【正文】 同時(shí)，機(jī)器人技術(shù)、智能技術(shù)的發(fā)展都要求通信網(wǎng)絡(luò)具有更高的帶寬和性能，通信協(xié)議有更高的靈活性，這些要求以太網(wǎng)都能很好地滿足。因?yàn)槭侨枯敵觯悦看屋敵鼋Y(jié)果均與過去狀態(tài)有關(guān)，計(jì)算式對 進(jìn)行累加，ke工作量大且控制器輸出的 對應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置，在控制器出現(xiàn)故障時(shí)，如ku果輸出發(fā)生大幅度變化，會(huì)引起執(zhí)行機(jī)構(gòu)的大幅度變化，可能造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。輸出 才可能維)(te )(te)(tu持在某恒定值，但也會(huì)增加系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，并增加超調(diào)量。隨著數(shù)字電子技術(shù)的快速發(fā)展，將原來硬件電路實(shí)現(xiàn)的功能，由微處理器來實(shí)現(xiàn)，稱作數(shù)字 PID 控制器，控制所用的算法則叫數(shù)字 PID 算法。 工作臺(tái)iFix 最重要的功能是監(jiān)控和管理。反之，操作員也可以對執(zhí)行器進(jìn)行控制，此時(shí)反順序執(zhí)行上述過程，可以完成該功能。它的基本功能包括數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)管理。圖 24 自鎖電路圖 24a 為停止優(yōu)先程序，即當(dāng) X1 和 X2 同時(shí)接通，則 Y1 斷開。 梯形圖的編程規(guī)則盡管梯形圖與繼電器電路圖在結(jié)構(gòu)形式、元件符號及邏輯控制功能等方面相類似，但它們又有許多不同之處，梯形圖具有自己的編程規(guī)則。梯形圖和功能塊圖為圖形語言，指令表和結(jié)構(gòu)文本為文字語言，功能表圖是一種結(jié)構(gòu)塊控制流程圖。在本階段掃描過程中，CPU 與 Genius 總線控制器和 TCP/IP 以太網(wǎng)模塊等智能模塊進(jìn)行通訊 。 如果 CPU 處于運(yùn)行模式并且配置為執(zhí)行后臺(tái)檢測，則后臺(tái)檢測在輸出掃描進(jìn)程的最后時(shí)間段內(nèi)執(zhí)行。 Constant Window 這種模式下，每次掃描時(shí)間可以不同。編程設(shè)備可以是專用的手持式的編程器，也可以是安裝了專門的編程通信軟件的個(gè)人計(jì)算機(jī)。PACSystem RX3i 的離散量輸入點(diǎn)可以是 132 點(diǎn)等，輸入電壓可以是 120VAC、240VAC、12VAC/DC、125VDC、24VDC、5/12VDC 等。最右端的插槽是擴(kuò)展插槽。支持 Modbus、Profibus、Genius（包括雙網(wǎng)冗余） ，還支持工業(yè)以太網(wǎng)，以及串行總線。在 PME 的開發(fā)軟件環(huán)境中，他單一的控制引擎和通用的編程環(huán)境整體上提升了自動(dòng)化水平。7) 使用既定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、程序語言標(biāo)準(zhǔn)，以保障用戶的投資及多供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換。邏輯、運(yùn)動(dòng)和其他功能的集成是不斷增長的復(fù)雜控制方法的要求。從 PAC 系統(tǒng)的提出到應(yīng)用。一個(gè)系統(tǒng)的液位是否穩(wěn)定，直接影響到了工業(yè)生產(chǎn)的安全、生產(chǎn)效率的高低、能源的合理利用等一系列重要的問題。 液位控制系統(tǒng)的功能液位控制系統(tǒng)基本功能 設(shè)置液位高度后，通過控制變送器，自動(dòng)調(diào)節(jié)液位高度到設(shè)置值。只有深入了解被控對象的動(dòng)態(tài)特性，了解他的內(nèi)在規(guī)律，了解被控對象的性能指標(biāo)，為控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。為拋棄傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)的束縛，適應(yīng)白熱化的市場競爭要求，1968 年美國通用汽車公司公開向社會(huì)招標(biāo)，對汽車流水線控制系統(tǒng)提出具體要求，歸納起來是：（1） 編程方便，可現(xiàn)場修改程序（2） 維修方便，采用插件式結(jié)構(gòu)（3） 可靠性高于繼電器控制裝置（4） 體積小于繼電器控制盤（5） 數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)（6） 成本可與繼電器控制盤競爭（7） 輸入可以是交流 150V 以上（8） 輸出為交流 115V，容量要求在 2A 以上，可直接驅(qū)動(dòng)接觸器，電磁閥等（9） 擴(kuò)展時(shí)原系統(tǒng)改變最?。?0）用戶存儲(chǔ)器至少能擴(kuò)張到 4KB（適應(yīng)當(dāng)時(shí)汽車裝配過程的需要）十項(xiàng)指標(biāo)的核心要求是采用軟布線（編程）方式代替繼電控制的硬接線方式，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)線的流程控制。