产品描述
6ES7223-1PM22-0XA8产品齐全
PLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。在工业生产的各个领域,机械加工企业为了提高生产效率,采用机械化流水作业的方式,对不同类型的零件分别组成的自动生产线。随着产品机型的更新换代,生产线承担的加工对象也随之改变,这就需要改变控制程序,使生产线的机械设备按新的工艺过程运行,而继电接触器控制器系统是采用固定接线,很难适应这个要求,大型自动生产线的控制系统使用的继电器数量很多,随着PLC的应用日益普及,其使用方法简单,便于掌握,且可靠性极高,抗干扰性很强,自身具有完善的功能.模块化的结构,使其在工业生产线上的应用越来越广泛。
发展趋势:1.向高速度、大容量方向发展
为了提高PLC的处理能力,要求PLC具有更好的响应速度和更大的存储容量。目前,有的PLC的扫描速度可达0.1ms/k步左右。PLC的扫描速度已成为很重要的一个性能指标。
在存储容量方面,有的PLC*高可达几十兆字节。为了扩大存储容量,有的公司已使用了磁泡存储器或硬盘。
2.向超大型、超小型两个方向发展
当前中小型PLC比较多,为了适应市场的多种需要,今后PLC要向多品种方向发展,特别是向超大型和超小型两个方向发展。现已有I/O点数达14336点的超大型PLC,其使用32位微处理器,多CPU并行工作和大容量存储器,功能强。
小型PLC由整体结构向小型模块化结构发展,使配置更加灵活,为了市场需要已开发了各种简易、经济的超小型微型PLC,*小配置的I/O点数为8~16点,以适应单机及小型自动控制的需要,如三菱公司α系列PLC。其共同特点是,现代PLC的结构和功能不断改进,产品更新换代周期越来越短,并不断地向高性能、高速度、高性能价格比方向发展。
3.PLC大力开发智能模块,加强联网通信能力
为满足各种自动化控制系统的要求,近年来不断开发出许多功能模块,如高速计数模块、温度控制模块、远程I/O模块、通信和人机接口模块等。这些带CPU和存储器的智能I/O模块,既扩展了PLC功能,又使用灵活方便,扩大了PLC应用范围。
加强PLC联网通信的能力,是PLC技术进步的潮流。PLC的联网通信有两类:一类是PLC之间联网通信,各PLC生产厂家都有自己的专有联网手段;另一类是PLC与计算机之间的联网通信,一般PLC都有专用通信模块与计算机通信。为了加强联网通信能力,PLC生产厂家之间也在协商制订通用的通信标准,以构成更大的网络系统,PLC已成为集散控制系统(DCS)不可缺少的重要组成部分。
4.增强外部故障的检测与处理能力根据统计资料表明:在PLC控制系统的故障中,CPU占5%,I/O接口占15%,输入设备占45%,输出设备占30%,线路占5%。前二项共20%故障属于PLC的内部故障,它可通过PLC本身的软、硬件实现检测、处理;而其余80%的故障属于PLC的外部故障。因此,PLC生产厂家都致力于研制、发展用于检测外部故障的专用智能模块,进一步提高系统的可靠性。
5.编程语言多样化
在PLC系统结构不断发展的同时,PLC的编程语言也越来越丰富,功能也不断提高。除了大多数PLC使用的梯形图语言外,为了适应各种控制要求,出现了面向顺序控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言、与计算机兼容的高级语言(BASIC、C语言等)等。多种编程语言的并存、互补与发展是PLC进步的一种趋势。
想当初,偶自学了计算机专业,一心想找个软件开发的工作,记得那时*火的还是数据库方面的软件开发,有一次去计算机研究所面试,人家问我会PB吗?我说只会VB,然后人家就给我讲了一通想搞软件需要有什么什么样的基础。。。。,再然后我就回家等着了。后来,却机缘巧合的走上了自动化控制这条道路。
回想起这十多年的从业经历,由于不是学自动化控制专业的,所以碰到了无数的难题(相对于当时来讲),好在没有咱工程师解决不了的事,每次都在经历了挫折与成功的反复磨练后,*终实现了控制要求。下面就讲讲我在随动系统中的PID调节经历吧!
