【正文】 邏輯窗口在每一次掃描過程中完全執(zhí)行。一旦檢測到擴展機架，則擴展機架配置及所有模塊數(shù)據(jù)傳到控制器通訊窗口中。到達 EGD 發(fā)送頁時間節(jié)點時，CPU 從存儲器上的對應(yīng)位置向以太網(wǎng)接口拷貝輸出頁數(shù)據(jù)。 CPU 總是執(zhí)行這個窗口。背板通訊窗口：通過此窗口與智能設(shè)備進行通訊。 模式和時間可以配置并且存儲到 CPU當中，也可以在用戶程序中使用服務(wù)請求功能 4 進行動態(tài)配置。 梯形圖編程知識 梯形圖的基本概念PLC 是專為工業(yè)控制而開發(fā)的裝置，其主要使用者是工廠廣大電氣技術(shù)人員，為了適應(yīng)他們的傳統(tǒng)習(xí)慣和掌握能力，通常 PLC 不采用微機的編程語言，而常常采用面向控制過程、面向問題的“自然語言” 編程。母線是用來連接指令組的。解算的結(jié)果，馬上可以被后面的邏輯解算所利用。如果在程序中，同一線圈使用了兩次或多次，稱為“雙線圈輸出” 。圖 23 串并聯(lián)電路的編程處理 具有自鎖功能的程序梯形圖利用自身的常開觸點使線圈持續(xù)保持通電即“ON”狀態(tài)的功能稱為自鎖。它是一個適合用于邏輯程序編寫、人機界面開發(fā)、運動控制及控制應(yīng)用的通用開發(fā)環(huán)境。輸入注冊碼完成注冊。過程數(shù)據(jù)：iFix 用于連接工廠中的過程硬件。一旦數(shù)據(jù)進入 PDB ，它們可以用圖形方式進行顯示。4）輸入要恢復(fù)的文件名旁邊“瀏覽”中找到，IFIX 安裝目錄下:Ge Fanuc\Proficy iFIX \ 文件。4）文件——保存，選擇新建路徑下的 LOCAL 文件夾，保存。圖 32 工作臺界面 數(shù)據(jù)庫管理器過程數(shù)據(jù)庫是 iFIX 系統(tǒng)的核心，從硬件中獲取或給硬件發(fā)送過程數(shù)據(jù)。PID 控制器作為 PID 控制的設(shè)備，它的結(jié)構(gòu)簡單，參數(shù)容易調(diào)整，不一定需要系統(tǒng)確切的數(shù)學(xué)模型，所以，在各個領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。u圖 42 直流電機轉(zhuǎn)速的 PID 調(diào)節(jié)常規(guī)的模擬 PID 控制系統(tǒng)原理圖如圖 43 所示，系統(tǒng)有模擬 PID 控制器和被控對象組成，模擬 PID 控制器又由比例環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)、被控對象等構(gòu)成。上式中沒有寫出。適當選擇微分常數(shù) ，可以使微分作用達到最優(yōu)。當采樣周期 T 足夠小，上述計算結(jié)果可以達到足夠精TDP/?0u確，離散控制過程可近似看成為連續(xù)控制過程。 硬件連接要進行軟件設(shè)計，首先應(yīng)該做的工作是在 PME 軟件中進行硬件配置，本設(shè)計所涉及到的硬件包括背板 IC695CHS01CPU 模塊 IC695CPU3通行模塊IC695ETM00模擬量輸入模塊 IC695ALG600、模擬量輸出模塊 IC695ALG704。? 資源共享能力強 隨著 Inter/ Intra 的發(fā)展，以太網(wǎng)已滲透到各個角落，在互聯(lián)網(wǎng)的任何一臺計算機上都能瀏覽工業(yè)控制現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)“控管一體化”，這是其他現(xiàn)場總線不能比擬的。輸出模塊采用 IC695ALG704 通道 4，能夠輸出 0 到 10V 的電壓進行控制水泵變頻電機，如圖 48 所示。首先把 RX3i 的臨時 IP 設(shè)置成。圖 44 PME 的硬件配置要進行硬件之間電壓的信號傳輸，則需建立 RX3i 與 PME 軟件的通信。由 43 式可得控制器在第 k1 個采樣采樣時刻的輸出值為： 44021101 )]([ ueTeKukDkjIkP ????????