單容水箱液位控制系統(tǒng)論文

1、單容水箱液位FX2n-32MR控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)s 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(jì)題目單容水箱液位FX2n-32MR控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)專 業(yè)自動化班 級四組 員 及學(xué) 號 指導(dǎo)教師時(shí) 間2014.6.21 第 1 頁 共 16 頁摘要：本設(shè)計(jì)中，利用PLC與MCGS組態(tài)軟件進(jìn)行組態(tài)構(gòu)成水箱液位計(jì)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MCGS組態(tài)軟件完成對系統(tǒng)的控制參數(shù)的設(shè)定與實(shí)時(shí)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

2、制。關(guān)鍵詞：液位控制，PLC，MCGSAbstract：In this design, using PLC and MCGS configuration software configuration consisting of tank level computer control system. The use of FX2n-32MR PLC provides control and detection of access control systems, monitoring and control parameters on the system by using the MCGS c

3、onfiguration software setting with real state, and effectively improve the efficiency of control control system. In the liquid level control, a liquid level using PID control algorithm of the constant value control system, through the tuning of PID parameters setting the proper control parameters, t

4、he accurate control of tank level.Keywords：Liquid level control，PLC,MCGS第 0 頁 共 15頁目錄摘要1一前言3二單容水箱液位控制系統(tǒng)及仿真42.1系統(tǒng)原理42.2 被控對象42.3 水箱建模42.4系統(tǒng)仿真6三. 硬件設(shè)計(jì)73.1三菱FX2n-32MR系列73.2 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)83.3.1MCGS通用監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成93.3.2MCGS通用監(jiān)控系統(tǒng)主要功能93.3.3 MCGS組態(tài)軟件畫面的制作9四軟件設(shè)計(jì)114.1 PID控制原理114.2 PLC的基本工作原理及梯形圖13五結(jié)論13

5、參考文獻(xiàn)14附：PLC源程序15一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(jì)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)

6、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(shí)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(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)是從工業(yè)控制的實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，是通過一些PLC程序在PLC以及MCGS組態(tài)軟件上得以實(shí)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(jì)是先通過工控組態(tài)軟件MCGS在組態(tài)環(huán)境下做出一個(gè)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

7、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(shí)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(shí)也減少了生產(chǎn)工作人員的勞動強(qiáng)度。這對實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制的工程化、實(shí)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。二單容水箱液位控制系統(tǒng)及仿真2.1系統(tǒng)原理 如下圖所示，被控變量為中水箱的液位高度，實(shí)驗(yàn)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

8、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。上水箱電動閥調(diào)節(jié)器設(shè)定值 h（液位） 液位變送器 圖1 上水箱單容液位控制系統(tǒng)方框圖2.2 被控對象本設(shè)計(jì)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(shí)，其出水量也在不斷增大。所以，若閥開度適當(dāng)，在不溢出的情況下，當(dāng)水箱的進(jìn)水量恒定不變時(shí)，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)是一個(gè)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

9、有一個(gè)，那就是單容水箱（圖2）。要對該對象進(jìn)行較好的計(jì)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(gè)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Q1，出水量為Q2，水箱的液面高度為h，出水閥V2固定于某一開度值。若Q1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Q1 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 （1-1）將式（1-1）表示為增量形式 （1-2）式中，、分別為偏離某一平衡狀態(tài)、的增量； C水箱底面積。 在靜態(tài)時(shí)，=；=0；當(dāng)發(fā)生變化時(shí)，液位h隨之變化，閥處的靜壓也隨之變化，也必然發(fā)生變化

10、。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)為與成正比，而與閥的阻力成反比，即 或 （1-3）式中，為閥的阻力，稱為液阻。將式（1-3）代入式（1-2）可得 （1-4）在零初始條件下，對上式求拉氏變換，得： （1-5）式中，T=R2C為水箱的時(shí)間常數(shù)（注意：閥V2的開度大小會影響到水箱的時(shí)間常數(shù)），K=R2為過程的放大倍數(shù)。令輸入流量=，為常量，則輸出液位的高度為： (1-6)即 （1-7）當(dāng)t時(shí)， 因而有 （1-8） 當(dāng)t=T時(shí)，則有 （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）

11、可知該曲線上升到穩(wěn)態(tài)值的63.2%所對應(yīng)的時(shí)間，就是水箱的時(shí)間常數(shù)T。該時(shí)間常數(shù)T也可以通過坐標(biāo)原點(diǎn)對響應(yīng)曲線作切線，此切線與穩(wěn)態(tài)值的交點(diǎn)所對應(yīng)的時(shí)間就是時(shí)間常數(shù)T。 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 三. 硬件設(shè)計(jì)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(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)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

12、生產(chǎn)過程。S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)系統(tǒng)配置即固定又靈活；(2)編程簡單；(3)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(yùn)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(yùn)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CPU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

13、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、控制外部驅(qū)動器。組成：CPU由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成。這些電路集成在一個(gè)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

14、入接口：光電耦合器由兩個(gè)發(fā)光二極度管和光電三極管組成。發(fā)光二級管：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

