計算機控制技術(shù) 第3章ppt課件.ppt

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1、第三章順序控制與數(shù)字控制3.1順序控制3.2數(shù)字程序控制習(xí)題3.1順序控制3.1.1順序控制系統(tǒng)的類型1.按被控對象的特性分類順序控制包括時間順序控制系統(tǒng)、邏輯順序控制系統(tǒng)和條件順序控制系統(tǒng)等。時間順序控制系統(tǒng)是固定時間程序的控制系統(tǒng)。它以執(zhí)行時間為依據(jù)，每個設(shè)備的運行或停止與時間有關(guān)。例如，在物料的輸送過程中，為了防止各輸送帶電動機同時啟動造成負(fù)荷的突然增大，并且為了防止物料的堵塞，通常先啟動后級的輸送帶電動機，經(jīng)一定時間延時后，再啟動前級的輸送帶電動機。在停止輸送時，先停止前級輸送帶的電動機，延時后再停止后級輸送帶的電動機，使在輸

2、送帶上的物料能輸送完畢。又例如，在交通控制系統(tǒng)中，東西南北方向各色信號燈的點亮和熄滅是在時間上已經(jīng)確定的，所以，它將按照一定的時間來點亮或熄滅信號燈。這類順序控制系統(tǒng)的特點是各設(shè)備運行時間是事先已確定的，一旦順序執(zhí)行，將按預(yù)定的時間執(zhí)行操作指令。邏輯順序控制系統(tǒng)按照邏輯先后順序執(zhí)行操作指令，它與時間無嚴(yán)格的關(guān)系。例如，在批量控制的反應(yīng)釜中，反應(yīng)初期，首先打開基料閥，基料流入反應(yīng)釜中，達到一定液位時，啟動攪拌機。在攪拌開始后，液位因基料在繼續(xù)流入而升高，當(dāng)達到某一液位時，反應(yīng)基料停止加入，其它物料開始加入，當(dāng)液位達到另一設(shè)定液位時，物料

3、停止加入，開始加入蒸汽升溫，并開始反應(yīng)。圖3－1為反應(yīng)釜工作流程圖。圖3-1反應(yīng)釜工作流程圖在實際中基料與物料分別存放在各自的儲液罐內(nèi)，在這個過程中，進料的流量大小受到進料儲罐液位的影響，液位高，則進料壓力大，流量也大，達到啟動攪拌機的液位所需時間也短。同樣，在加入其它物料時，因受物料流量的影響，液位達到所需液位的時間也不同。但是，在這類控制系統(tǒng)中，執(zhí)行操作指令的邏輯順序關(guān)系不變，因此，稱這類控制系統(tǒng)是邏輯順序控制系統(tǒng)。這類控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)過程的控制中應(yīng)用較多。條件順序控制系統(tǒng)是以執(zhí)行操作指令的條件是否滿足為依據(jù)，當(dāng)條件滿足時，相應(yīng)

4、的操作就被執(zhí)行，不滿足時，將執(zhí)行另外的操作。典型的例子是電梯控制系統(tǒng)。當(dāng)某一層有乘客按了向上按鈕后，如電梯空閑，則電梯自動向該層運行。當(dāng)乘客進入電梯轎廂，并按了所需去的樓層按鈕后，在一定的時間延時和關(guān)閉電梯門后，電梯將運行，一直等到電梯到達了所需的樓層，自動打開轎廂門。這里，電梯的運行根據(jù)條件確定，可向上運行也可向下運行，所停的樓層也根據(jù)乘客所需確定。這類順序控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)過程控制中也有較多的應(yīng)用。2.按控制技術(shù)手段分類順序控制系統(tǒng)在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用很廣，順序控制系統(tǒng)實現(xiàn)的方案有采用繼電器組成的邏輯控制系統(tǒng)、采用晶體管的無觸點

5、邏輯控制系統(tǒng)、采用可編程序控制器的邏輯控制系統(tǒng)和采用計算機的邏輯控制系統(tǒng)等。繼電器組成的順序邏輯控制系統(tǒng)是歷史最久的一種實現(xiàn)方法。它的控制功能全部由硬件完成，即采用繼電器的常開常閉觸點、延時斷開延時閉合觸點等可動觸點和普通繼電器、時間繼電器、接觸器等執(zhí)行裝置完成所需的順序邏輯功能。例如，電動機的開?？刂频取Ｊ芾^電器觸點可靠性的影響和使用壽命的限制，這類控制系統(tǒng)的使用故障較多，使用壽命較短，加上因采用硬件完成順序邏輯功能，因此更改不便，維修困難。晶體管組成的無觸點順序邏輯控制因減少了連接點的可動部件，可靠性大大提高。晶體管、晶閘管等半

6、導(dǎo)體元器件的使用壽命也較繼電器的觸點使用壽命長，因此，在20世紀(jì)70年代得到了較大的發(fā)展。它也是用硬件組成順序邏輯功能，更改也不很方便,但因采用功能模塊的結(jié)構(gòu)，部件的更換和維修較繼電器順序邏輯控制系統(tǒng)要方便。可編程序控制器是在計算機技術(shù)的促進下得以發(fā)展起來的新一代順序邏輯控制裝置。與上述的組成方法不同，它用軟件完成順序邏輯功能，用計算機來執(zhí)行操作指令，實施操作，因此，順序邏輯功能的更改十分方便。加上得益于計算機的高可靠性和高運算速度，使得可編程序控制器一出現(xiàn)就得到了廣泛的應(yīng)用。計算機組成的順序邏輯控制系統(tǒng)指在集散控制系統(tǒng)或工控機中實現(xiàn)

7、順序邏輯控制功能的控制系統(tǒng)。在大型的順序邏輯控制和連續(xù)控制相結(jié)合的工程應(yīng)用中，這類控制系統(tǒng)大有用武之地。在這類控制系統(tǒng)中，有連續(xù)量的控制和開關(guān)量的控制。采用計算機對它們進行操作和管理，必要時，把信息傳送到上位機或下送到現(xiàn)場控制器和執(zhí)行機構(gòu)。由于計算機技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)、軟件技術(shù)等高新科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)過程的控制也出現(xiàn)了飛速的發(fā)展，可編程序控制器將與其他計算機控制裝置一起成為21世紀(jì)工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制裝置。3.1.2順序控制系統(tǒng)的組成順序控制系統(tǒng)的組成見圖3-2，它由五部分組成：(1)輸入接口：實現(xiàn)

8、輸入信號的電平轉(zhuǎn)換。(2)控制器：接受控制輸入信號，按一定的控制算法運算后，輸出控制信號到執(zhí)行機構(gòu)，控制器具有記憶功能，能實現(xiàn)所需的控制運算功能。(3)輸出接口：實現(xiàn)輸出信號的功率轉(zhuǎn)換。(4)檢測機構(gòu)：檢測被控對象