【正文】 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。首先把 RX3i 的臨時(shí) IP 設(shè)置成。? 資源共享能力強(qiáng) 隨著 Inter/ Intra 的發(fā)展，以太網(wǎng)已滲透到各個(gè)角落，在互聯(lián)網(wǎng)的任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)上都能瀏覽工業(yè)控制現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)“控管一體化”，這是其他現(xiàn)場總線不能比擬的。圖 44 PME 的硬件配置要進(jìn)行硬件之間電壓的信號(hào)傳輸，則需建立 RX3i 與 PME 軟件的通信。 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。由 43 式可得控制器在第 k1 個(gè)采樣采樣時(shí)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， 。當(dāng)采樣周期 T 足夠小，上述計(jì)算結(jié)果可以達(dá)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。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。適當(dāng)選擇微分常數(shù) ，可以使微分作用達(dá)到最優(yōu)。反之，增大積分常數(shù) 會(huì)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。上式中沒有寫出。 值越大，控制作用越強(qiáng)。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(duì)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(duì)象等構(gòu)成。 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。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(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。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。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)。iFix 的圖形功能有很多內(nèi)容，所有這些都包含在 Intellution 工作臺(tái)，如圖 32 所示。4）文件——保存，選擇新建路徑下的 LOCAL 文件夾，保存。1）打開 iFix 文件，運(yùn)行系統(tǒng)配置應(yīng)用（ SCU） 。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。 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。一旦數(shù)據(jù)進(jìn)入 PDB ，它們可以用圖形方式進(jìn)行顯示。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。過程數(shù)據(jù)：iFix 用于連接工廠中的過程硬件。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。輸入注冊碼完成注冊。點(diǎn)擊下一步直到 Proficy Machine Edition 配置界面，如圖 26 所示。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。起保停程序也可以用置位（SET）和復(fù)位（RST ）指令來實(shí)現(xiàn)。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(diǎn)使線圈持續(xù)保持通電即“ON”狀態(tài)的功能稱為自鎖。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。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” 。注意：左母線與線圈之間一定要有觸點(diǎn)，而線圈與右母線之間則不能有任何觸點(diǎn)。解算的結(jié)果，馬上可以被后面的邏輯解算所利用。如果該存儲(chǔ)單元為“0”狀態(tài)，對(duì)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)。母線是用來連接指令組的。梯形圖是通過連線把 PLC 指令的梯形圖符號(hào)連接在一起的連通圖，用以表達(dá)所使用的 PLC 指令及其前后順序，它與電氣原理圖很相似。 梯形圖編程知識(shí) 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(jī)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。 后臺(tái)窗口時(shí)間缺省值為 0 毫秒。 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(qǐng)求功能 4 進(jìn)行動(dòng)態(tài)配置。分配給這個(gè)窗口的時(shí)間用完以后，進(jìn)程停止。背板通訊窗口：通過此窗口與智能設(shè)備進(jìn)行通訊。重新配置模塊需要幾個(gè)掃描周期。 CPU 總是執(zhí)行這個(gè)窗口。如果每次掃描的檢測字?jǐn)?shù)設(shè)為 0，則這個(gè)過程跳過。到達(dá) EGD 發(fā)送頁時(shí)間節(jié)點(diǎn)時(shí)，CPU 從存儲(chǔ)器上的對(duì)應(yīng)位置向以太網(wǎng)接口拷貝輸出頁數(shù)據(jù)。執(zhí)行完最后一條指令后產(chǎn)生新的輸出數(shù)據(jù)。