15、電流，然后常開觸點(diǎn)閉合，提供負(fù)載導(dǎo)通的電流和電壓。當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號0，則沒有電流流過，繼電器線圈沒有電流，然后常開觸點(diǎn)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(diǎn)、壽命短、頻率低、交直流負(fù)載晶體管輸出：無觸點(diǎn)、壽命長、直流負(fù)載晶閘管輸出：無觸點(diǎn)、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(shí)驗(yàn)室使用的就是手持編程器。二種是通過PLC的RS232口。與計(jì)算機(jī)相連。然后敲擊鍵盤。通過NSTP-GR軟件（或WINDOWS下軟件）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

16、MCGS(MonitorandControlGeneratedSystem，通用監(jiān)控系統(tǒng))的基本組成部分及其功能。MCGS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(bào)警處理、流程控制和報(bào)表輸出等多種方式向用戶提供解決實(shí)際問題的方案，在自動化的各個(gè)領(lǐng)域起著極其重要的作用。3.3.1MCGS通用監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成MCGS監(jiān)控系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)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(jì)和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)。運(yùn)

17、行環(huán)境是一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)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(jì)的目標(biāo)和功能。運(yùn)行環(huán)境必須與組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫一起作為一個(gè)整體，才能構(gòu)成用戶應(yīng)用系統(tǒng)。由MCGS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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和運(yùn)行策略五個(gè)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(gè)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(shí)可以對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行可視化處理。（1）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是MCGS監(jiān)控系統(tǒng)的核心。MCGS用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫來管理所有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。從外部設(shè)備采集來的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)送入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)其它部分操作的數(shù)據(jù)也來自于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。實(shí)時(shí)

18、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(gè)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(yùn)行流程、菜單命令、特性參數(shù)和啟動特性等項(xiàng)內(nèi)容，是應(yīng)用系統(tǒng)的主框架。（3）設(shè)備窗口是MCGS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(shí)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，或把實(shí)時(shí)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(shí)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(yùn)行策略是對系統(tǒng)運(yùn)行流程實(shí)現(xiàn)有效控制的手段。一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)有三個(gè)固定的

19、運(yùn)行策略：啟動策略、循環(huán)策略和退出策略。3.3.2MCGS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MCGS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）MCGS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(jì)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(bào)警功能。3.3.3 MCGS組態(tài)軟件畫面的制作使用MCGS完成一個(gè)實(shí)際的應(yīng)用系統(tǒng)，首先必須在MCGS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MCGS運(yùn)行環(huán)境下運(yùn)行。

20、本設(shè)計(jì)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MCGS組態(tài)軟件安裝在所要使用的計(jì)算機(jī)中，安裝MCGS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(gè)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(yùn)行等。主控窗口組態(tài)包括菜單的設(shè)計(jì)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(yùn)行策略，打開、關(guān)閉、隱藏和打印指定的用戶窗口，退出運(yùn)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)界面上打開主控窗口，此窗口組態(tài)見如下圖所示

21、： 圖6主控窗口示意圖然后打開設(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(yùn)行數(shù)據(jù)采集進(jìn)來，送入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，供系統(tǒng)其它部分調(diào)用，并且把實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)輸出到外部設(shè)備，實(shí)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。圖6設(shè)備組態(tài)的添加接著在用戶窗口下進(jìn)行對

22、水箱液位控制界面圖的制作。用戶窗口用來放置各種圖形對象，不同的圖形對象對應(yīng)不同的功能。圖7 組態(tài)監(jiān)控界面四軟件設(shè)計(jì)數(shù)字PID控制是在實(shí)驗(yàn)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。系統(tǒng)由模擬PID控制器和被控對象組成。積分比例微分被控對象 + + +u(t)e(t)r(t) +-c(t)圖8 模擬PID控制系統(tǒng)原理框圖 PID控制器是一種線性控制器，它是

23、根據(jù)給定值r(t)與實(shí)際輸出值c(t)構(gòu)成控制偏差 (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 (3-2)寫成傳遞函數(shù)形式為 (3-3)式中 比例系數(shù)； 積分時(shí)間常數(shù)； 微分時(shí)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)節(jié)精度。越大，系統(tǒng)的響應(yīng)速度越快，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。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(shí)間，使系統(tǒng)靜態(tài)、動態(tài)特性變壞。2、

24、積分環(huán)節(jié) 主要用來消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。越小，系統(tǒng)的靜態(tài)誤差消除越快，但過小，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(bào)。但過大，會使響應(yīng)過程提前制動，從而延長調(diào)節(jié)時(shí)間，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(shí)，程序在進(jìn)行執(zhí)行階段時(shí)，輸入端有新狀態(tài)，新狀

25、態(tài)不能被讀入。只有程序進(jìn)行下一次掃描時(shí)，新狀態(tài)才被讀入。3一個(gè)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）CPU執(zhí)行指令的速度（2）指令本身占有的時(shí)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/輸出響應(yīng)延遲。二PLC與繼電器控制系統(tǒng)、微機(jī)區(qū)別1PLC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”。2PLC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(diǎn)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(diǎn)：1每個(gè)梯形圖由多個(gè)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(yùn)算結(jié)果為“1”時(shí)，有假想的電流通過。3繼電器線圈只