内容发布更新时间 : 2024/11/16 18:39:08星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

代品。

(2)向大型化、复杂化、高功能、分散型、多层分布式工厂自动化网络方向发展。可编程控制器输入输出容量已超过32K，扫描速度小于1mS千步。

（3）编程语言和编程工具朝着标准化和高级化方向发展。

可编程控制器问世时间虽然不长，但已步入成熟阶段。这种工业专用微机系统是高精技术普及化的典范，使计算机进入工业各行业，使机械设备和生产线控制更新换代。可编程控制器将成为工业控制的主要手段和重要的基础控制设备。

3.5 PLC的优势

PLC的主要优点可概括如下: 1、高可靠性

(1)所有的输入接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离。

(2)各个输入端口均采用RC滤波器，其滤波时间常数一般为10～20ms。 (3)各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。 (4)采用性能优良的开关电源。 (5)对采用的器件进行严格的筛选。

(6)良好的自诊断功能，一旦电源或其他软、硬件发生异常情况，CPU立即采取有效措施，以防止故障扩大。

(7)大型PLC还可以采用双CPU构成冗余系统或用三CPU构成表决系统，使可靠性更进一步提高。

2、丰富的IO接口模块

PLC针对不同的工业现场信号，如:交流或直流;开关量或模拟量;电压或电流;脉冲或电位;强电或弱电等。有相应的IO模块与工业现场的器件或设备，如:按钮;行程开关;接近开关;传感器及变送器;电磁线圈;控制阀等直接连接。另外，为了提高操作性能，它还有多种人机对话的接口模块;为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块等等。

3、采用模块化结构

为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型PLC以外，绝大多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件，包括CPU，电源，IO等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。

4、编程简单易学

PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说，不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。

5、安装简单，维修方便

PLC不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行。使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的IO端相连接，即可投入运行。各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速恢复运行。

3.6 PLC类型的选择

? 目前，各个厂家生产的PLC其品种、规格及功能都各不相同。本人

选择了日本三菱电工公司的FX系列PLC，主要有FX0N、FX1N和FX2N。之所以选择三菱公司的PLC，是因为其产品特点有以下几点。

? ① 丰富的指令系统

? 在FX系列PLC中，即使是小型机，也具有近200条指令。除能实现一般逻辑控制外，还可进行运动控制、复杂数据处理。 ? ② 快速的CPU处理速度

? FX系列PLC各种机型的CPU速度均优于同类产品。FX2N的CPU处理速度为0.9MS千步。 ? 3 大程序容量

? FX2N具有2000步的大容量内存及大容量的数据寄存器，可用于复杂控制及大数据量处理。 ? 4 通信功能

? 由于FX2N的编程工具接口是RS-232C，所以连接个人电脑仅需一根电缆，不需适配器。 ? 5 价格便宜

相比于市场上其它类型的plc，三菱公司的同款类型是性价比最高

的

4.1PID控制程序设计

4.1.1PID控制算法

图 4-1 带PID控制器的闭控制系统框图

如图4-1所示，PID控制器可调节回路输出，使系统达到稳定状态。偏差e和输入量r、输出量c的关系:

(4.2)

控制器的输出为:

?1 u(t)?KP?e(t)?Ti?(4.3)

上式中, ——PID回路的输出; ——比例系数P; ——积分系数I; ——微分系数D; PID调节器的传输函数为：

D(S)?de(t)? ?0e(t)dt?Tddt??t??U(S)1?KP?1??TdS? E(S)?TiS?(4.4)