一旦檢測到擴(kuò)展機(jī)架，則擴(kuò)展機(jī)架配置及所有模塊數(shù)據(jù)傳到控制器通訊窗口中。CPU 輪流執(zhí)行通訊窗口和后臺(tái)窗口，執(zhí)行時(shí)間由用戶確定。邏輯窗口在每一次掃描過程中完全執(zhí)行。 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。為了消除兩者之間由于運(yùn)行方式不同而造成的這種差異，PLC 在程序運(yùn)行方式、輸入輸出操作、特殊功能模塊等方面作了特別的考慮。 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。用戶可以從以太網(wǎng) EGD、ProfibusDP、Genius 和 DeviceNet 中進(jìn)行選擇，這些通訊模塊都能容易地安裝并且快速地配置。PACSystem RX3i 的輸入模塊信號(hào)可以使電壓型、也可以使電流型，通道數(shù)量可以是 132 等。模擬量模塊將輸入電流或輸入電壓轉(zhuǎn)變成內(nèi)在的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，向 PLC CPU提供所得的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。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(shí)間的模塊，來滿足用戶應(yīng)用的需要。離散量 I/O 模塊（輸入）輸入模塊提供 PLC 和諸如接近開關(guān)、按鈕、開關(guān)的接口。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。RX3i 廣泛的診斷機(jī)制和帶電插拔能力增加了機(jī)器循環(huán)次數(shù)，減少了停機(jī)時(shí)間，用戶能存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)，減少外圍硬件花費(fèi)。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(kuò)展模塊在 12 插槽，I/O 模塊在 311 插槽中。I/O 和其他功能模塊可以安裝在除了 0 插槽和擴(kuò)展插槽以外的任何插槽，0 插槽只能用于 IC695 電源。通用背板模塊的位置，IC695 電源模塊可以安裝在任何插槽。 GE PACSystems RX3i 基本模塊背板RX3i 背板（機(jī)架）采用通用的 PCI 總線，分為 12 槽和 16 槽兩種尺寸用于滿足用戶不同的應(yīng)用需要。? 支持持 PCI 總線模塊和所有 9030 背板總線。? 模塊支持帶電插拔。? 支持以太網(wǎng)遠(yuǎn)程編程。此外，系統(tǒng)還提供多種網(wǎng)絡(luò)接口模塊。圖 21PACSystems RX3i 模塊在一個(gè)小型的、低成本的系統(tǒng)中提供了高級(jí)功能，它具有下列性能上的優(yōu)點(diǎn)：? 擁有 300MHZ 微處理器 10MByte 用戶內(nèi)存的高性能控制器。和 PACSystems 家族的其他成員一樣，RX3i 具備單一的控制引擎和通用的編程環(huán)境，使其能靈活的應(yīng)用于多種硬件平臺(tái)上。 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。4) 采用開放的、模塊化的硬件架構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)不同功能的自由組合與搭配，減少系統(tǒng)升級(jí)帶來的麻煩。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。 PAC 是一種多功能控制器平臺(tái)，它包含多種可按照用戶意愿組合、搭配和實(shí)施的技術(shù)和產(chǎn)品，PLC 性能的實(shí)現(xiàn)主要依賴于專用硬件，應(yīng)用程序的執(zhí)行依靠專用硬件芯片實(shí)現(xiàn)，硬件的非通用性會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的功能前景和開放性受到限制，由于是專用操作系統(tǒng)，實(shí)時(shí)可靠性和功能都無法與通用實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)相比，這樣導(dǎo)致了 PLC 整體性能的專用性和封閉性?！@個(gè)軟件工具必須能適應(yīng)分布式操作。PAC 包括開放數(shù)據(jù)格式和網(wǎng)絡(luò)連接功能。最后得出結(jié)論。因?yàn)橹挥辛私饬?IFIX 的工作原理，才能設(shè)計(jì)好合理的監(jiān)控界面。當(dāng)然在自動(dòng)控制領(lǐng)域，一個(gè)系統(tǒng)的組成除了硬件系統(tǒng)外還有軟件系統(tǒng)。主要介紹液位控制系統(tǒng)的定義、組成、功能以及液位控制系統(tǒng)的研究方向和意義，并簡單講述了本論文的主要內(nèi)容、方法及結(jié)構(gòu)安排。本報(bào)告分三部分。PID 閉環(huán)控制是控制系統(tǒng)中應(yīng)用很廣泛的一種控制算法，對(duì)大部分控制對(duì)象都有良好的控制效果，組態(tài)軟件 iFix 因其簡單易用的特點(diǎn)，在控制界面的設(shè)計(jì)中得到廣泛的應(yīng)用?；?GE PACSystems RX3i的水箱液位控制設(shè)計(jì)具有一定意義。為了解決傳統(tǒng)控制的控制準(zhǔn)確度低、控制速度慢、靈敏度低等一系列問題。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。 研究意義及發(fā)展方向水箱液位控制系統(tǒng)是設(shè)計(jì)和開發(fā)液位控制策略的一個(gè)開放式平臺(tái)，具有觀察直觀、測量容易、組態(tài)靈活，可實(shí)施各種相異的控制方案，國內(nèi)外許多學(xué)者和技術(shù)人員基于該類裝置做出了重要的研究報(bào)告，以驗(yàn)證重要的理論成果和指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐?？