第三章过程控制仪表与装置 教学要求:掌握基本控制规律的数学表示形式 掌握基本控制规律对过渡过程的影响 掌握气动、电动执行器的组成和特点 了解DDZ-Ⅲ控制器的组成及特性 掌握工作流量特性和理想流量特性 掌握执行器的选型、气开气闭方式的选择 了解可编程控制器的编程方法 了解可编程控制器的组成、工作过程 重点:基本控制规律对过渡过程的影响 理想流量特性 执行器气开、气闭方式的选择 难点:基本控制规律对过渡过程的影响 直线流量特性分析 执行器气开、气闭方式的正确选择 §3.1概述 过程控制仪表与装置的分类和特点 控制仪表———控制器、执行器、运算器以及可编程控制器等 按所用能源分类:气动、电动、液动等。电动仪表和气动仪表应用的最多 按信号类型分类:模拟式和数字式两种 气动控制仪表的特点。 电动控制仪表的特点 模拟式传输信号通常为连续变化的模拟量,其线路简单,操作方便,价格较低 模拟式仪表:基地式 单元组合式 组件组装式仪表 数字式传输信号为断续变化的数字量。 现场级数字仪表 可编程调节器 可编程控制器 、信号制及供电方式 气动控制仪表:0.02~0.MPa的模拟气压信号,作为仪表间的标准联络信号 电动控制仪表:0~10mA(DC)电流信号作为电动Ⅱ型仪表的统一标准联络信号,4 20mA(DC)电流信号和1~sV(DC)电压信号确定为过程控制系统
第三章 过程控制仪表与装置 教学要求：掌握基本控制规律的数学表示形式 掌握基本控制规律对过渡过程的影响 掌握气动、电动执行器的组成和特点 了解 DDZ-Ⅲ控制器的组成及特性 掌握工作流量特性和理想流量特性 掌握执行器的选型、气开气闭方式的选择 了解可编程控制器的编程方法 了解可编程控制器的组成、工作过程 重 点：基本控制规律对过渡过程的影响 理想流量特性 执行器气开、气闭方式的选择 难 点：基本控制规律对过渡过程的影响 直线流量特性分析 执行器气开、气闭方式的正确选择 §３.1 概述 一、过程控制仪表与装置的分类和特点 控制仪表------控制器、执行器、运算器以及可编程控制器等。 按所用能源分类：气动、电动、液动等。电动仪表和气动仪表应用的最多。 按信号类型分类：模拟式和数字式两种。 气动控制仪表的特点。 电动控制仪表的特点。 模拟式 传输信号通常为连续变化的模拟量，其线路简单，操作方便，价格较低 模拟式仪表：基地式 单元组合式 组件组装式仪表 数字式 传输信号为断续变化的数字量。 现场级数字仪表 可编程调节器 可编程控制器 二、 信号制及供电方式 气动控制仪表：0.02～0.1MPa 的模拟气压信号，作为仪表间的标准联络信号。 电动控制仪表：0～10mA（DC）电流信号作为电动Ⅱ型仪表的统一标准联络信号， 4～ 20mA（DC）电流信号和 1～5V（DC）电压信号确定为过程控制系统
中电动Ⅲ型仪表统一标准的模拟信号。 电动仪表信号之间的传输方式是:进出控制室的传输信号采用电流信号, 控制室内部各仪表间联络信号采用电压信号 电动仪表的供电方式有交流供电和直流集中供电两种形式 3.2基本控制规律及其对控制过程的影响 基本控制规律概述 控制规律概述 控制规律是指控制器的输出信号与输入偏差信号随时间变化的规律。 正作用控制器:输入e与输出Δy的变化方向相同 反作用控制器:输入e与输出Δy变化方向相反。 本节中以正作用的控制器为例进行研究。 工程实际中应用最广泛的控制规律为比例(P)、积分(I)、微分(D)控制规律,简称 PID控制规律,各种控制器的运算规律均由这些基本控制规律组合而成。 2.控制规律的表示形式 PID控制器的一般形式为: 几种常用控制规律的微分方程表达式可分别表示为: 比例作用(P) K 比例积分作用(PI) △y=Kp(e+ de 比例微分作用(PD) Ay=k(e+tp al 比例积分微分作用(PID) △y=Kp( edt+T de T dt PI控制规律对控制过程的影响 1.比例控制规律对控制过程的影响 当控制器只具有比例控制规律时,称此控制器为比例控制器。比例控制的输出与输入的 关系为 △y=Ke K是一个重要的系数,它决定了比例控制作用的强弱 K越大,比例控制作用越强 K越小,比例控制作用越弱