隨著科技的進(jìn)步，人們對生產(chǎn)的控制精度要求越來越高，所以提高液位控制系統(tǒng)的性能顯得十分重要。由于它結(jié)構(gòu)簡單，容易掌握，價(jià)格便宜，在一定范圍內(nèi)能滿足控制要求，因而使用面甚廣，在工業(yè)控制領(lǐng)域中一直占主導(dǎo)地位。結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，操作簡便直觀，可以長期連續(xù)穩(wěn)定在無人監(jiān)控狀態(tài)下運(yùn)行。 圖 12 水箱控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖這是單回路水箱液位控制系統(tǒng)，單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般指在一個(gè)調(diào)節(jié)對象上用一個(gè)調(diào)節(jié)器來保持一個(gè)參數(shù)的恒定，而調(diào)節(jié)器只接受一個(gè)測量信號，其輸出也只控制一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通過調(diào)用采集的數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)液位監(jiān)控畫面，以圖形和圖表等形象直觀的方式呈現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場信息，實(shí)現(xiàn)液位狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)視。第 1 章，緒論。PAC 包括 PLC 的主要功能和擴(kuò)大的控制能力，以及 PCbased 控制中基于對象開放數(shù)據(jù)格式和網(wǎng)絡(luò)連接等功能。3) 允許用戶根據(jù)系統(tǒng)實(shí)施的要求，在同一平臺(tái)上運(yùn)行多個(gè)不同功能的應(yīng)用程序，并根據(jù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，在各程序間進(jìn)行系統(tǒng)資源的分配。 GE PACSystems RX3i 的硬件結(jié)構(gòu) GE PACSystems RX3i 簡介PACSystems RX3i 控制器是創(chuàng)新的可編程自動(dòng)化控制器，是可編程自動(dòng)化控制器 PACSystems 家族的新增加的一員。PACSystems RX3i 還具有以下特點(diǎn)：? 最多支持 32K DI、32K DO、32K AI、32K AO。CPU 模塊占用兩個(gè)插槽。多功能電源可被配置用于增加容量或電源冗余。通訊模塊網(wǎng)絡(luò)和分布式 I/O 系統(tǒng) RX3i 為分布式控制和分布式 I/O 設(shè)計(jì)了很多可選通信模塊。Constant 掃描 這種模式下，相鄰的兩次掃描的開始時(shí)間間隔由用戶設(shè)定。 輸出掃描過程中，CPU 向 Genius 總線控制器和輸出模塊寫入輸出數(shù)據(jù)。窗口時(shí)間可以設(shè)定為0~255 圖 22毫秒，缺省值為 10 毫秒。掃描時(shí)間比較緊張的時(shí)候跳過后臺(tái)功能。梯形圖中邏輯解算是按從左至右、從上到下的順序進(jìn)行的。建議用戶盡可能用輸入設(shè)備的常開觸點(diǎn)與 PLC 輸入端連接，如果某些信號只能用常閉輸入，可先按輸入設(shè)備為常開來設(shè)計(jì)，然后將梯形圖中對應(yīng)的輸入繼電器觸點(diǎn)取反（常開改成常閉、常閉改成常開） 。點(diǎn)擊 Key Code 進(jìn)入注冊界面，如圖 28 所示。然后 SAC 從 DIT 中讀取數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳送至 PDB,如果數(shù)據(jù)超過設(shè)定值，則報(bào)警。SCADA 支持選擇啟用；選擇一個(gè) I/O 驅(qū)動(dòng)器名稱——添加；確定，如果提示數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，選擇“是” ，這樣就可以和 PLC 進(jìn)行通訊了。PID 控制是控制系統(tǒng)中技術(shù)比較成熟、且應(yīng)用比較廣泛的一種控制方法。