梢酝ㄟ^實(shí)時(shí)曲線去分析系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差、超調(diào)量、調(diào)整時(shí)間等動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。本系統(tǒng)所要保持的恒定參數(shù)是液位的給定高度，即控制的任務(wù)是控制水箱液位等于給定值所要求的高度。 液位控制系統(tǒng)的組成本論文對(duì)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(duì)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)。有些過程可能涉及好幾種設(shè)備，而在有些設(shè)備內(nèi)部可能包括幾個(gè)過程。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(duì)象的特性為依據(jù)?？刂破?、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、測量變送器都屬于自動(dòng)化儀表，他們都是圍繞被控對(duì)象工作的。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。其中液位控制技術(shù)在國民生活、生產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用，如民用水塔供水，精餾塔液位控制，鍋爐氣泡液位控制等?？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(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。但是繼電接觸器控制系統(tǒng)有明顯的缺點(diǎn)：設(shè)備體積大，可靠性差，動(dòng)作速度慢，功能少，難與實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制，特別是由于它是靠硬連線邏輯構(gòu)成的系統(tǒng)，接線復(fù)雜，當(dāng)生產(chǎn)工藝或?qū)ο蟾淖儠r(shí)，原有的接線和控制盤就要更換，所以通用性和靈活性較差。 PACSystems RX3i 。本論文分三部分。因此我們很有必要對(duì)PAC RX3i 液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于 GE PACSystems RX3i 的水箱液位控制設(shè)摘 要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。本設(shè)計(jì)采用了 PACSystems RX3i 控制器對(duì)水箱液位設(shè)備控制進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在簡要介紹了 PACSystems RX3i 系列 PLC 的硬件模塊、工作原理和梯形圖等基礎(chǔ)知識(shí)上，給出了 PACSystems RX3i 梯形圖編程和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的組態(tài)，最后通過現(xiàn)場總線（以太網(wǎng)總線）將現(xiàn)場設(shè)備和節(jié)點(diǎn)連接。 data collection。20 世紀(jì) 60 年代末期，美國的汽車制造業(yè)競爭激烈，各生產(chǎn)廠家的汽車型號(hào)不斷更新，它必然要求生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)亦隨之改變，以及對(duì)整個(gè)開展系統(tǒng)重新配置。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。液位控制的精確度與精度都直接或間接影響著生產(chǎn)、生活的質(zhì)量與安全。液位自動(dòng)控制系統(tǒng)有液位變送器（或差壓變送器） 、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和液位自動(dòng)控制器構(gòu)成。因此，對(duì)被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行深入了解是過程控制的一個(gè)重要任務(wù)。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(duì)被控對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的理解。過程控制被控對(duì)象的內(nèi)在機(jī)理較為復(fù)雜，有簡單過程，又存在嚴(yán)重非線性的過程，有多變量過程，有些被控對(duì)象的特性隨時(shí)間或工作條件而變化。簡單控制系統(tǒng)有著共同的特征，它們均有四個(gè)基本環(huán)節(jié)組成，即被控對(duì)象、測量變送裝置、控制器和執(zhí)行器。根據(jù)控制框圖，這是一個(gè)閉環(huán)反饋單回路液位控制，采用工業(yè)智能儀表控制。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。然而，目前我國這類控制實(shí)驗(yàn)裝置主要用于高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)，存在著實(shí)驗(yàn)采集數(shù)據(jù)誤差較大、實(shí)驗(yàn)對(duì)象過于單一等不足。在設(shè)計(jì)中針對(duì)水箱實(shí)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。從而引入 GE PACSystems RX3i 系統(tǒng)。 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)