控制系统要求实现PID调节的功能,PID的设定值是一个实时变化的随机量(来自于冲板流量计的瞬时值),要求输出量(失重式给料机的给料量)能够及时、准确的跟随设定值的变化,做出快速、准确的响应。
刚开始接触PID调节,可谓是一头雾水,只知道P 就是比例,就是输入偏差乘以一个系数;I 就是积分,就是对输入偏差进行积分运算;D 就是微分,对输入偏差进行微分运算。
具体该怎么用不知道,参数该如何整定不清楚,于是跑到了书店,翻开了一本《自动控制原理》,看着满书的公式推导,心里倍感压力巨大,没看懂就灰溜溜的回来了。
当时手里有本S7-200的系统手册,里面有一段PID的程序和相关讲解,仔细读了好几遍,有那么明白了,又下载了S7-300的FB41功能块的说明,看得似懂非懂的,不管了,先写好程序再说。很快设备就组装好了,还不能发给客户,因为我的程序还没调试,于是便主动加班加点的开始了调试工作。
系统震荡--
为了方便调试,我先是将设定值给一个恒值进行调试,没想到一开始就碰到了难题,设备运转起来后,只见变频器面板在0-50HZ之间来回变换着数字,电机也跟着嗡嗡的喘着,系统震荡了,改了几次参数都是如此,调试一开始就陷入了僵局。(当时还不清楚P值先要给小点,积分时间先要给长点,开始时P和I不要同时调整,P整定差不多了,再整定I,心里想到个参数就试一个参数,结果折腾一天还是个老样子)晚上躺在床上睡不着,脑子里不停地思考着,该从何下手呢,我显然是没找着窍门啊。
第二天一大早,坐在电脑前,一边查着资料(当时公司已经可以通过ADSL上网了,虽然速度有点慢)一边梳理思路,如何才能不超调呢?既然是超调了,说明调节量太大了,那如何才能每次一点一点的调呢?对了,先把P值改小点,随即降到了一半,有点效果了,再降一半试试,这时的P值整整缩小了10倍,设备启动,频率一点一点奔到了给定值附近,一点也不超调了,找着感觉了(我暗自欣喜),再稍稍将P值改大点,经过几次调整,P值确定了,可感觉上P取值太小了,可再大些就又波动了。
再调整一下积分试试,而积分有啥作用,它和时间又有啥关系呢?带着疑问,我又开始了I值的整定,根据P值调整的经验,我迫不及待的给I值缩小了10倍,结果系统又开始了昨天的震荡,咦?这是怎么回事,反复试了几次,找出了点规律,原来I值越小,调节的越厉害。哈哈!终于发现了点小门道。再经过多次调整,系统终于受我控制了,可每次都要20多秒才能调节好,我又开始着急上火了。
调节周期--
还可以调整哪里呢?仔细想了几天,依然没有结果,偶然的将FB41放到了OB1里,发生了,很短时间就调到位了,又把FB41的说明仔细读了一遍,当时看那些图表和说明简直就是煎熬,就参数表能看明白,还对有些参数不理解,经过一个参数一个参数的梳理,只见采样周期的参数后面写着,采样时间的取值要与OB35的设定值保持一致,于是打开CPU的属性设置对话框,查看OB35的时间为100MS,这显然比OB1的扫描时间要慢的多,将OB35时间调整到10MS,实验结果比原先好多了。
多参数调节--