中电动Ⅲ型仪表统一标准的模拟信号。 电动仪表信号之间的传输方式是：进出控制室的传输信号采用电流信号， 控制室内部各仪表间联络信号采用电压信号， 电动仪表的供电方式有交流供电和直流集中供电两种形式。 。 §3.2 基本控制规律及其对控制过程的影响 一、基本控制规律概述 1. 控制规律概述 控制规律是指控制器的输出信号与输入偏差信号随时间变化的规律。 正作用控制器：输入 e 与输出Δy 的变化方向相同； 反作用控制器：输入 e 与输出Δy 变化方向相反。 本节中以正作用的控制器为例进行研究。 工程实际中应用最广泛的控制规律为比例（P）、积分（I）、微分（D）控制规律，简称 PID 控制规律，各种控制器的运算规律均由这些基本控制规律组合而成。 ２.控制规律的表示形式 PID 控制器的一般形式为： △y＝f(e) 几种常用控制规律的微分方程表达式可分别表示为： 比例作用（P） y K e = P 比例积分作用（PI） ) 1 ( 0 edt T y K e t I P = + 比例微分作用（PD） ( ) dt de y = KP e + TD 比例积分微分作用（PID） ) 1 ( 0 dt de edt T T y K e D t I = P + + 二、PID 控制规律对控制过程的影响 １.比例控制规律对控制过程的影响 当控制器只具有比例控制规律时，称此控制器为比例控制器。比例控制的输出与输入的 关系为 △ y＝KPe KP 是一个重要的系数，它决定了比例控制作用的强弱。 KP 越大，比例控制作用越强。 KP 越小，比例控制作用越弱
比例作用最大的特点:及时、迅速(控制器的输出与输入成正比,只要有偏差存在,控 制器输出就会马上与偏差成比例地变化) 2.比例积分控制规律对系统控制质量的影响 积分作用是指控制器的输出与输入的积分成比例的作用。数学表达式为: 只要存在偏差,积分控制器的输出就会不断地随时间积分而增大,只有当偏差为零时 控制器才会停止积分,保持在一定的输出值不变 积分作用的一个重要优点是能够消除余差, 积分时间T的物理意义T1 积分时间是指在阶跃信号作用下,控制器积分作用的输出等于比例作用的输出所经历的 时间。 积分时间T是一个常数,它可以用来表示积分速度的大小和积分作用的强弱。T 3.比例微分控制规律对系统控制质量的影响 理想微分控制器的输出与输入信号的关系为 de dt 通常称微分控制为“超前控制” 比例微分输出的大小与偏差变化速度及微分时间T成正比 微分作用的强弱用微分时间来衡量。由图3.8可以看出微分时间T对过渡过程的影响。 微分时间越长,微分作用越强。 4.PID控制规律 PID控制规律是三种控制规律的线性组合。它吸取了比例控制的快速反应功能、积分控制的 消除余差功能和微分控制的预测功能 §33DDzⅢ型控制器 一、PID控制器的组成原理 332PI控制器的特性分析 1.输入电路 输入电路--偏差差动电平移电路 作用--产生与输入信号和给定信号差值成比例的偏差信号。(是对输入信号和给定信 号进行综合比较,获得偏差信号并进行放大,同时实现电平的移动,把以零伏 为基准的输入电压转换成以10V参考电压为基准的输出电压信号) 输入信号和给定信号均为1~5V直流电压信号 2.PD电路 比例微分电路的作用是对输入电路的输出信号Vo1进行比例微分运算 3.PI电路
