【正文】 ， PID控制與模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等現(xiàn)代控制方法相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn) PID控制器的參數(shù)自整定，使PID控制器具有經(jīng)久不衰的生命力。 八 PLC在模擬量閉環(huán)控制中的應(yīng)用 4 PLC的 PID功能介紹 ? PLC實(shí)現(xiàn) PID控制的方法 八 PLC在模擬量閉環(huán)控制中的應(yīng)用 4 PLC的 PID功能介紹 ? PLC實(shí)現(xiàn) PID控制的方法 ? 1） 使用 PID過程控制模塊 。 這種模塊的 PID控制程序是 PLC生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)的 ， 并存放在模塊中 ， 用戶在使用時(shí)只需要設(shè)置一些參數(shù) ，使用起來非常方便 ， 一塊模塊可以控制幾路甚至幾十路閉環(huán)回路 。但是這種模塊的價(jià)格昂貴 ， 一般在大型控制系統(tǒng)中使用 。 如三菱的 A系列 、 Q系列 PLC的 PID控制模塊 。 ? 2） 使用 PID功能指令 。 現(xiàn)在很多中小型 PLC都提供 PID控制用的功能指令 ， 如 FX2N系列 PLC的 PID指令 。 它們實(shí)際上是用于 PID控制的子程序 ， 與 A/D、 D/A模塊一起使用 ， 可以得到類似于使用 PID過程控制模塊的效果 ， 價(jià)格卻便宜得多 。 ? 3）使用自編程序?qū)崿F(xiàn) PID閉環(huán)控制。有的 PLC沒有有 PID過程控制模塊和 PID控制指令，有時(shí)雖然有 PID控制指令，但用戶希望采用變型PID控制算法。在這些情況下，都需要由用戶自己編制 PID控制程序 八 PLC在模擬量閉環(huán)控制中的應(yīng)用 4 PLC的 PID功能介紹 ? FX2N的 PID指令 PID指令是用來調(diào)用 PID運(yùn)算程序，在 PID運(yùn)算開始之前，應(yīng)使用 MOV指令將參數(shù)（見表 63）設(shè)定值預(yù)先寫入對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器中。如果使用有斷電保持功能的數(shù)據(jù)寄存器，不需要重復(fù)寫入。如果目標(biāo)操作數(shù) [D]有斷電保持功能，應(yīng)使用初始化脈沖 M8002的常開觸點(diǎn)將其復(fù)位。 八 PLC在模擬量閉環(huán)控制中的應(yīng)用 4 PLC的 PID功能介紹 ? FX2N的 PID指令 八 PLC在模擬量閉環(huán)控制中的應(yīng)用 4 PLC的 PID功能介紹 ? PID參數(shù)的整定 ? 比例系數(shù) K p越大 ， 比例調(diào)節(jié)作用越強(qiáng) ， 系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度越高；但是對(duì)于大多數(shù)系統(tǒng) ， K p過大會(huì)使系統(tǒng)的輸出量振蕩加劇 ， 穩(wěn)定性降低 ? 積分部分可以消除穩(wěn)態(tài)誤差 ， 提高控制精度 ， 但是積分作用的動(dòng)作緩慢 ， 可能給系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性帶來不良影響 。 積分時(shí)間常數(shù) T I增大時(shí) ， 積分作用減弱 ， 系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能 （ 穩(wěn)定性 ） 可能有所改善 ，但是消除穩(wěn)態(tài)誤差的速度減慢 。 ? 微分部分是根據(jù)誤差變化的速度 ， 提前給出較大的調(diào)節(jié)作用 。 