所以，對大部分控制對象要加上一個(gè)適當(dāng)?shù)目刂瞥Ａ俊?為控制常量。 ? 通信速率高 目前，100 Mb/s 的快速以太網(wǎng)已開始廣泛應(yīng)用， 1Gb/s 以太網(wǎng)技術(shù)也逐漸成熟，比傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線最高速率 12Mb/s 高得多。然后進(jìn)行如圖 45 和圖 46 所示配置。 ,)(TDIP??)21(TBDP??CDP?上式中， 還可以寫成下面的形式：ku? 46)()( 22 kkPkDkIkPk eIeKTeK??????式中， ； ； ；1?kk 221??kkk IT/?D/由式 46 可以看出，如果計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)采用恒定的采樣周期 T，一旦確定了A、B、 C，只要使用前后三次測量的偏差值即可，就可以求出控制增量，與位置式算法相比，計(jì)算量小得多，因此在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)用廣泛。微分環(huán)節(jié)的作用是阻止偏差的變化，根據(jù)偏差的變化趨勢進(jìn)行控制。被控量的值由傳感器或變送器來檢測，這個(gè)值與給定值進(jìn)行比較，得到偏差，模擬調(diào)節(jié)器以一定控制規(guī)律使操作變量變化，以使偏差趨近于零，其輸出通過執(zhí)行器作用于過程。Intellution工作臺(tái)提供了圖形設(shè)計(jì)工具，包括圖形文字、動(dòng)畫和圖表工具，方便生成操作員易于理解的畫面；同時(shí)為操作員提供了命令或用圖形交互方式進(jìn)行報(bào)警確認(rèn)和改變過程設(shè)置點(diǎn)。在 Windows 左下角運(yùn)行中輸入： /FactoryDefault,確定。從而加快產(chǎn)品對市場的反應(yīng)速度。在實(shí)際應(yīng)用中，起動(dòng)信號和停止信號可能由多個(gè)觸點(diǎn)組成的串、并聯(lián)電路提供 [7]。(2) 觸點(diǎn)的使用次數(shù)不受限制。它的連線有兩種：一為母線，另一為內(nèi)部橫豎線。 背板通訊窗口缺省為完成(運(yùn)行完成)模式。后臺(tái)檢測幫助確認(rèn)運(yùn)行模式下的CPU 內(nèi)的程序的完整性。 CPU 以以下四種模式中的一種運(yùn)行■ 運(yùn)行/不輸出 ■ 運(yùn)行/輸出使能 ■ 停止/IO 掃描 ■ 停止/無 IOCPU 掃描的各個(gè)部分典型的部分包括 7 個(gè)階段：內(nèi)部清理：內(nèi)部清理部分完成掃描開始前的準(zhǔn)備工作。PLC 作為一種特殊形式的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對傳統(tǒng)的硬件邏輯控制系統(tǒng)“繼電器控制”進(jìn)行“硬件軟化”的結(jié)果。PACSystem RX3i 的離散量輸出點(diǎn)可以是 132 點(diǎn)等，輸出模塊可以接 120VAC、240VAC、12VAC/DC、125VDC、24VDC、5/12VDC 等負(fù)載。PACSystem RX3i CPU高性能的 CPU 基于具有高速運(yùn)算和高速數(shù)據(jù)吞吐的最新處理器。? 支持以太網(wǎng)遠(yuǎn)程 I/0 站。無需多個(gè)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。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(qiáng)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。 de facto 網(wǎng)絡(luò)和語言標(biāo)準(zhǔn)——這個(gè)技術(shù)必須利用高投入技術(shù)。所以本章也對梯形圖編程的編程環(huán)境 PME 進(jìn)行了詳細(xì)介紹。 本論文的主要內(nèi)容與方法隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)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(dòng)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。實(shí)時(shí)監(jiān)控功能 系統(tǒng)管理員可以通過微機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，包括查看現(xiàn)場工作設(shè)備情況、手動(dòng)/自動(dòng)無擾切換、液位設(shè)置和液位顯示、報(bào)警顯示、實(shí)時(shí)曲線。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(dòng)態(tài)特性的理解。