比例作用最大的特点：及时、迅速（控制器的输出与输入成正比，只要有偏差存在，控 制器输出就会马上与偏差成比例地变化） ２．比例积分控制规律对系统控制质量的影响 积分作用是指控制器的输出与输入的积分成比例的作用。数学表达式为： edt T y t I = 0 1 只要存在偏差，积分控制器的输出就会不断地随时间积分而增大，只有当偏差为零时， 控制器才会停止积分，保持在一定的输出值不变。 积分作用的一个重要优点是能够消除余差， 积分时间 TI的物理意义 积分时间是指在阶跃信号作用下，控制器积分作用的输出等于比例作用的输出所经历的 时间。 积分时间 TI 是一个常数，它可以用来表示积分速度的大小和积分作用的强弱。T ３．比例微分控制规律对系统控制质量的影响 理想微分控制器的输出与输入信号的关系为： dt de y = TD 通常称微分控制为“超前控制”。 比例微分输出的大小与偏差变化速度及微分时间ＴＤ成正比。 微分作用的强弱用微分时间来衡量。由图 3.8 可以看出微分时间 TD 对过渡过程的影响。 微分时间越长，微分作用越强。 4. PID 控制规律 PID 控制规律是三种控制规律的线性组合。它吸取了比例控制的快速反应功能、积分控制的 消除余差功能和微分控制的预测功能， §3.3 DDZ-Ⅲ型控制器 一、 PID 控制器的组成原理 3.3.2 ＰID 控制器的特性分析 1. 输入电路 输入电路------偏差差动电平移电路。 作用------产生与输入信号和给定信号差值成比例的偏差信号。（是对输入信号和给定信 号进行综合比较，获得偏差信号并进行放大，同时实现电平的移动，把以零伏 为基准的输入电压转换成以 10V 参考电压为基准的输出电压信号） 输入信号和给定信号均为 1～5V 直流电压信号。 2. PD 电路 比例微分电路的作用是对输入电路的输出信号 VO1 进行比例微分运算。 3. PI 电路 TI
PⅠ电路的作用是对PD电路的输出信号Vo2进行比例积分运算,然后输出以10V为基 准的1~5V的电压信号至输出电路。 4.输出电路 Ⅲ型控制器的输出电路是一个具有电平移动的电压~电流转换器。它的输入和输出 关系见控制器组成框图中输出电路部分,它的作用是将经过PID运算的以VB为基准的1 5VDC电压信号输出给负载,并转换成4~20mA的电流信号进行输出 5.手动操作电路 在控制系统投运过程中,一般总是先手动遥控,待工况正常后,再切向自动。 这个过程中应该保证控制器的输出不变,这样才能保证执行器的位置在切换的过程中不 发生突变,从而不会对生产过程产生扰动,这种对生产过程不产生扰动的切换被称为无扰动 切换 (1)软手操电路 (2)硬手操电路 6.指示电路 控制器输入信号指示电路和给定信号指示电路相同,指示电路输入以零伏为基准的 5VDC,输出以VB为基准的1~5mADC电流信号,用0%100%刻度的双针指示电流表显示 §34执行器 一、概述 执行器组成:执行机构和控制机构。控制机构又称控制阀。 执行器作用:接受控制器输出的控制信号,并将其转换为直线位移和角位移,操纵控制 机构,自动改变操作变量,从而实现对过程变量的自动控制。 根据执行机构所使用能源的不同,执行器可以分为气动、电动、液动三大类 气动执行器特点 电动执行器特点。 液动执行器特点。 执行器的选择和使用将直接影响过程控制系统的安全性和可靠性。 二、气动执行器 1.气动执行器的结构和原理 气动执行器接受02×105~10×10°Pa的标准气压信号, 气动执行器由气动执行机构和控制机构两个部分组成 按执行机构的差别可分为薄膜式和活塞式两种。气动活塞式执行结构主要适用于大口 径、高压降控制阀或蝶阀的推动装置,工业上薄膜式应用最多 气动薄膜执行机构主要由弹性薄膜平衡弹簧和推杆组成。执行机构是执行器的推动装 置,即它接受标准气压信号后,经膜片转换成推力,使推杆产生位移,同时带动阀芯动作, 使阀芯产生相应位移,改变阀的开度。 气动执行机构按推杆位移的方向有: 正作用形式:如果当输入气压信号增加时,推杆向下移动 反作用形式:当输入气压信号增加时,推杆向上移动 控制机构直接与介质接触,其结构、材料、和性能将直接影响过程控制系统的安全性
