闭环控制模板

5.8闭环控制模板教案8复习提问：掌握通信模板的组成、CCM的配置与连接方法、高速计数模板的基本结构及主要配置实现闭环控制通常有两种不同的方法，一种是利用PLC中的模拟输入和输出模板作测试和输出驱动，而控制参数和控制方法由PLC的软件完成，这种控制方式硬件结构简单而规格化，但要占用CPU大量的计算时间，控制速度低和实时性较差。另一种方式采用专门设计的闭环控制模板，用“硬件”（事实上是用这种模板上的高速CPU运算）来实现实时控制。下面以西门子公司的闭环控制模板为例来说明它的结构和工作原理。5.8.1硬件结构和工作原理模板的基本结构见图5-25

它具有自己的微处理器，并利用总线接口与CPU模板作数据交换，模扳上用于存储控制机构和控制方案的ROM（EPROM）是可替换的，通过插口可插入不同的ROM，以适应不同系统的控制要求。图中A/D转换器用于采集和测量输入信号（模拟量）。这两部分与模拟量输入输出模板的功能相似。脉冲控制部分是数字量的输入（如各个开关和光电码盘信号等）和输出（如控制继电器和步进电机等）。在CPU8086与输入输出口之间采用光电隔离器（隔离信号全是数字量）。编程器用于对该模板编程同时也可监视它的工作状况。5.8.2主要配置和技术指标模板主要配置如下：①80186微处理器一片；②内存四个：EPROM18KX2，存放系统软件；RAM8KX2，存放执行数据；EPROM２16K×2（外接），存放控制器机构和控制参数等；E2PROM8K×1（外接），存放结构数据和控制参数等；③模拟量输入通道输入通道数：8路（通过模拟开关切换）；输入电压范围：0～±10V；精度：12位（其中一位是符号位）；输出通道数：8路；输出电压范围：0～±10V；精度：12位（其中一位是符号位）；保护方式：输出短路保护；④模拟量输出通道⑤数字量输入最高计数频率：500KHz；计数范围：0～32767；码盘工作电压：＋5V；⑥数字量输出输出方式：PWM或步进电机驱动。⑦6个对外的接口（插座）接口1和2是48针的总线接口，它们与总线接口是相匹配的。接口3是存储器EPROM２和E2PROM的插入口。接口4是数字量接口，主要用于检测光电码盘的输入信号，它不仅可测位移和速度，同时可测方向。接口5是编程器接口，可直接与编程器连接。接口6是模拟量的输入输出接口。5.8.3控制结构的组成标准控制结构的组成框图如图5-26这种结构主要用于单回路闭环控制，它具有P（比例）、PI（比例和积分）、PD（比例和微分）和PID（比例、积分和微分）等控制方式，适用于单点的温度、流量或压力等参数的控制。各部分的功能

给定：被控量的给定基准，它可由用户外接给定，也可用程序给定；它可以是模拟量，也可以是数字量。设定时常用到Ｄ/Ａ或A/D转换。实际值：被控参数的实测值，为提高测试精度和抑制扰动和噪声，常采用多次测量然后取平均值方法取得实际值。它可以是模拟量，也可以是数字量。标准PID控制器：由本模板上的系统软件构成，用户可输入各控制参数，以确定实用的控制器。改进型PID控制器：它与标准PID控制器的不同之处仅在于增加了额外的比例增益及前馈控制等辅助功能。PWM输出：以PWM（脉冲宽度调制）方式输出模拟量控制信号。步进控制器：这是一个具有脉冲输出的步进控制器，相当于PWM输出的控制器，它共具有三组步进控制功能，可用于控制三相步进电机。连续输出：模拟量输出信道（由软件设定输出信道）。测量I、II：测量信号的输出插孔，可用程序设定所测量的点和有关参数。临界值监测Ｉ和II：可同时观察6个测量点，以检测它们是否超出临界值（由软件确定）。如果超出，则立即停机或报警。5.9编程器1.用途编辑用户程序、调度程序、监视程序的执行。2.结构1.键盘。2.显示器1．键盘：

数字键（0－9）：主要用有输入程序的地址、定时值、操作数或其它以数字形式出现的参数。编程器键盘上的键按功能分类，通常可分为四类：指令键：用于输入PLC所用的各种指令，不同的PLC，指令各不相同。此外描述指令的方式也不同，有的用图形表示，有的用助记符表示，还有的二者兼有之。程序编辑键：用于写入或修改程序，如有插入（INS），删除（DEL），写入（WRITE）等。清除键（DLR）：清除用户程序区中的所有内容。编程器上还常设有一个三位置的工作方式设定开关，它的三个位置分别为：RUN（运行）：令PLC以正常运行方式工作；MONITOR（监测）：用编程器来监控PLC的运行状态；PROGRAM（编程）：编程方式，即用户输入和修改程序。四、利用一个梯形图Y/△进行编程器的使用和练习:熟悉R读，W写