由 43 和 44 相減并整理，可得到增量式 PID 控制算法公式為： )]([ 2111 ???? kkDkIkPkk eee = 21)2()( ????kPkPkDIP TKTK = 4521?kkCeBAe式中， 。不能像模擬量控制那樣連續(xù)輸出控制量進行連續(xù)控制。反之，增大積分常數(shù) 會減慢靜態(tài)誤差的消除過程，但可以減少超IT調(diào)量，提高形同的穩(wěn)定性。 值越大，控制作用越強。 模擬 PID 控制原理PID 控制是控制系統(tǒng)中最常用的控制方法，其控制框圖如圖 41 所示。數(shù)據(jù)庫以電子數(shù)據(jù)表的形式顯示，每行都是一個獨立的標簽。iFix 的圖形功能有很多內(nèi)容，所有這些都包含在 Intellution 工作臺，如圖 32 所示。1）打開 iFix 文件，運行系統(tǒng)配置應(yīng)用（ SCU） 。 iFix 新建工程與配置iFix 新建工程步驟如下：1）關(guān)閉 iFix 所有文件。過程數(shù)據(jù)庫（PDB）：由標簽變量組成的一個過程，數(shù)據(jù)的集合及其存儲的區(qū)域。它能夠?qū)ιa(chǎn)事件快速反應(yīng)，減少原材料消耗，提高生產(chǎn)率。點擊下一步直到 Proficy Machine Edition 配置界面，如圖 26 所示。起保停程序也可以用置位（SET）和復(fù)位（RST ）指令來實現(xiàn)。在有幾個并聯(lián)電路相串聯(lián)時，應(yīng)將并聯(lián)觸點多的回路放在左方，如圖23b 所示。注意：左母線與線圈之間一定要有觸點，而線圈與右母線之間則不能有任何觸點。如果該存儲單元為“0”狀態(tài)，對應(yīng)軟繼電器的線圈和觸點的狀態(tài)與上述的相反，稱該軟繼電器為“0” 或“OFF”狀態(tài)。梯形圖是通過連線把 PLC 指令的梯形圖符號連接在一起的連通圖，用以表達所使用的 PLC 指令及其前后順序，它與電氣原理圖很相似。 后臺窗口時間缺省值為 0 毫秒。分配給這個窗口的時間用完以后，進程停止。重新配置模塊需要幾個掃描周期。如果每次掃描的檢測字數(shù)設(shè)為 0，則這個過程跳過。執(zhí)行完最后一條指令后產(chǎn)生新的輸出數(shù)據(jù)。CPU 輪流執(zhí)行通訊窗口和后臺窗口，執(zhí)行時間由用戶確定。 CPU 掃描有以下三種模式： Normal 掃描 這種模式下，每次掃描時間可以不同。 GE PACSystems 系列 PLC 的工作原理 工作原理考慮到 GE PAC 與傳統(tǒng) PLC 的工作原理相同。PACSystem RX3i 的輸入模塊信號可以使電壓型、也可以使電流型，通道數(shù)量可以是 132 等。GE Fanuc 智能設(shè)備提供一系列能支持不同的電壓范圍和類型、最大允許電流、隔離與響應(yīng)時間的模塊，來滿足用戶應(yīng)用的需要。用戶無需跳線選擇不同的輸入電壓，RX3i 電源模塊的輸入電壓可以有 100240VAC、125VDC、24VDC 或 12VDC 等備選。在 PACSystem RX3i 系統(tǒng)中，電源一般在 0 插槽，CPU 一般在 12 插槽，背板擴展模塊在 12 插槽，I/O 模塊在 311 插槽中。通用背板模塊的位置，IC695 電源模塊可以安裝在任何插槽。? 支持持 PCI 總線模塊和所有 9030 背板總線。? 支持以太網(wǎng)遠程編程。圖 21PACSystems RX3i 模塊在一個小型的、低成本的系統(tǒng)中提供了高級功能，它具有下列性能上的優(yōu)點：? 擁有 300MHZ 微處理器 10MByte 用戶內(nèi)存的高性能控制器。 FBD,可用于過程控制，尤其適用于混合型集散控制系統(tǒng)。它能應(yīng)用到高速處理、數(shù)據(jù)存取和需大內(nèi)存的應(yīng)用中。這樣，根據(jù)用戶需求的迅速擴展和變化，用戶系統(tǒng)和程序無需變化，即可無縫移植。——這個軟件工具必須能適應(yīng)分布式操作。最后得出結(jié)論。