PI 电路的作用是对 PD 电路的输出信号 VO2 进行比例积分运算，然后输出以 10V 为基 准的 1～5V 的电压信号至输出电路。 4. 输出电路 Ⅲ型控制器的输出电路是一个具有电平移动的电压～电流转换器。它的输入和输出 关系见控制器组成框图中输出电路部分，它的作用是将经过 PID 运算的以 VB为基准的 1～ 5VDC 电压信号输出给负载，并转换成 4～20mA 的电流信号进行输出。 5. 手动操作电路 在控制系统投运过程中，一般总是先手动遥控，待工况正常后，再切向自动。 这个过程中应该保证控制器的输出不变，这样才能保证执行器的位置在切换的过程中不 发生突变，从而不会对生产过程产生扰动，这种对生产过程不产生扰动的切换被称为无扰动 切换。 ⑴ 软手操电路 ⑵ 硬手操电路 6. 指示电路 控制器输入信号指示电路和给定信号指示电路相同，指示电路输入以零伏为基准的 1～ 5VDC，输出以 VB为基准的 1～5mADC 电流信号，用 0%-100%刻度的双针指示电流表显示。 §3.4 执行器 一、 概述 执行器组成：执行机构和控制机构。控制机构又称控制阀。 执行器作用：接受控制器输出的控制信号，并将其转换为直线位移和角位移，操纵控制 机构，自动改变操作变量，从而实现对过程变量的自动控制。 根据执行机构所使用能源的不同，执行器可以分为气动、电动、液动三大类。 气动执行器特点。 电动执行器特点。 液动执行器特点。 执行器的选择和使用将直接影响过程控制系统的安全性和可靠性。 二、气动执行器 1．气动执行器的结构和原理 气动执行器接受 0.2×10 5 ～1.0×10 ５Ｐa 的标准气压信号， 气动执行器由气动执行机构和控制机构两个部分组成。 按执行机构的差别可分为薄膜式和活塞式两种。气动活塞式执行结构主要适用于大口 径、高压降控制阀或蝶阀的推动装置，工业上薄膜式应用最多。 气动薄膜执行机构主要由弹性薄膜平衡弹簧和推杆组成。执行机构是执行器的推动装 置，即它接受标准气压信号后，经膜片转换成推力，使推杆产生位移，同时带动阀芯动作， 使阀芯产生相应位移，改变阀的开度。 气动执行机构按推杆位移的方向有： 正作用形式：如果当输入气压信号增加时，推杆向下移动 反作用形式：当输入气压信号增加时，推杆向上移动 控制机构直接与介质接触，其结构、材料、和性能将直接影响过程控制系统的安全性
可靠性和系统的控制质量。根据流体力学的观点,控制阀是一个局部阻力可变的节流元件, 通过改变阀芯的行程而改变控制阀的阻力系数,以达到控制流量的目的 根据不同的使用要求,控制阀有直通双座控制阀、直通单座控制阀、蝶阀、三通阀、高 压阀、角形阀、隔膜阀等多种结构形式 2.控制阀的流量特性 控制阀的流量特性是指介质流过控制阀阀门的相对流量与相对开度(即阀的相对位移) 之间的关系。其数学表达式为 从过程控制的角度看,流量特性是控制阀最重要的特性,它对整个过程控制系统的品质 有很大影响。一般来说,通过改变控制阀阀芯与阀座间的流通截面积,便可实现对流量的控 (1)理想流量特性 当控制阀阀前后压差固定不变时得到的流量特性就叫做理想流量特性,理想流量特性取 决于阀芯的形状,不同的阀芯曲面得到的理想特性是不同的。理想流量特性主要有直线、对 数、抛物线和快开四种。 ①直线流量特性 控制阀的相对流量与阀芯的相对开度成直线关系。 直线流量特性小开度时,流量相对变化量大,在大开度时,流量相对变化量小 ②对数(等百分比)流量特性 阀杆的相对位移变化所引起的相对流量变化与该点的相对流量成正比,即控制阀的放大 系数随相对流量的增加而增大 对数流量特性的曲率是随着流量的增大而增大的,但是相对行程变化引起的流量相对变 化值是相等的。由于对具有对数流量特性的控制阀而言,小开度时,放大系数较小,控制平 稳缓和,大开度时,放大系数较大,控制及时有效,因此,从过程控制看,利用对数流量特 性是有利的 ③抛物线流量特性 相对流量与阀杆的相对开度成抛物线关系,即平方关系 ④快开流量特性 在小开度时流量就比较大,随着开度的增大,流量很快达到最大 (2)工作流量特性 实际应用中,控制阀与其他设备串联或并联安装在管道中,其前后的压差是变化的,此时的 流量特性称为工作特性。理想流量特性会因控制阀前后压差遭受阻力损失而畸变成工作流量 特性 3.控制阀的选择 控制阀的选择,主要是流量特性、流通能力以及气开、气关形式和结构的选择。选择时 要根据流体性质、工艺条件和控制要求,参考各种控制阀的特点,选择合适的结构形式 ①控制阀结构与特性的选择 控制阀的结构形式主要根据工艺条件来进行选择,如考虑介质的物理和化学性质,以及