微分部分反映了系統(tǒng)變化的趨勢(shì) ， 它較比例調(diào)節(jié)更為及時(shí) ， 所以微分部分具有超前和預(yù)測(cè)的特點(diǎn) 。 微分時(shí)間常數(shù) T D增大時(shí) ， 超調(diào)量減小 ，動(dòng)態(tài)性能得到改善 ， 但是抑制高頻干擾的能力下降 。 ? 選取采樣周期 T S時(shí)，應(yīng)使它遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于系統(tǒng)階躍響應(yīng)的純滯后時(shí)間或上升時(shí)間。為使采樣值能及時(shí)反映模擬量的變化， T S越小越好。但是 T S太小會(huì)增加 CPU的運(yùn)算工作量，相鄰兩次采樣的差值幾乎沒有什么變化，所以也不宜將 T S取得過小。 九 PLC控制系統(tǒng)的維護(hù)和故障診斷 1 PLC控制系統(tǒng)的維護(hù) ? 一般情況下檢修時(shí)間以每 6個(gè)月至一年 1次為宜，當(dāng)外部環(huán)境條件較差時(shí)，可根據(jù)具體情況縮短檢修間隔時(shí)間。 ? PLC日常維護(hù)檢修的一般內(nèi)容 九 PLC控制系統(tǒng)的維護(hù)和故障診斷 2 PLC的故障診斷 ? 任何 PLC都具有自診斷功能，當(dāng) PLC異常時(shí)應(yīng)該充分利用其自診斷功能以分析故障原因。一般當(dāng) PLC發(fā)生異常時(shí)，首先請(qǐng)檢查電源電壓、 PLC及 I/O端子的螺絲和接插件是否松動(dòng)，以及有無(wú)其他異常。然后再根據(jù) PLC基本單元上設(shè)置的各種 LED的指示燈狀況，以檢查 PLC自身和外部有無(wú)異常。 ? 下面以 FX系列 PLC為例，來說明根據(jù) LED指示燈狀況以診斷 PLC故障原因的方法。 九 PLC控制系統(tǒng)的維護(hù)和故障診斷 2 PLC的故障診斷 ? 電源指示 （ [POWER]LED指示） ? 當(dāng)向 PLC基本單元供電時(shí)，基本單元表面上設(shè)置的［POWER］ LED指示燈會(huì)亮。 ? 如果電源合上但［ POWER］ LED指示燈不亮，請(qǐng)確認(rèn)電源接線。另外，若同一電源有驅(qū)動(dòng)傳感器等時(shí)，請(qǐng)確認(rèn)有無(wú)負(fù)載短路或過電流。若不是上述原因，則可能是 PLC內(nèi)混入導(dǎo)電性異物或其他異常情況，使基本單元內(nèi)的保險(xiǎn)絲熔斷，此時(shí)可通過更換保險(xiǎn)絲來解決。 九 PLC控制系統(tǒng)的維護(hù)和故障診斷 2 PLC的故障診斷 ? 出錯(cuò)指示 （［ EPROR］ LED閃爍 ） ? 當(dāng)程序語(yǔ)法錯(cuò)誤 （ 如忘記設(shè)定定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的常數(shù)等 ）， 或有異常噪音 、 導(dǎo)電性異物混入等原因而引起程序內(nèi)存的內(nèi)容變化時(shí) ， ［ EPROR］ LED會(huì)閃爍 ， PLC處于 STOP狀態(tài) ， 同時(shí)輸出全部變?yōu)?OFF。 在這種情況下 ， 應(yīng)檢查程序是否有錯(cuò) ， 檢查有無(wú)導(dǎo)電性異物混入和高強(qiáng)度噪音源 。 ? 發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)， 800 8060~8068其中之一的值被寫入特殊數(shù)據(jù)寄存器 D8004中，假設(shè)這個(gè)寫入 D8004中內(nèi)容是 8064，則通過查看 D8064的內(nèi)容便可知道出錯(cuò)代碼。與出錯(cuò)代碼相對(duì)應(yīng)的 實(shí)際出錯(cuò)內(nèi)容參見 PLC使用手冊(cè)的錯(cuò)誤代碼表。 