典型的工業(yè)應(yīng)用場景，例如某工廠的自動化生產(chǎn)線。需求分析：明確需要控制的執(zhí)行機構(gòu)，如調(diào)節(jié)閥、變頻器等。模塊配置：選擇合適的模擬量輸出模塊，并進行配置。程序設(shè)計：編寫程序生成模擬量輸出信號，并進行必要的轉(zhuǎn)換和處理。調(diào)試與測試：通過仿真軟件或?qū)嶋H硬件進行調(diào)試，驗證程序的正確性。結(jié)果分析：總結(jié)調(diào)試過程中遇到的問題及解決方案。12.3PID控制PID控制是一種常用的模擬量控制算法，通過比例(P)、積分(I)和微分(D)三個部分的組合，實現(xiàn)對系統(tǒng)的精確控制。PID控制原理比例(P)控制：定義：根據(jù)偏差的比例進行控制。公式：u(t)=Kp?e(t)u(t)=Kp??e(t)特點：響應(yīng)快，但存在穩(wěn)態(tài)誤差。積分(I)控制：定義：根據(jù)偏差的積分進行控制。公式：u(t)=Ki?∫0te(τ)?dτu(t)=Ki??∫0t?e(τ)dτ特點：消除穩(wěn)態(tài)誤差，但可能導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。微分(D)控制：定義：根據(jù)偏差的變化率進行控制。公式：u(t)=Kd?de(t)dtu(t)=Kd??dtde(t)?特點：減小超調(diào)，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。綜合控制：公式：u(t)=Kp?e(t)+Ki?∫0te(τ)?dτ+Kd?de(t)dtu(t)=Kp??e(t)+Ki??∫0t?e(τ)dτ+Kd??dtde(t)?特點：結(jié)合了比例、積分和微分的優(yōu)點，實現(xiàn)精確控制。PID控制器的實現(xiàn)參數(shù)整定：手動整定：通過試錯法逐步調(diào)整PID參數(shù)。自動整定：使用自適應(yīng)算法自動調(diào)整PID參數(shù)。程序設(shè)計：計算偏差：計算設(shè)定值與實際值之間的偏差。計算控制量：根據(jù)PID公式計算控制量。輸出控制信號：將控制量轉(zhuǎn)換為模擬量輸出信號。示例：案例背景：介紹一個典型的工業(yè)應(yīng)用場景，例如某工廠的自動化生產(chǎn)線。需求分析：明確需要控制的物理量，如溫度、壓力等。參數(shù)整定：通過手動或自動方法整定PID參數(shù)。程序設(shè)計：編寫PID控制程序，實現(xiàn)精確控制。調(diào)試與測試：通過仿真軟件或?qū)嶋H硬件進行調(diào)試，驗證程序的正確性。結(jié)果分析：總結(jié)調(diào)試過程中遇到的問題及解決方案。實際案例分析案例背景：介紹一個典型的工業(yè)應(yīng)用場景，例如某工廠的自動化生產(chǎn)線。需求分析：明確需要實現(xiàn)的模擬量控制任務(wù)，如溫度控制、壓力控制等。系統(tǒng)設(shè)計：選擇合適的模擬量輸入/輸出模塊，并進行配置。程序設(shè)計：編寫模擬量輸入處理、PID控制和模擬量輸出控制的程序。調(diào)試與測試：通過仿真軟件或?qū)嶋H硬件進行調(diào)試，驗證程序的正確性。結(jié)果分析：總結(jié)調(diào)試過程中遇到的問題及解決方案。第十三章：運動控制13.1運動控制概述運動控制是PLC編程中的一項高級應(yīng)用，用于精確控制機械設(shè)備的運動。它廣泛應(yīng)用于自動化生產(chǎn)線、機器人系統(tǒng)、數(shù)控機床等領(lǐng)域。通過運動控制，可以實現(xiàn)高精度的位置控制、速度控制和加速度控制。定義：運動控制：是指通過控制設(shè)備（如電機、伺服驅(qū)動器）來實現(xiàn)對機械部件的精確位置、速度和加速度的控制。關(guān)鍵參數(shù)：位置、速度、加速度、方向等。應(yīng)用場景：制造業(yè)：自動裝配線、注塑機、沖壓機等。機器人技術(shù)：工業(yè)機器人、服務(wù)機器人等。數(shù)控機床：車床、銑床、鉆床等。包裝機械：封口機、貼標(biāo)機、包裝機等。物流系統(tǒng)：輸送帶、堆垛機、分揀系統(tǒng)等。運動控制系統(tǒng)組成：控制器(Controller)：負(fù)責(zé)生成控制信號，通常是PLC或?qū)Ｓ眠\動控制器。驅(qū)動器(Drive)：將控制信號轉(zhuǎn)換為適合電機的電信號。電機(Motor)：執(zhí)行實際的運動，常見的有步進電機、伺服電機等。