可靠性和系统的控制质量。根据流体力学的观点，控制阀是一个局部阻力可变的节流元件。 通过改变阀芯的行程而改变控制阀的阻力系数，以达到控制流量的目的。 根据不同的使用要求，控制阀有直通双座控制阀、直通单座控制阀、蝶阀、三通阀、高 压阀、角形阀、隔膜阀等多种结构形式。 2．控制阀的流量特性 控制阀的流量特性是指介质流过控制阀阀门的相对流量与相对开度（即阀的相对位移） 之间的关系。其数学表达式为： ( ) max L l f Q Q = 从过程控制的角度看，流量特性是控制阀最重要的特性，它对整个过程控制系统的品质 有很大影响。一般来说，通过改变控制阀阀芯与阀座间的流通截面积，便可实现对流量的控 制。 ⑴ 理想流量特性 当控制阀阀前后压差固定不变时得到的流量特性就叫做理想流量特性，理想流量特性取 决于阀芯的形状，不同的阀芯曲面得到的理想特性是不同的。理想流量特性主要有直线、对 数、抛物线和快开四种。 ①直线流量特性 控制阀的相对流量与阀芯的相对开度成直线关系。 直线流量特性小开度时，流量相对变化量大，在大开度时，流量相对变化量小。 ② 对数（等百分比）流量特性 阀杆的相对位移变化所引起的相对流量变化与该点的相对流量成正比，即控制阀的放大 系数随相对流量的增加而增大。 对数流量特性的曲率是随着流量的增大而增大的，但是相对行程变化引起的流量相对变 化值是相等的。由于对具有对数流量特性的控制阀而言，小开度时，放大系数较小，控制平 稳缓和，大开度时，放大系数较大，控制及时有效，因此，从过程控制看，利用对数流量特 性是有利的。 ③抛物线流量特性 相对流量与阀杆的相对开度成抛物线关系，即平方关系。 ④ 快开流量特性 在小开度时流量就比较大，随着开度的增大，流量很快达到最大。 ⑵工作流量特性 实际应用中，控制阀与其他设备串联或并联安装在管道中，其前后的压差是变化的，此时的 流量特性称为工作特性。理想流量特性会因控制阀前后压差遭受阻力损失而畸变成工作流量 特性。 3. 控制阀的选择 控制阀的选择，主要是流量特性、流通能力以及气开、气关形式和结构的选择。选择时 要根据流体性质、工艺条件和控制要求，参考各种控制阀的特点，选择合适的结构形式。 ① 控制阀结构与特性的选择 控制阀的结构形式主要根据工艺条件来进行选择，如考虑介质的物理和化学性质，以及
温度压力等条件。控制阀的结构形式确定后,接下来需要确定其流量特性。控制阀流量特性 的选择一般分两步进行。首先按照过程控制系统的要求,确定工作流量特性,再根据流量特 性曲线的畸变程度以及工艺要求和工艺配管情况,确定理想流量特性。 ②控制阀作用方式的选择 有压力信号时阀关,无压力信号时阀开为气关式执行器;反之,则为气开式。 气开、气关的选择主要是考虑在不同生产工艺条件下安全生产的要求。考虑的原则是 信号压力中断时,应保证设备和工作人员的安全。 ③控制阀口径的选择 §35可编程序控制器 概述 可编程序控制器是一种以微处理器为核心的新一代工业自动化控制装置,简称PLC。 PLC的基本功能 (1)逻辑控制功能 逻辑控制是PLC最基本的应用。它可以取代传统继电器控制装置,也可取代顺序控制 和程序控制。逻辑控制功能实际上就是位处理功能。