隨著信息技術(shù)、自動(dòng)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。本設(shè)計(jì)采用了 PACSystems RX3i 控制器對水箱液位設(shè)備控制進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 PACSystems RX3i 。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。 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(jì)是一個(gè)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(gè)被控對象、一個(gè)檢測變送單元（檢測元件及變送器） 、一個(gè)控制器和一個(gè)執(zhí)行器（控制閥）所組成的單閉環(huán)負(fù)反饋控制系統(tǒng)，也稱為單回路控制系統(tǒng)。液位控制是常見的工業(yè)過程控制之一，它廣泛運(yùn)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。本報(bào)告分三部分。最后得出結(jié)論。這樣，根據(jù)用戶需求的迅速擴(kuò)展和變化，用戶系統(tǒng)和程序無需變化，即可無縫移植。 FBD,可用于過程控制，尤其適用于混合型集散控制系統(tǒng)。? 支持以太網(wǎng)遠(yuǎn)程編程。通用背板模塊的位置，IC695 電源模塊可以安裝在任何插槽。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。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。 CPU 掃描有以下三種模式： Normal 掃描 這種模式下，每次掃描時(shí)間可以不同。執(zhí)行完最后一條指令后產(chǎn)生新的輸出數(shù)據(jù)。重新配置模塊需要幾個(gè)掃描周期。 后臺(tái)窗口時(shí)間缺省值為 0 毫秒。如果該存儲(chǔ)單元為“0”狀態(tài)，對應(yīng)軟繼電器的線圈和觸點(diǎn)的狀態(tài)與上述的相反，稱該軟繼電器為“0” 或“OFF”狀態(tài)。在有幾個(gè)并聯(lián)電路相串聯(lián)時(shí)，應(yīng)將并聯(lián)觸點(diǎn)多的回路放在左方，如圖23b 所示。點(diǎn)擊下一步直到 Proficy Machine Edition 配置界面，如圖 26 所示。過程數(shù)據(jù)庫（PDB）：由標(biāo)簽變量組成的一個(gè)過程，數(shù)據(jù)的集合及其存儲(chǔ)的區(qū)域。1）打開 iFix 文件，運(yùn)行系統(tǒng)配置應(yīng)用（ SCU） 。數(shù)據(jù)庫以電子數(shù)據(jù)表的形式顯示，每行都是一個(gè)獨(dú)立的標(biāo)簽。 值越大，控制作用越強(qiáng)。不能像模擬量控制那樣連續(xù)輸出控制量進(jìn)行連續(xù)控制。圖 44 PME 的硬件配置要進(jìn)行硬件之間電壓的信號傳輸，則需建立 RX3i 與 PME 軟件的通信。輸出模塊采用 IC695ALG704 通道 4，能夠輸出 0 到 10V 的電壓進(jìn)行控制水泵變頻電機(jī)，如圖 48 所示。 硬件連接要進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，首先應(yīng)該做的工作是在 PME 軟件中進(jìn)行硬件配置，本設(shè)計(jì)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。適當(dāng)選擇微分常數(shù) ，可以使微分作用達(dá)到最優(yōu)。u圖 42 直流電機(jī)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。圖 32 工作臺(tái)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)。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。過程數(shù)據(jù)：iFix 用于連接工廠中的過程硬件。它是一個(gè)適合用于邏輯程序編寫、人機(jī)界面開發(fā)、運(yùn)動(dòng)控制及控制應(yīng)用的通用開發(fā)環(huán)境。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” 。母線是用來連接指令組的。 模式和時(shí)間可以配置并且存儲(chǔ)到 CPU當(dāng)中，也可以在用戶程序中使用服務(wù)請求功能 4 進(jìn)行動(dòng)態(tài)配置。 CPU 總是執(zhí)行這個(gè)窗口。一旦檢測到擴(kuò)展機(jī)架，則