反饋裝置(FeedbackDevice)：提供位置、速度等反饋信息，如編碼器、光電傳感器等。13.2步進電機控制步進電機是一種無刷直流電機，通過脈沖信號控制其旋轉(zhuǎn)角度。步進電機具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、控制方便等特點，在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。步進電機的工作原理：步距角(StepAngle)：每接收一個脈沖信號，步進電機轉(zhuǎn)過的角度。相數(shù)(Phases)：步進電機內(nèi)部的繞組數(shù)量，常見的有兩相、三相、五相等。工作模式：單相激勵：每次只有一相繞組通電。雙相激勵：每次有兩相繞組同時通電。全相激勵：所有相繞組同時通電。步進電機的控制方法：脈沖控制：通過發(fā)送脈沖信號控制步進電機的轉(zhuǎn)動角度。方向控制：通過方向信號控制步進電機的轉(zhuǎn)動方向。細(xì)分控制：通過細(xì)分技術(shù)提高步進電機的分辨率和精度。示例：案例背景：介紹一個典型的工業(yè)應(yīng)用場景，例如某工廠的自動裝配線。需求分析：明確需要實現(xiàn)的運動控制任務(wù)，如旋轉(zhuǎn)臺的精確定位。硬件配置：選擇合適的步進電機、驅(qū)動器和編碼器。程序設(shè)計：編寫PLC程序生成脈沖信號和方向信號，控制步進電機的運動。調(diào)試與測試：通過仿真軟件或?qū)嶋H硬件進行調(diào)試，驗證程序的正確性。結(jié)果分析：總結(jié)調(diào)試過程中遇到的問題及解決方案。13.3伺服電機控制伺服電機是一種高性能的電動機，具有高精度、高速度和高響應(yīng)性的特點。伺服電機通常與伺服驅(qū)動器配合使用，廣泛應(yīng)用于精密控制領(lǐng)域。伺服電機的工作原理：閉環(huán)控制：通過反饋裝置（如編碼器）實時檢測電機的位置、速度等參數(shù)，并與設(shè)定值進行比較，調(diào)整控制信號以減小誤差。位置控制：根據(jù)設(shè)定的位置值控制電機的轉(zhuǎn)動角度。速度控制：根據(jù)設(shè)定的速度值控制電機的轉(zhuǎn)速。力矩控制：根據(jù)設(shè)定的力矩值控制電機的輸出力矩。伺服電機的控制方法：位置模式：通過設(shè)定目標(biāo)位置值控制電機的轉(zhuǎn)動角度。速度模式：通過設(shè)定目標(biāo)速度值控制電機的轉(zhuǎn)速。力矩模式：通過設(shè)定目標(biāo)力矩值控制電機的輸出力矩。混合模式：結(jié)合多種控制模式，實現(xiàn)更復(fù)雜的控制邏輯。示例：案例背景：介紹一個典型的工業(yè)應(yīng)用場景，例如某工廠的數(shù)控機床。需求分析：明確需要實現(xiàn)的運動控制任務(wù)，如刀具的精確定位和速度控制。硬件配置：選擇合適的伺服電機、伺服驅(qū)動器和編碼器。程序設(shè)計：編寫PLC程序生成控制信號，控制伺服電機的運動。調(diào)試與測試：通過仿真軟件或?qū)嶋H硬件進行調(diào)試，驗證程序的正確性。結(jié)果分析：總結(jié)調(diào)試過程中遇到的問題及解決方案。13.4運動控制算法運動控制算法是實現(xiàn)精確控制的關(guān)鍵技術(shù)。常見的運動控制算法包括梯形加減速、S型曲線加減速、PID控制等。梯形加減速定義：梯形加減速是一種簡單的加減速算法，分為加速段、勻速段和減速段。優(yōu)點：計算簡單，易于實現(xiàn)。缺點：加減速過程中的沖擊較大，可能導(dǎo)致機械振動。公式：加速段：v(t)=a?tv(t)=a?t勻速段：v(t)=vmaxv(t)=vmax?減速段：v(t)=vmax?a?(t?t0)v(t)=vmax??a?(t?t0?)S型曲線加減速定義：S型曲線加減速是一種平滑的加減速算法，通過在加減速過程中引入緩和段，減少沖擊。優(yōu)點：加減速過程平滑，減少機械振動。缺點：計算復(fù)雜度較高。公式：加速段：v(t)=a?t3v(t)=a?t3勻速段：v(t)=vmaxv(t)=vmax?減速段：v(t)=vmax?a?(t?t0)3v(t)=vmax??a?(t?t0?)3PID控制定義：PID控制是一種常用的反饋控制算法，通過比例(P)、積分(I)和微分(D)三個部分的組合，實現(xiàn)對系統(tǒng)的精確控制。優(yōu)點：適用于多種控制場景，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度控制。缺點：參數(shù)整定較為復(fù)雜。公式：u(t)=Kp?e