在PLC中一个逻辑位的状态可以无限 次的使用,逻辑关系的变更和修改也十分的方便 (2)闭环控制功能 PLC具有DA、AD转换、算术运算以及PID运算等功能,可以方便地完成对模拟量 的处理 (3)定时控制功能 PLC中有许多可供用户使用的定时器,定时器的设定值可以在编程时设定,也可在运 行过程中根据需要进行修改,使用方便灵活 (4)计数控制功能 这是PLC最基本的功能之一。PLC为用户提供了许多计数器,计数器的设定值可以在 编程时设定,也可在运行过程中根据需要进行修改,PLC据此可完成对某个工作过程的计 数控制 (5)数据处理功能 LC可以实现算术运算、数据比较、数据传送、移位、数据转换、译码、编码等操作 有的还可实现对开方、PD运算、浮点运算等操作 除此之外,PLC还有步进控制功能、通讯联网功能、监控功能以及停电记录功能和故 障诊断功能等 二、PLC的基本组成和工作过程 1.PLC的硬件组成 PLC采用典型的计算机结构,主要由中央处理器、存储器、输入/输出模块、功能模块、 电源、编程器等几个部分组成,如图340所示 存 央 用户输出设备 处 储 理 源|单 用户输入设备
温度压力等条件。控制阀的结构形式确定后，接下来需要确定其流量特性。控制阀流量特性 的选择一般分两步进行。首先按照过程控制系统的要求，确定工作流量特性，再根据流量特 性曲线的畸变程度以及工艺要求和工艺配管情况，确定理想流量特性。 ② 控制阀作用方式的选择 有压力信号时阀关，无压力信号时阀开为气关式执行器；反之，则为气开式。 气开、气关的选择主要是考虑在不同生产工艺条件下安全生产的要求。考虑的原则是： 信号压力中断时，应保证设备和工作人员的安全。 ③ 控制阀口径的选择 §3.5 可编程序控制器 一、概述 可编程序控制器是一种以微处理器为核心的新一代工业自动化控制装置，简称 PLC。 PLC 的基本功能 ⑴ 逻辑控制功能 逻辑控制是 PLC 最基本的应用。它可以取代传统继电器控制装置，也可取代顺序控制 和程序控制。逻辑控制功能实际上就是位处理功能。在 PLC 中一个逻辑位的状态可以无限 次的使用，逻辑关系的变更和修改也十分的方便。 ⑵ 闭环控制功能 PLC 具有 D/A、A/D 转换、算术运算以及 PID 运算等功能，可以方便地完成对模拟量 的处理。 ⑶ 定时控制功能 PLC 中有许多可供用户使用的定时器，定时器的设定值可以在编程时设定，也可在运 行过程中根据需要进行修改，使用方便灵活。 ⑷ 计数控制功能 这是 PLC 最基本的功能之一。PLC 为用户提供了许多计数器，计数器的设定值可以在 编程时设定，也可在运行过程中根据需要进行修改，PLC 据此可完成对某个工作过程的计 数控制。 ⑸ 数据处理功能 PLC 可以实现算术运算、数据比较、数据传送、移位、数据转换、译码、编码等操作， 有的还可实现对开方、PID 运算、浮点运算等操作。 除此之外，PLC 还有步进控制功能、通讯联网功能、监控功能以及停电记录功能和故 障诊断功能等， 二、 PLC 的基本组成和工作过程 １．PLC 的硬件组成 PLC 采用典型的计算机结构，主要由中央处理器、存储器、输入/输出模块、功能模块、 电源、编程器等几个部分组成，如图 3.40 所示。 中 央 处 理 单 元 编程器 外部设备 存 储 器 输 入 模 块 输 出 模 块 电 源 用户输入设备 用户输出设备
2.PLC的软件系统 (1)系统程序 系统程序是PLC赖以工作的基础,采用汇编语言编写,固化在ROM型系统程序存储 器中,不需要用户干预。系统程序分为系统监控程序和解释程序。系统监控程序用于监视并 控制PLC的工作,解释程序用于把用户的程序解释成微处理器能够执行的程序。 (2)用户程序 又称为应用程序,是用户为完成某一特定的控制任务而利用PLC的编程语言编制的程 序。用户程序通过编程器输入到PLC的用户程序存储器中。为便于程序修改,一般在用户 程序编制和调试以及试运行阶段选用电池支持式RAM型用户程序存储器好:而在程序定型 后,宜选用 EEPROM型用户程序存储器,这样既能对程序进行少量调整,又避免了更换电 池,可长期使用 3.