當然在自動控制領(lǐng)域，一個系統(tǒng)的組成除了硬件系統(tǒng)外還有軟件系統(tǒng)。本報告分三部分。基于 GE PACSystems RX3i的水箱液位控制設(shè)計具有一定意義。液位控制是常見的工業(yè)過程控制之一，它廣泛運用于水塔、鍋爐、高層建筑水箱、罐、工業(yè)化工槽等受壓容器的液位測量?？梢酝ㄟ^實時曲線去分析系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差、超調(diào)量、調(diào)整時間等動態(tài)性能指標。 液位控制系統(tǒng)的組成本論文對水箱液位控制系統(tǒng)的設(shè)計是一個簡單控制系統(tǒng)，所謂簡單液位控制系統(tǒng)通常是指由一個被控對象、一個檢測變送單元（檢測元件及變送器） 、一個控制器和一個執(zhí)行器（控制閥）所組成的單閉環(huán)負反饋控制系統(tǒng)，也稱為單回路控制系統(tǒng)。有了正確的控制方案，控制系統(tǒng)中控制器，測量變送器、執(zhí)行器等儀表的選擇，必須以被控對象的特性為依據(jù)。在制漿造紙工廠中，常見有兩種方式的液位控制：常壓容器和壓力容器的液位控制，例如漿池和蒸汽閃蒸罐?？杀槌绦蚩刂破鳂O其相關(guān)外部設(shè)備，都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計。 PACSystems RX3i 。因此我們很有必要對PAC RX3i 液位控制系統(tǒng)設(shè)計進行研究。本設(shè)計采用了 PACSystems RX3i 控制器對水箱液位設(shè)備控制進行了系統(tǒng)設(shè)計。 data collection。隨著信息技術(shù)、自動化技術(shù)在過程工業(yè)的廣泛應(yīng)用，過程控制系統(tǒng)在過程工業(yè)中愈顯重要。液位自動控制系統(tǒng)有液位變送器（或差壓變送器） 、電動執(zhí)行機構(gòu)和液位自動控制器構(gòu)成。在控制系統(tǒng)組成后，合適的控制參數(shù)的確定及控制系統(tǒng)的調(diào)整，也完全依賴于對被控對象動態(tài)特性的理解。簡單控制系統(tǒng)有著共同的特征，它們均有四個基本環(huán)節(jié)組成，即被控對象、測量變送裝置、控制器和執(zhí)行器。實時監(jiān)控功能 系統(tǒng)管理員可以通過微機進行實時監(jiān)控，包括查看現(xiàn)場工作設(shè)備情況、手動/自動無擾切換、液位設(shè)置和液位顯示、報警顯示、實時曲線。在設(shè)計中針對水箱實物模型，要求熟悉RX3i 系列控制器的結(jié)構(gòu)、功能和基本指令，利用 GE PACSystems RX3i 編制 PAC程序完成水箱液位 PID 控制。 本論文的主要內(nèi)容與方法隨著科學(xué)技術(shù)的進步和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，可編程序已廣泛應(yīng)用于各行業(yè)自動化控制領(lǐng)域，在現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)、加工和制造過程中起到了非常重要的作用。在簡要介紹 GE PACSystems 系列 PLC 的硬件單元、工作原理和梯形圖編程理論知識基礎(chǔ)上，給出了利用 GE PACSystems 梯形圖編程，實現(xiàn)液位控制的設(shè)計過程，最后結(jié)合 IFIX 組態(tài)軟件，詳細敘述了液位控制系統(tǒng)的的實現(xiàn)過程。所以本章也對梯形圖編程的編程環(huán)境 PME 進行了詳細介紹。第 2 章 GE PACSystems RX3i 簡介 GE PACSystem 系列 PLC 概念 PAC 概念的提出可編程自動控制器（Programmable Automation Controller,PAC）是由 ARC 咨詢集團的高級研究員 Craig Resnick 提出的。 