解决了前几天的问题,系统调试开始了重点环节,模拟设定值的变化,看看阶跃响应的速度如何,再测量一下这时的给料量,看能否满足设计要求,数据大都超出了精度要求的范围,还是没调好啊,可该调的地方都调了呀,我开始有些郁闷了,难道就是这样的效果了,我有些不甘心,改了不同的参数,将实验数据都一一记录了下来,经过认真分析发现:稳态时小参数(P值小,I值一定)数据精度比较高,但动态跟随缓慢;随动时大参数(P值大,I值一定)阶跃响应很好,但数据误差大;实时性和稳定性是相互制约的,要如何做才能鱼和熊掌兼得呢?我灵机一动,在调MM440变频器时不是用了两套参数组吗,我何不也设计两套参数,根据设定值与反馈值的偏差,设定一个偏差带,偏差较大时,用调节作用比较强的一组参数,一旦调到设定值附近(偏差带以内),就切换至调节作用比较弱的一组参数,避免出现超调,引起系统震荡。经过多组参数处理后,我实验的给料精度已经可以满足要求了,自动跟随的性能也控制在了3秒以内。
无扰切换--
设备每过一段时间需要往料仓里加一次料,由于是失重给料方式,在加料期间反馈队列里的数据是不准确的,这个时候不能用PID功能,需要切换为随动开环方式,这很容易做到,MAN值始终是根据流量计计算出来的(与SP_INT始终保持一致),直接将LMN_ON设置为1,即可切为手动,可手动切换回自动可就要注意了,这要把握两点:1、PID的反馈值(PV_IN)已经检测正常。2、先将此时的反馈值(PV_IN)给SP_INT,之后再恢复到正常的调节。其实随动系统的PID本身就有一定的抗扰动能力。
小节--
通过这次随动系统的PID调节,让我感觉到做PID调节控制其实很有意思,它就像具备一定的智能一样,随时检测着反馈信号,一旦发现反馈值偏离了给定值,就给出相应的控制力量,即使干扰随时存在,都能够排除干扰,因为控制器早已具备了应对的策略。
干扰又叫噪声,是窜入或叠加在系统电源、信号线上的与信号无关的电信号。干扰会造成测量的误差、严重的干扰(如雷击、。大的串模干扰可会造成设备损坏。
DCS常见的干扰有以下几种:
1、电阻耦合引入的干扰(传导引入)
①当几种信号线在一起传输时,由于绝缘材料老化,漏电而影响到其它信号,即在其它信号中引入干扰。
②在一些用电能作为执行手段的控制系统中(如电热炉、电解槽等)信号传感器漏电,接触到带电体,也会引入很大的干扰。
③在一些老式仪表和执行机构中,现场端采用220V供电,有时设备烧坏,造成电源与信号线间短路,也会造成较大的干扰。
④由于接地不合理,例如在信号线的两端接地,会因为地电位差而加入一较大的干扰,如图3.4.9所示。信号线的两端同时接地,这样,如果A、B两点的距离较远,则可能会有较大的电位差eN ,这个电位差可能会在A·B两端之间的信号线上产生一个很大的环流。
2、电容电感耦合引入的干扰
因为在被控现场往往有很多信号同时接入计算机,而且这些信号线或者走电缆槽,或者走电缆管,但肯定是很多根信号在一起走线。这些信号之间均有分布电容存在,会通过这些分布电容将干扰加到别的信号线上,同时,在交变信号线的周围会产生个交变的磁通,而这些交变磁通会在并行的导体之间产生电动势,这也会造成线路上的干扰。
3、计算机供电线路上引入的干扰
在有些工业现场(特别是电厂冶金企业、大的机械加工厂)大型电气设备启动频繁,大的开关装置动作也较频繁,这些电动机的启动、开关的闭合产生的火花会在其周围产生很大的交变磁场.这些交变磁场既可以通过在信号线上耦合产生干扰,也可能通过电源线上产生高频干扰,这些干扰如果超过容许范围,也会影响计算机系统的工作。
4、雷击引入的干扰
雷击可能在系统周围产生很大的电磁干扰,也可能通过各种接地线引入干扰
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