编程语言 各种型号的PLC都有自己的编程语言。通常使用的有梯形图、语句表、逻辑符号图、 顺序功能图以及高级编程语言等。 (1)梯形图 梯形图语言是类似于继电器控制线路图的一种编程语言 (2)语句表 这是一种与汇编语言类似的助记符编程语言。其表达方式为: 操作码 操作数 (指令) (数据) 4.PLC的工作过程 PLC的工作过程一般可分为三个主要阶段:输入采样(处理)阶段、程序执行阶段和 输出刷新(处理)阶段。如图3.42所示 输入信号 入映射 程序映 输出信号 区 输入采样 程序执行 输出刷新 三、PLC的选型和应用 LC的选型和应用是工程设计中的重要一环。目前,适用于工程应用的PLC种类繁多, 性能各异。在实际工程应用中,应根据什么进行系统的硬件设计、机型选择应注意的性能指 标以及模块的选择等都是比较重要的问题。在实际设计时,应根据工艺的要求进行选型,同 时也应该考虑到系统的经济性和先进性。 1.PLC的选型 (1)CPU的选择
２．PLC 的软件系统 ⑴系统程序 系统程序是 PLC 赖以工作的基础，采用汇编语言编写，固化在 ROM 型系统程序存储 器中，不需要用户干预。系统程序分为系统监控程序和解释程序。系统监控程序用于监视并 控制 PLC 的工作，解释程序用于把用户的程序解释成微处理器能够执行的程序。 ⑵用户程序 又称为应用程序，是用户为完成某一特定的控制任务而利用 PLC 的编程语言编制的程 序。用户程序通过编程器输入到 PLC 的用户程序存储器中。为便于程序修改，一般在用户 程序编制和调试以及试运行阶段选用电池支持式ＲＡＭ型用户程序存储器好；而在程序定型 后，宜选用 EEPROM 型用户程序存储器，这样既能对程序进行少量调整，又避免了更换电 池，可长期使用。 ３．编程语言 各种型号的 PLC 都有自己的编程语言。通常使用的有梯形图、语句表、逻辑符号图、 顺序功能图以及高级编程语言等。 ⑴ 梯形图。 梯形图语言是类似于继电器控制线路图的一种编程语言。 ⑵ 语句表。 这是一种与汇编语言类似的助记符编程语言。其表达方式为： 操作码 操作数 （指令） （数据） ４．PLC 的工作过程 PLC 的工作过程一般可分为三个主要阶段：输入采样（处理）阶段、程序执行阶段和 输出刷新（处理）阶段。如图 3.42 所示。 三、 PLC 的选型和应用 PLC 的选型和应用是工程设计中的重要一环。目前，适用于工程应用的 PLC 种类繁多， 性能各异。在实际工程应用中，应根据什么进行系统的硬件设计、机型选择应注意的性能指 标以及模块的选择等都是比较重要的问题。在实际设计时，应根据工艺的要求进行选型，同 时也应该考虑到系统的经济性和先进性。 1. PLC 的选型 ⑴ CPU 的选择 输 出 锁 存 输 入 映 射 区 输 出 端 子 输 出 映 射 区 输 入 端 子 输入采样 程序执行 输出刷新 用 户 程 序 输 出 信 号 输 入 信 号 … ·· ····· . … ·· ····· . … ·· ····· . … ·· ····· . … ·· ·····
(2)输入/输出模块和智能模块的选择 (3)电源模块的选择 2.PLC控制系统设计的基本内容 (1)信号输入器件、输出执行器件以及显示器件进行选择 (2)根据执行机构的动作设计控制系统主回路 (3)进行PLC的选型完成IO分配,并绘制PLC的控制系统硬件原理图 (4)进行程序设计和模拟调试。检查硬件设计是否完整、正确,软件是否满足工艺要求 3.应用举例
⑵ 输入／输出模块和智能模块的选择 ⑶ 电源模块的选择。 2. PLC 控制系统设计的基本内容 (1) 信号输入器件、输出执行器件以及显示器件进行选择。 (2) 根据执行机构的动作设计控制系统主回路。 (3) 进行 PLC 的选型,完成 I/O 分配，并绘制 PLC 的控制系统硬件原理图。 (4) 进行程序设计和模拟调试。检查硬件设计是否完整、正确，软件是否满足工艺要求。 3. 应用举例