强的驱动能力。但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用,在实际应用时,其硬件需根据实际需要进行选用配置,其软件需根据控制要求进行设计编
1.2 PLC类型的选择
可编程控制器(programmable logical controller,简称PLC)已经越来越多地应用于工业控制系统中,并且在自动控制系统中起着非常重要的作用。所以,对PLC的正确选择是非常重要的。
面对众多生产厂家的各种类型PLC,它们各有优缺点,能够满足用户的各种需求,但在形态、组成、功能、网络、编程等方面各不相容,没有一个统一的标准,无法进行横向比较。下面提出在自动控制系统设计中对PLC选型的一些看法,作为挑选PLC时作为参考。
可以通过以下几方面的比较,挑选到适合的产品。 (1)工作量
这一点尤为重要。在自动控制系统设计之初,就应该对控制点数(数字量及模拟量)有一个准确的统计,这往往是选择PLC的首要条件,一般选择比控制点数多10%-30%的PLC。
(2)工作环境
工作环境是PLC工作的硬性指标。自控系统将人们从繁忙的工作和恶劣的环境中解脱出来,就要求自控系统能够适应复杂的环境,诸如温度、湿度、噪音、信号屏蔽、工作电压等,各款PLC不尽相同。一定要选择适应实际工作环境的产品。(该设计环境正常,故不用特殊型号)
(3)通信网络
现在PLC已不是简单的现场控制,PLC远端通信已成为控制系统必须解决的问题。(故尽量选取比较常用的品牌)
(4)编程
程序是整个自动控制系统的“心脏”,程序编制的好坏直接影
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响到整个自动控制系统的运作。编程器及编程软件有些厂家要求额外购买,并且价格不菲,这一点也需考虑在内。(要求有良好的编程软件)
(5)可延性
这里包括三个方面含义:
1、产品寿命。大致可以保证所选择的PLC的使用年限,尽量购买生产日期较近的产品。
2、产品连续性。生产厂家对PLC产品的不断开发升级是否向下兼容,这决定是否有利于现系统对将来新增加功能的应用。
3、产品的更新周期。当某一种型号PLC(或PLC模块)被淘汰后,生产厂家是否能够保证有足够的备品(或备件)。这时应考虑选择当时比较新型的PLC。
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第2章可编程控制器系统运用
2.1恒温箱温度控制系统基本构成
恒温箱温度控制系统基本构成入图1所示,它由PLC主控系统、移相触发模块整、流器SCR、恒温箱、传感器等5个部分组成。
图1 恒温箱温度控制系统基本组成
恒温箱温度控制实现过程是:首先 传感器将恒温箱的温度转化为电压信号,PLC主控系统内部的A/D将送进来的电压信号转化为PLC可识别的数字量,然后 PLC将系统给定的温度值与反馈回来的温度值进行处理,给移相触发模块,再给三相整流电路(SCR)一个触发脉冲(既控制脉冲),这样通过SCR的输出我 们控制了恒温箱电阻丝两端的电压,也既恒温箱温度控制得到实现。其中PLC主控系统为恒温箱温度控制系统的核心部分起重要作用。
1) PLC控制系统的硬件配置
在恒温箱温度控制系统中PLC采用日本三菱公司FX2N,其硬件采用模块化设计,配合了多种特殊功能模块及功能扩展模块,可实现模拟量控制、位置控制等功 能。该系列PLC可靠性高,抗干扰
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强、配置灵活、性价比高。本温度控制系统中PLC我们选择FX2N-48MR-001型,它与外部设备的连接如图2、表 1所示。
图2
表1 PLCI/O地址分配表
2) 流程设计
根据恒温箱温度控制要求,本系统控制流程图如图所示。
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恒温箱控制流程图
3) 控制运算方法
由于温度控制本身有一定的滞后性和惯性,这使系统控制出现动态误差。为了减小误差提高系统控制精度,采用PID控制算法,另外考虑到系统的控制对象,采用增量型PID算法。
△V(n)=U(n)-U(n-1) + [e(n)-2e(n-1)+e(n-2)>}=KP{△e(n)+ e(n)+ [△e(n)-△e(n-1)>} 式中e(n)、e(n-1)、e(n-2)为PID连续三次的偏差输入。△e(n)、△e(n-1)为系统连续两次执行的误差。KP为比例放大系数T、TI、TD分别为采样周期、积分时间、微分时间。 当 恒温箱刚启动恒温箱时,由于测到的恒温箱温度为常温,sp-pv
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