de facto 網(wǎng)絡(luò)和語言標準——這個技術(shù)必須利用高投入技術(shù)。PAC 系統(tǒng)具備以下主要的特征和性能：1) 提供通用發(fā)展平臺和單一數(shù)據(jù)庫，以滿足多領(lǐng)域自動化系統(tǒng)設(shè)計和集成要求。目前，GE 控制器硬件家族有兩大類控制器：基于 VME 的 RX7i 和基于 PCI 的 RX3i 提供強大的 CPU 和高寬帶背板總線，使得復(fù)雜編程能簡便快速的執(zhí)行。 IEC1131 PACSystems 系列產(chǎn)品代表了控制工業(yè)領(lǐng)域的革命，同時解決了業(yè)內(nèi)一直存在的與工業(yè)和商業(yè)都有關(guān)的問題，即如何實現(xiàn)更高的產(chǎn)量和提供更開放的通信方式。無需多個控制器，使控制更簡單? 通用的 PCI 總線背板，背板高速 PCI 總線速度為 27MHz，使得復(fù)雜 I/O 的數(shù)據(jù)吞吐率更大，簡單 I/O 的串行總線讀寫更快，優(yōu)化了系統(tǒng)性能和投資。例如，可在南京對上海的 RX3i 進行編程和修改。? 支持以太網(wǎng)遠程 I/0 站。直流電源IC695PSD40 占用一個插槽，交流電源 IC695PSA40 占用兩個插槽。PACSystem RX3i CPU高性能的 CPU 基于具有高速運算和高速數(shù)據(jù)吞吐的最新處理器。電源模塊具有限流功能，發(fā)生短路時，電源模塊會自動關(guān)斷來避免硬件損壞。PACSystem RX3i 的離散量輸出點可以是 132 點等，輸出模塊可以接 120VAC、240VAC、12VAC/DC、125VDC、24VDC、5/12VDC 等負載。模擬量 I/O 模塊（輸出）GE Fanuc 提供易于使用的用于控制過程的模擬量輸出模塊，例如：流量、溫度和壓力控制等。PLC 作為一種特殊形式的計算機控制系統(tǒng)，是利用計算機技術(shù)對傳統(tǒng)的硬件邏輯控制系統(tǒng)“繼電器控制”進行“硬件軟化”的結(jié)果。邏輯窗口在每一次掃描過程中完全執(zhí)行。 CPU 以以下四種模式中的一種運行■ 運行/不輸出 ■ 運行/輸出使能 ■ 停止/IO 掃描 ■ 停止/無 IOCPU 掃描的各個部分典型的部分包括 7 個階段：內(nèi)部清理：內(nèi)部清理部分完成掃描開始前的準備工作。輸出掃描：CPU 將輸出數(shù)據(jù)寫到總線控制器或輸出模塊。后臺檢測幫助確認運行模式下的CPU 內(nèi)的程序的完整性。 ■ 通訊活動包括內(nèi)置以太網(wǎng)接口和 2 個 CPU 串行端口 是否執(zhí)行控制器通訊窗口和執(zhí)行控制器通訊窗口的時間可以使用編程軟件進行配置。 背板通訊窗口缺省為完成(運行完成)模式。也可以 設(shè)定其他的 值并存儲到 CPU 當中或者通過編程軟件在線更改。它的連線有兩種：一為母線，另一為內(nèi)部橫豎線。使用中也常將這些“ 軟繼電器”稱為編程元件。(2) 觸點的使用次數(shù)不受限制。這樣所編制的程序簡潔明了，語句較少。在實際應(yīng)用中，起動信號和停止信號可能由多個觸點組成的串、并聯(lián)電路提供 [7]。選擇所需要的組件進行安裝。從而加快產(chǎn)品對市場的反應(yīng)速度。iFix 的工作原理如圖 31 所示。在 Windows 左下角運行中輸入： /FactoryDefault,確定。2）選擇：文件——新建；選擇：配置——路徑，將當前配置中的應(yīng)用路徑改為新建路徑，點擊更改目錄把所有路徑更改，提示是否生成默認的 iFix 文件，選擇否。Intellution工作臺提供了圖形設(shè)計工具，包括圖形文字、動畫和圖表工具，方便生成操作員易于理解的畫面；同時為操作員提供了命令或用圖形交互方式進行報警確認和改變過程設(shè)置點。數(shù)據(jù)庫的主要功能就是接收來自 DIT 表或來自上游數(shù)據(jù)庫標簽（鏈的上游）的數(shù)據(jù)，然后進行處理，最后發(fā)送到監(jiān)控界面顯示或者更改 DIT 數(shù)據(jù)表。被控量的值由傳感器或變送器來檢測，這個值與給