九 PLC控制系統(tǒng)的維護(hù)和故障診斷 2 PLC的故障診斷 ? 出錯(cuò)指示 （［ EPROR］ LED燈亮 ） ? 由于 PLC內(nèi)部混入導(dǎo)電性異物或受外部異常噪音的影響 ， 導(dǎo)致 CPU失控或運(yùn)算周期超過 200ms， 則 WDT出錯(cuò) ， ［ EPROR］ LED燈亮， PLC處于 STOP， 同時(shí)輸出全部都變?yōu)?OFF。 此時(shí)可進(jìn)行斷電復(fù)位， 若 PLC恢復(fù)正常 ， 請(qǐng)檢查一下有無(wú)異常噪音發(fā)生源和導(dǎo)電性異物混入的情況 。 另外 ， 請(qǐng)檢查 PLC的接地是否符合要求 。 ? 檢查過程如果出現(xiàn) ［ EPROR］ LED燈亮 → 閃爍的變化 ， 請(qǐng)進(jìn)行程序檢查 。 如果 ［ EPROR］ LED依然一直保持燈亮狀態(tài)時(shí) ， 請(qǐng)確認(rèn)一下程序運(yùn)算周期是否過長(zhǎng) （ 監(jiān)視 D8012可知最大掃描時(shí)間 ） 。 ? 如果進(jìn)行了全部的檢查之后，［ EPROR］ LED 的燈亮狀態(tài)仍不能解除，應(yīng)考慮 PLC內(nèi)部發(fā)生了某種故障，請(qǐng)與廠商聯(lián)系。 九 PLC控制系統(tǒng)的維護(hù)和故障診斷 2 PLC的故障診斷 ? 輸入指示 ? 不管輸入單元的 LED燈亮還是滅，請(qǐng)檢查輸入信號(hào)開關(guān)是否確實(shí)在 ON或 OFF狀態(tài)。 ? 如果輸入開關(guān)的額定電流容量過大或由于油侵入等原因，容易產(chǎn)生接觸不良。當(dāng)輸入開關(guān)與 LED燈亮用電阻并聯(lián)時(shí)，即使輸入開關(guān) OFF但并聯(lián)電路仍導(dǎo)通，仍可對(duì) PLC進(jìn)行輸入。如果使用光傳感器等輸入設(shè)備，由于發(fā)光／受光部位粘有污垢等，引起靈敏度變化，有可能不能完全進(jìn)入“ ON”狀態(tài)。在比 PLC運(yùn)算周期短的時(shí)間內(nèi)，不能接收到ON和 OFF的輸入。如果在輸入端子上外加不同的電壓時(shí)，會(huì)損壞輸入回路。 九 PLC控制系統(tǒng)的維護(hù)和故障診斷 2 PLC的故障診斷 ? 輸出指示 ? 不管輸出單元的 LED燈亮還是滅 ， 如果負(fù)載不能進(jìn)行 ON或OFF時(shí) ， 主要是由于過載 、 負(fù)載短路或容量性負(fù)載的沖擊電流等 ， 引起繼電器輸出接點(diǎn)粘合 ， 或接點(diǎn)接觸面不好導(dǎo)致接觸不良 。 另外，還也可根據(jù) PLC的出錯(cuò)代碼來診斷故障原因，F(xiàn)P1系列 PLC出錯(cuò)代碼一覽表見附錄 B， 在此不再贅述。 分選大、小球的機(jī)械手 ? 系統(tǒng)設(shè)有手動(dòng) 、 單周期 、 單步 、 連續(xù)和回原點(diǎn) 5種工作方式 ， 機(jī)械手在最上面 、 最左邊且電磁吸盤斷電時(shí) ， 稱為系統(tǒng)處于原點(diǎn)狀態(tài) （ 或稱初始狀態(tài) ） 。 手動(dòng)時(shí)應(yīng)設(shè)有左行 、右行 、 上升 、 下降 、 吸合 、 釋放六個(gè)操作按鈕；回原點(diǎn)工作方式時(shí)應(yīng)設(shè)有回原點(diǎn)起動(dòng)按鈕；單周期 、 單步 、 連續(xù)工作方式時(shí)應(yīng)設(shè)有起動(dòng)和停止按鈕 。 系統(tǒng)還應(yīng)該設(shè)有起動(dòng)和急停按鈕 。 圖中 SQ為用來檢測(cè)大小球的光電開關(guān) ， SQ為ON時(shí)為小球 ， SQ為 OFF時(shí)為大球 。 ? 根據(jù)以上要要求，試為該大、小球分選系統(tǒng)設(shè)計(jì)一套 PLC控制系統(tǒng)。 分選大、小球的機(jī)械手